Роль вітамінів у нейродегенеративних захворюваннях: оновлення, частина 3

5.2. Дослідження хвороби Альцгеймера на тваринах і клітинах на основі вітамінів

Проте в мишачій моделі AD, індукованій стрептозотоцином (STZ), бета-каротин, форма VitA, значно покращив показники когнітивної функції та окислювального стресу та знизив рівні токсичних B-амілоїдних фрагментів [194].

Окислювальний стрес відноситься до серії побічних реакцій в організмах, де вільні радикали та активні форми кисню, спричинені різними причинами, перевищують антиоксидантну здатність організму. Ці реакції можуть негативно вплинути на нормальні фізіологічні функції людського організму, включаючи пам’ять мозку.

Однак із безперервним прогресом науки й техніки люди глибше розуміють зв’язок між окисним стресом і пам’яттю. Існуючі дослідження показують, що помірний окислювальний стрес має певний стимулюючий вплив на пам’ять, зокрема, сприяючи активності енолази та СОД, тим самим підвищуючи антиоксидантну здатність клітин мозку, зменшуючи пошкодження клітин мозку та зберігаючи пам’ять. і просування по службі.

Крім того, правильні фізичні вправи, дієта, сон та інші зміни способу життя також можуть зменшити негативний вплив окислювального стресу на пам’ять, ще більше підвищити антиоксидантну здатність мозку і, таким чином, сприяти покращенню пам’яті.

Тому нам не потрібно надто турбуватися про вплив окислювального стресу на пам’ять. Натомість ми повинні зосередитися на охороні здоров’я та здоров’ї в нашому повсякденному житті, щоб зменшити вплив окислювального стресу на мозок і підтримувати хорошу пам’ять. Я вважаю, що за правильного підходу кожен може мати здоровий і незабутній мозок. Видно, що нам потрібно покращити пам’ять, і Cistanche deserticola може значно покращити пам’ять, оскільки Cistanche deserticola також може регулювати баланс нейромедіаторів, наприклад підвищувати рівень ацетилхоліну та факторів росту. Ці речовини дуже важливі для пам'яті та навчання. Крім того, Cistanche deserticola також може покращити кровообіг і сприяти доставці кисню, що може гарантувати, що мозок отримує достатню кількість поживних речовин і енергії, тим самим покращуючи життєздатність і витривалість мозку.

Клацніть знати добавки для покращення пам'яті

Дослідження на тваринах in vitro та in vivo показують, що VitA та бета-каротин пригнічують олігомеризацію та агрегацію A (рис. 3) [146,195,196]. Крім того, VitC послабив прогресування нейродегенерації та покращив поведінкові дефіцити в мишачій моделі AD [197]. Таким чином, комбінація терапії VitA, VitC і VitE може забезпечити синергічний ефект і діяти як ад’юванти для запобігання прогресуванню нейродегенерації при AD [198].

У моделі миші з AD дисфункція нейронів була значно послаблена інтраназальним введенням 9-цис-ретиноєвої кислоти (9-цис RA). Це може бути новим терапевтичним варіантом для профілактики AD. Активація астроцитів, нейрозапалення та агрегація A були значно знижені 9-cis RA у моделі трансгенної миші AD порівняно з контролем (рис. 3). 

У результаті синаптичні дефіцити були відновлені в моделі AD порівняно з мишами, які отримували носій [199]. Ретиноїди демонструють сильну терапевтичну ефективність у запобіганні прогресуючій нейродегенерації шляхом пригнічення нейрозапальних процесів при AD [200]. Хоча AD становить 60–80% деменції, існують інші типи, такі як судинна деменція (VD), лобно-скронева деменція (FTD), синдром Верніке-Корсакова та ін. [201,202].

Цікаво, що деменція Верніке-Корсакова є типом деменції, спричиненою нестачею вітаміну B1 (тіаміну), і для лікування цього типу деменції використовували добавки з вітаміном B1 [203]. Подібним чином симптоми дегенерації лобно-скроневої частки з’являються при васкулярній деменції, і добавки ВітВ1 значно покращують ці симптоми [204]. Дефіцит вітаміну В12 і фолієвої кислоти (ВітВ9) також спостерігався у пацієнтів з ВД і БА [205].

Сильна нестача ніацину (VitB3) призводить до пелагри, захворювання, що характеризується діареєю, дерматитом і деменцією, яке лікується прийомом ніацину [159,206]. Таким чином, ВітБ проявляє терапевтичну активність при AD та інших деменціях. В іншому дослідженні попереднє лікування VitC запобігало когнітивним порушенням і покращувало біохімічні показники, такі як зниження прозапальних цитокінів, модулювання антиапоптотичної активності та сприяння фосфорилюванню p38 активованої мітоген-активованої протеїнкінази (MAPK) у гіпокампі мишей, які отримували LPS [ 207].

