Роль холина в эпигенетическом программировании соматического и психического здоровья в момент внутриутробного развития плода и предотвращении акушерских осложнений

Обмен холина и его метаболитов играет одну из ключевых ролей в эмбриогенезе: фосфатидилхолин является компонентом клеточной мембраны, ацетилхолин играет роль нейромедиатора, бетаин принимает участие в метаболизме гомоцистеина, а диметилглицин – в процессах митохондриального дыхания. Дефицит холина может быть причиной нарушения функции печени, почек, поджелудочной железы и ухудшения когнитивных функций. Показано, что увеличение содержания холина в рационе беременных приводит к повышению когнитивных способностей потомства, что связывается с нормализацией процессов метилирования ДНК. Установлено, что лишь 1 из 11 беременных получает необходимое количество холина с пищей, поэтому беременным рекомендуется введение в рацион дополнительно 550 мг холина ежедневно.

Введение

Холин (витамин В4) является биологически активным веществом, аминоспиртом. Химическое название холина – 2-гидроксиэтилтриметил аммоний, аминоспирт триметиламиноэтанол. Холин проникает через гематоэнцефалический барьер посредством специфических транспортеров и хранится в структуре мембранных фосфолипидов головного мозга – данные особенности фармакокинетики холина делают его нейротропным метаболитом [1]. Именно холин относится к нутриентам, последствия недостаточности которых пролонгируются на всю жизнь [2].

Биологическая роль

С точки зрения биохимических процессов холин и его метаболиты имеют три физиологические точки приложения (см. таблицу):

• поддержание структурной стабильности и эластичности мембран за счет образования фосфатидилхолина в процессе метаболизма;
• синтез ацетилхолина и холинергическая нейротрансмиссия;
• участие в метилировании ДНК и метаболизме гомоцистеина через синтез триметилглицина – бетаина, на основе которого синтезируется S-аденозилметионин, являющийся донором метильных групп.

Фосфатидилхолин

Этот фосфолипид является фундаментальной основой клеточной мембраны, основным компонентом лецитина и объектом воздействия для фосфолипаз, которые регулируют множество биологических процессов: воспаление, контроль транспорта внутриклеточной мембраны, миграцию и пролиферацию клеток.

Молекулы фосфолипидов являются важной составляющей клеточных мембран у всех млекопитающих, поэтому профилактика и лечение, направленные на защиту и восстановление фосфолипидов, являются одними из наиболее многообещающих. Некоторые ноотропные препараты, механизм действия которых направлен на нивелирование эксайтотоксичности со следующим за ней окислительным и нитрозативным стрессом, нейровоспалением, являются предшественниками холина. В экспериментах на животных показано, что препараты на основе холина предупреждают индуцированный холинергический дефицит, предотвращают развитие деменции, облегчают процессы обучения и запоминания за счет увеличения синтеза и высвобождения ацетилхолина в мозговых структурах [3].

Имеются данные, согласно которым достаточное количество холина обеспечивает физиологическое соотношения между нейтральными и кислыми классами фосфолипидов, что в совокупности с другими эффектами может обеспечивать изменение соотношения между про- и антиагрегантным равновесием в пользу последнего. Однако данные наблюдения могут быть следствием системных плейотропных эффектов, связанных с ролью фосфолипидов в процессах гемокоагуляции [4].

Ацетилхолин и другие нейро-тропные метаболиты холина: бетаин и диметилглицин

Ацетилхолин является одним из основных нейротрансмиттеров, который регулирует активность базальной холинергической системы.

В синаптической щели ацетилхолин взаимодействует с рецепторами, экспрессирующимися на постсинаптической мембране: с мускариновыми (М-холинорецепторами) и с никотиновыми (Н-холинорецепторами – НХР) [5]. М1-рецепторы локализуются в области коры головного мозга и гиппокампальной извилины, являются основными постсинаптическими холинорецепторами, регулирующими когнитивные функции. С учетом широких биологических связей между нейромедиаторными системами холин стимулирует активность тирозингидроксилазы, увеличивает уровни норадреналина (в коре и гипоталамусе), дофамина (в полосатом теле), серотонина (в коре, полосатом теле и гиппокампе). При этом дофаминергическая передача необходима в обеспечении познавательной деятельности и процессе переключения когнитивных процессов с одного на другой. Также ацетилхолин, высвобождаемый в сосудистой стенке, контролирует функциональное состояние макрофагов, несущих на своей поверхности никотиновые ацетилхолиновые рецепторы и способных блокировать выделение провоспалительных цитокинов.

Несмотря на то что холинергическая иннервация коры мозга возникает несколько позже, чем моноаминергическая, холинергические афференты играют ключевую роль в дифференцировке коры мозга [6, 7]. При значительном сокращении холинергической иннервации происходит задержка клеточной дифференцировки коры мозга [8]. Эти изменения могут коррелировать с когнитивным и поведенческим дефицитом в постнатальном периоде [9].

Следует отметить, что холин является селективным агонистом H-ХР α7-типа, имеющих отношение к обеспечению когнитивных процессов [10, 11]. При болезни Альцгеймера откладывающийся β-амилоид связывается именно с α7-типом Н-ХР и нарушает его функции. Продемонстрирована возможность нейропротективного эффекта различных агонистов, включая холин Н-ХРα7-типа, опосредованного модуляцией внутриклеточной передачей сигнала в нейронах и микроглии [12, 13].

Химические вещества и экологические токсиканты, проявляющие холинотропные свойства через изменение активности холинергической системы, приводят к нарушению развития центральной нервной системы...

Тапильская Н.И., Жернакова Т.С., Беспалова О.Н., Рыжов Ю.Р., Глушаков Р.И.