ვიტამინი D არეგულირებს დოფამინის წარმოქმნას პარკინსონის დაავადებისადმი მოწყვლად ტვინის უჯრედებში

🟠 ზომიერი მტკიცებულება

ვიტამინი D-ის როლი ადამიანის ჯანმრთელობაში ბევრად სცდება ძვლის მეტაბოლიზმს. კვლევა, რომელიც გამოქვეყნებულია Neuroscience (2013)-ში, აჩვენებს, რომ ვიტამინი D-ის რეცეპტორი ფიზიკურად არსებობს დოფამინის გამომუშავების ნეირონებში სუბსტანცია ნიგრაში — ტვინის რეგიონში, რომელიც პარკინსონის დაავადებაში დეგენერირდება — სადაც ის პირდაპირ აკონტროლებს დოფამინის სინთეზისა და ნეირონების გადარჩენის მმართველ გენებს.

ვიტამინი D-ის ეფექტები დოფამინერგული ნეირონების განვითარებასა და ფუნქციაზე

ვიტამინი D-ის რეცეპტორის აქტივაციის შემდეგ დოფამინის ნეირონებში ძირითადი მოლეკულური და სტრუქტურული შედეგები

წყარო: Cui et al., Neuroscience 2013–2015; Pertile et al., J Neurochem 2023 | საქართველოს სამედიცინო ჟურნალი

ფუნქციური ბირთვული რეცეპტორი დოფამინის სინაფსში

ვიტამინი D-ის რეცეპტორი (VDR) არ არის პასიური კომპონენტი დოფამინერგული ნეირონების — ის არის აქტიური ბირთვული რეცეპტორი, რომლის არსებობა სუბსტანცია ნიგრაში დადასტურებულია იმუნოჰისტოქიმიით როგორც ადამიანის პოსტმორტემ ტვინში, ასევე ვირთხის ტვინის ქსოვილში, როგორც აღნიშნულია Cui და კოლეგების მიერ გამოქვეყნებულ კვლევაში Neuroscience (2013). VDR-ის გამოხატვის დრო ტვინის განვითარებაში ბიოლოგიურად მნიშვნელოვანია: ვირთხის განვითარებად ტვინში VDR ჩნდება ემბრიონულ დღეებში 12-დან 15-მდე — სწორედ იმ დროს, როდესაც შუა ტვინის დოფამინის ნეირონების უმრავლესობა გენერირდება.

ეს განვითარების სინქრონულობა მიუთითებს, რომ ვიტამინი D-ის სიგნალიზაცია შეიძლება ფუნდამენტური როლი ითამაშოს დოფამინერგული სისტემის შექმნაში. სუბსტანცია ნიგრა განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია, რადგან ეს არის ზუსტად ის რეგიონი, სადაც ნეირონების დაკარგვა ხდება პარკინსონის დაავადებაში, ნეიროდეგენერაციულ მდგომარეობაში, რომელიც მილიონობით ადამიანს აწუხებს გლობალურად. იხილეთ ჩვენი დაკავშირებული გაშუქება გლობალური ნეიროდეგენერაციული დაავადებების ტვირთი.

ვიტამინი D-ის აქტივაცია ორჯერ ზრდის დოფამინის გამომუშავების უჯრედების რაოდენობას

როდესაც ვიტამინი D-ის აქტიური მეტაბოლიტი, 1,25-დიჰიდროქსივიტამინი D3, უკავშირდება VDR-ს დოფამინერგულ უჯრედებში, შედეგები იზომება და მნიშვნელოვანია. შემდგომ კვლევაში, Cui და კოლეგებმა კულტივირეს SH-SY5Y ნეირობლასტომას უჯრედები, რომლებიც ზედმეტად გამოხატავენ VDR-ს და დააყენეს ვიტამინი D-ის მეტაბოლიტებზე, შედეგები გამოქვეყნდა Neuroscience (2015)-ში. ვიტამინი D-ის მკურნალობამ მნიშვნელოვნად გაზარდა ტიროზინ ჰიდროქსილაზის (TH) გამოხატვა — დოფამინის სინთეზისთვის საჭირო შეზღუდვის ფერმენტი — TH-პოზიტიური უჯრედების რაოდენობა კონტროლებთან შედარებით ორჯერ გაიზარდა.

მნიშვნელოვანია, რომ ეს ეფექტი იყო როგორც დოზა-დამოკიდებული, ასევე დრო-დამოკიდებული, რაც ნიშნავს, რომ რეაქცია გაიზარდა ვიტამინის D-ის კონცენტრაციასთან და ექსპოზიციის ხანგრძლივობასთან ერთად. დოფამინის წარმოება თვითონ გაიზარდა პროპორციულად. პარალელურად, მკვლევარებმა დააკვირდნენ NEUROG2-ის შემცირებას, რაც მიუთითებს, რომ უჯრედები მომწიფდნენ დოფამინერგული ფენოტიპისკენ და არ დარჩნენ განუვითარებელ მდგომარეობაში. ეს მიუთითებს, რომ ვიტამინი D უბრალოდ არ ზრდის დოფამინის სინთეზს არსებულ უჯრედებში, არამედ აქტიურად მართავს ნეირონების მომწიფებას.