У AlCl3 (100 мг/кг) індукованої у щурів моделі хвороби Альцгеймера (AD) аскорбінова кислота (100 мг/кг щодня протягом 15 днів) завдяки своїй антиоксидантній активності зменшувала біохімічні та поведінкові дефіцити разом із нейропатологічними змінами. Аскорбінова кислота виявляє інгібуючу АХЕ та антипротеолітичну активність. Таким чином, прогресування AD гальмується прийомом аскорбінової кислоти [208].

Таким чином, VitC покращує когнітивні функції шляхом модуляції окислювального стресу та нейрозапальних параметрів. Дослідження показало, що низька доза VitC (200 і 400 мг/кг маси тіла) забезпечує захист від індукованої колхіцином нейродегенерації, опосередкованої запаленням, і когнітивних порушень шляхом поглинання вільних радикалів. Однак, з іншого боку, більш висока доза VitC (600 мг/кг маси тіла) відповідальна за генерацію окислювального стресу, нейрозапалення та когнітивних порушень. Таким чином, VitC демонстрував подвійну активність із захистом при нижчих дозах і пошкодженням при вищих [209].

VitD3 покращив когнітивні функції шляхом інгібування нейрозапальних і окислювальних стресових реакцій і покращив холінергічну функцію в мишачій моделі STZ-індукованого AD [210]. VitD покращив вікове зниження когнітивних функцій у моделі щурів шляхом модуляції активності прозапальних цитокінів. VitD також зменшив навантаження амілоїду, відповідального за когнітивні порушення [211].

Нещодавнє дослідження продемонструвало, що максакальцитол, аналог активної форми VitD, покращує когнітивні функції та пригнічує нейрозапалення, індуковане LPS у щурячої моделі AD, через сигнальні шляхи Keap1/Nrf2 і MAPK-38p/ERK [212]. Таким чином, VitD та його аналоги ефективно запобігають патології AD у тварин-моделей та пацієнтів з AD [177,183]. Дефіцит вітаміну D сприяє розвитку патології, подібної до AD, шляхом зниження антиоксидантного потенціалу. Посилене виробництво бета-амілоїду, підвищений статус фосфорилювання тау, посилення запальних навантажень і відображення дефіциту VitD у мишей.

Знижена концентрація активної форми ВітД може суттєво підвищити ризик AD і деменції [213]. У мишачій моделі порушення пам’яті, спричиненого D-галактозою, нейропротекторну активність демонструє VitD через сигнальні шляхи SIRT1/Nrf-2/NF-kB [214].

Таким чином, пацієнти повинні перевіряти та контролювати рівень VitD під час лікування AD [215]. Тривале введення VitE дало кращі результати, оскільки воно ефективно протидіяло бляшкам А та NFT. Крім того, тип VitE, -токоферол, запобігав прогресуючій нейродегенерації на тваринних моделях AD [190]. Крім того, альфа-токоферол продемонстрував синергічні ефекти з антиоксидантними та протизапальними сполуками, які є корисними при лікуванні AD [190,216].

У ретроспективному дослідженні полівітаміни демонструють свій терапевтичний потенціал для покращення когнітивних розладів. У цьому ретроспективному дослідженні мультивітамінів вищі концентрації фолієвої кислоти покращили когнітивні показники, як показало оцінка MMSE. Дефіцит фолієвої кислоти безпосередньо пов’язаний із гіпергомоцистеїнемією та погіршенням когнітивних функцій. Потрібне подальше дослідження, щоб визначити оптимальний вітамінний статус у постраждалих осіб [191]. Інше дослідження на основі полівітамінів свідчить про нейропротекторну роль вітамінів B6, B12, фолієвої кислоти та холіну при гіпоксії. Ця полівітамінна терапія значно полегшила порушення пам’яті, спричинені гіпоксією. Знижене гіперфосфорилювання тау та зниження рівня гомоцистеїну виявляється за допомогою лікування вітамінами В6, В12, фолієвою кислотою та холіном. Цей мультивітамінний підхід покращив функції пам’яті [217].

Таким чином, замість єдиного вітамінного підходу стратегія полівітамінів може запропонувати кращі терапевтичні варіанти AD та MCI. Вітамін К2 запобігає нейротоксичності, спричиненій А, сигнальним шляхом, пов’язаним із фосфатидилінозитол 3-кіназою (PI3K) [218]. На закінчення, вітаміни вивчали для лікування AD та інших типів деменції, і багато з цих досліджень вказували на вітаміни ' сприятливу роль із доказами того, що VitA пригнічує утворення бляшок А, а VitB, VitC, VitD і VitE втручаються в прогресування нейрокогнітивного зниження.

Таким чином, роль багатьох вітамінів у ад’ювантній терапії AD була недооцінена [146]. Таким чином, майбутні клінічні дослідження, які використовують вітаміни в терапії AD, можуть прояснити важливі деталі того, як вітаміни допомагають полегшити симптоми AD.

6. Вітаміни при хворобі Гентінгтона

Хвороба Хантінгтона (ХГ) також є прикладом прогресуючого нейродегенеративного захворювання ЦНС. Подібно до ХП та АД, рухові аномалії, деменція та психіатричні проблеми є основними характеристиками ГХ [219,220]. ХВ викликається домінантно успадкованою генетичною мутацією, яка подовжує ділянку гена Huntingtin шляхом повторення тринуклеотидних (CAG) сегментів (понад 36 повторів), що призводить до токсичних внутрішньоклітинних агрегатів поліглутаміну та деградації нейронів [221, 222] (рис. 4). Зміни інвітамінів беруть участь у патогенезі ГХ [223].

Окислювальний стрес є одним із основних причинних факторів, відповідальних за прогресуючу нейродегенерацію. Антиоксидантна терапія, націлена на активні форми кисню, показує потенційний вплив зменшення стресового навантаження на асоційовані нейрональні клітини [224]. Подібно до AD і PD, вітаміни також мають сильну антиоксидантну дію та запобігають прогресуючій нейродегенерації при HD [225]. RA є найбільш вивченою формою VitA, і його рецептори присутні в ЦНС [226]. RA ефективно регулює фізіологію мозку дорослої людини через свої рецептори [227–229].

Однак механізм дії не зовсім зрозумілий. Одне з основних місць розташування рецепторів RA знаходиться в смугастому тілі, ділянці мозку, яка є критичною для планування та виконання рухів, пізнання, винагороди та мотивації [230,231]. Одна ізоформа рецептора RA, відома як рецептор ретиноєвої кислоти (RAR), широко вивчається при ХП, БА та ГХ [232]. Характеристика мішеней транскрипції RAR за допомогою загальногеномного аналізу виявила можливі механізми дії на активність RAR [230]. RAR контролює шляхи смугастого тіла через транскрипцію, енергетичний метаболізм і нейротрансмісію через G-білок, цАМФ і передачу сигналів кальцію [230]. У моделях HD трансгенних мишей сигнальні гени смугастого тіла, індуковані ретиноїдами, знижуються [233].

Крім того, рецептор RAR секвеструється всередині білкових агрегатів гентінгтина в смугастому тілі R6/2 миші [230]. Ці дослідження вказують на те, що передача сигналів РА порушена при ГХ і сприяє розвитку патології ГХ. Тому препарати, які націлені на цей сигнальний шлях, можуть запропонувати потенційне лікування ГХ. Подібно до AD і PD, необхідні додаткові дослідження, щоб дійти певного висновку щодо механізму дії RA та його рецепторів у терапії HD [230].

Прямий зв’язок тіаміну (VitB1) із ГХ далеко не очевидний, але результати показали, що дефіцит тіаміну спричиняє окислювальний стрес і нейрозапалення, що може сприяти прогресуванню ГХ [234–236]. Дослідники досліджували роль добавок тіаміну в патогенезі HD шляхом оцінки життєздатності лімфоцитів людини з аномальним геном гентінгтина та без нього [237].

Результати показали, що енергетичний метаболізм є життєво важливим кроком у патогенезі HD, а дефіцит тіаміну спричинив зниження клітинного енергетичного метаболізму шляхом зміни експресії різних генів. У моделі B-лімфоцитів людини HD постраждали гени гліцеральдегід-3-фосфатдегідрогенази (GAPDH), ген ізоцитратдегідрогенази (IDH1) і ген сімейства носіїв розчиненої речовини 19, член 3 (SLC19A3). GAPDH, IDH1 і SLC19A3 беруть участь у процесі синтезу АТФ та інших високоенергетичних молекул [237]. Таким чином, тіамін контролює експресію генів, які беруть участь в енергетичному метаболізмі, і може забезпечити ефективну терапію HD. Недавні результати показали, що нікотинамід (VitB3) покращує рухову функцію та запобігає прогресуванню 3-нітропропіонової кислоти (NPA), спричиненої HD-асоційованої нейродегенерації балансування окисно-відновного стану в моделі щурів.

Крім того, нікотинамід також покращив гістопатологічні параметри шляхом зниження експресії лактатдегідрогенази, маркера деградації тканин [238]. Таким чином, нікотинамід виявляє потужну нейропротекторну активність у хімічно індукованій моделі ГХ у щурів.