დოფამინის რაოდენობის მიღმა: სტრუქტურული და სინაფსური მომწიფება

ვიტამინი D-ის ეფექტები დოფამინერგულ ნეირონებზე სცდება მხოლოდ ნეიროტრანსმიტერის წარმოების რაოდენობას. უფრო ახალ კვლევაში, Pertile და კოლეგებმა აჩვენეს Journal of Neurochemistry (2023)-ში, რომ ვიტამინი D-ის ექსპოზიციამ გაზარდა ნეირონების სტრუქტურული მომწიფების მრავალი მარკერი: ნეირიტების ზრდა, ნეირიტების განშტოების სირთულე და დოფამინერგულ უჯრედებში პრესინაფსური ცილოვანი პუნქტების რაოდენობა და განაწილება. გარდა ამისა, მათ დაადასტურეს ფუნქციური დოფამინის გამოშვების ზრდა — არა მხოლოდ შიდა უჯრედული დოფამინის დაგროვება, არამედ სინაფსური გადაცემა.

ეს მიგნებები მიუთითებს, რომ ვიტამინი D-ის როლი დოფამინერგულ სისტემაში არის მრავალგანზომილებიანი. ნეირონები უბრალოდ არ აწარმოებენ მეტ დოფამინს; ისინი აშენებენ უფრო გრძელ უჯრედულ პროცესებს, ქმნიან უფრო მეტ სინაფსურ კავშირებს და ოპტიმიზებენ თავიანთ შესაძლებლობას კომუნიკაციისთვის ქვედა დონის ნეირონებთან. იგივე ჯგუფის მიერ ადრე გამოქვეყნებულმა ნამუშევრებმა, გამოქვეყნებულმა FASEB Journal (2018)-ში, მსგავსი ნეიროპროტექტორული მექანიზმები აღწერა. ეს ინტეგრირებული მიგნებები მიუთითებს ვიტამინი D-ზე, როგორც დოფამინის წარმოების რაოდენობისა და დოფამინერგული სისტემის სტრუქტურული მთლიანობის რეგულატორზე.

ვიტამინი D-ის რეცეპტორის აქტივაცია დოფამინის გამომუშავების ნეირონებში ორჯერ ზრდის ტიროზინ ჰიდროქსილაზის გამოხატვას და ზრდის ფუნქციური დოფამინის გამოშვებას, თანაც ხელს უწყობს ნეირონების მომწიფებასა და სინაფსურ განვითარებას — ეფექტები, რომლებიც ხდება ზუსტად იმ ტვინის რეგიონში, რომელიც მოწყვლადია პარკინსონის დაავადებაში.

— Cui et al., Neuroscience (2013–2015); Pertile et al., Journal of Neurochemistry (2023)

ვიტამინი D-ის დოფამინის წარმოებასთან დაკავშირებული მექანისტური საფუძველი ადამიანის სუბსტანცია ნიგრაში ახლა კარგად არის დადგენილი მრავალი დამოუკიდებელი კვლევითი ჯგუფისა და კომპლემენტარული მეთოდოლოგიების მეშვეობით. თუმცა, ამ უჯრედული და ცხოველთა მიგნებების თარგმნა კლინიკურ სარგებელზე ადამიანებში ჯერ კიდევ ადრეულ ეტაპზეა. მიმდინარე ობსერვაციული კვლევები, მექანისტური კვლევები ბიობანკის კოჰორტებში და საბოლოოდ რანდომიზებული კონტროლირებადი კვლევები საჭირო იქნება იმის დასადგენად, შეუძლია თუ არა ვიტამინი D-ის ოპტიმიზაციას მნიშვნელოვნად შეამციროს ნეიროდეგენერაცია ან გააუმჯობესოს დოფამინზე დამოკიდებული სიმპტომები რისკის ქვეშ მყოფ მოსახლეობაში. ამავდროულად, ვიტამინი D-ის ადეკვატური სტატუსის შენარჩუნება რჩება გონივრულ საზოგადოებრივი ჯანმრთელობის მიზნად, რომელიც მხარს უჭერს მტკიცებულებებს უფრო ფართო ძვლოვანი და იმუნური ჯანმრთელობისთვის, დამატებითი შესაძლებლობით, მხარი დაუჭიროს ნეიროლოგიურ მდგრადობას.

წყარო: Cui et al., Neuroscience, 2013–2015; Pertile et al., Journal of Neurochemistry, 2023