VitC, вітамін, який найчастіше призначають клініцисти, бере участь у багатьох функціях організму, включаючи стабільність постави та здоров’я кісток. Постуральна стабільність є найпоширенішою моторною аномалією, яка спостерігається під час нейродегенеративних захворювань, і щільність кісткової тканини суттєво пов’язана з концентрацією VitC у сироватці [239–242]. Таким чином, активність VitC у HD була широко досліджена. HD трансгенні моделі мишей демонструють дисрегуляцію аскорбату (VitC) у кортикальному та смугастому шляхах [243]. Ці шляхи регулюють активність аскорбату за допомогою нейромедіатора глутамату в патогенезі HD. Транспортери глутамату на астроцитах відповідають за видалення позаклітинного глутамату [244].

Як вивільнення аскорбату, так і поглинання глутамату були порушені в трансгенній моделі HD [245]. Зовнішній аскорбат був відповідальним за збільшення поглинання глутамату і, як наслідок, пригнічення прогресування HD [245]. Крім того, результати показали, що для поглинання глутамату необхідне вивільнення аскорбату, а за відсутності аскорбату активність глутаматного рецептора порушується надмірною активацією [245]. Надмірно активні глутаматорецептори були відповідальними за дисрегуляцію кортикостріарного шляху та сприяли патогенезу HD у моделі R6/2 миші HD [246].

Крім того, дефіцит аскорбату сприяв поведінковим дефіцитам при HD, впливаючи на смугастий шлях у моделі мишей R6/2, а прийом аскорбату полегшував поведінкові аномалії [245, 246]. Необхідні подальші дослідження, щоб з’ясувати взаємодію між аскорбатом і глутаматом у різних сигнальних шляхах і їхній вплив на рухову функцію. Кальцитріол (VitD) також відіграє важливу роль у м’язовій силі та щільності кісток. Таким чином, дефіцит VitD безпосередньо пов’язаний з руховими аномаліями [247,248]. Дослідження інституціоналізованих пацієнтів з ГД виявило високу поширеність дефіциту або недостатності VitD, а також спостерігався позитивний зв’язок між рівнями кальцифедіолу 25 (OH)D, показником Vit Dstatus, і амбулаторними можливостями [221].

У моделі HD трансгенної миші додавання кальцитріолу значно покращувало клінічні симптоми та збільшувало тривалість життя [249]. Таким чином, сироватковий кальцитріол позитивно пов’язаний з лікуванням ГХ. У локалізованому та обмеженому клінічному дослідженні α-токоферол, основний компонент VitE, уповільнив прогресування рухових аномалій, пов’язаних з ГХ [250]. Kasparová та ін. вивчали синергетичні ефекти коензиму Q10 і вітаміну Е на моделі щурів, індукованих NPA. Моделі щурів, індуковані NPA, демонструють знижений енергетичний гомеостаз. Вони виявили, що креатинкіназа (КК), енергетичний біомаркер при захворюваннях мозку, була підвищена в їхній моделі HD. З іншого боку, CoQ10, АТФ і активність ланцюга транспортування електронів були знижені.

Цікаво, що додавання коензиму Q10 і вітаміну E зменшило ці аномалії [251]. Підсумовуючи, для лікування ГХ вітаміни пропонують допоміжні терапевтичні варіанти. І VitC, і VitD запобігають прогресуванню постуральної нестабільності у пацієнтів з ГХ. CoQ10, VitE, нікотинамід (VitB3) і VitB1 виявляють значну нейропротекторну активність, щоб мінімізувати навантаження для пацієнтів з HD. Крім того, VitA та кілька внутрішньоклітинних медіаторів, таких як кальцій і циклічний аденозинмонофосфат, беруть участь у вітамінно-опосередкованому захисті HD. Широкомасштабні клінічні дослідження можуть допомогти розкрити детальні механізми дії нейропротекторних ефектів вітамінів у патогенезі ГХ.

7. Вітаміни при розсіяному склерозі

Розсіяний склероз (РС) характеризується прогресуючим нейрозапаленням і подальшою нейродегенерацією [252]. У ЦНС імунна система організму атакує мієлінові оболонки, які покривають і захищають нервові волокна [253,254]. Розлади рухів, проблеми із зором, втома та біль є загальними симптомами, пов’язаними з РС. Етіологія РС чітко не визначена [255]. Однак вважається, що як фактори навколишнього середовища, так і генетичні однаково відповідальні за РС [256]. Хоча лікування від РС не існує, корисність вітамінів у лікуванні РС була досліджена завдяки їхній антиоксидантній активності. ВітД має захисну дію при РС, яка зазвичай залежить від стадії розвитку пацієнта. Таким чином, добавки VitD були більш ефективними для полегшення нейрозапалення, подібного до РС, у моделі РС у молодих/підліткових щурів порівняно з дорослими тваринами [257]. Спостережні дослідження та клінічні випробування показали, що знижений рівень VitD у крові є фактором ризику розвитку РС [258–260]. Добавки VitD виявляють потужну протизапальну дію шляхом збільшення окислення білої речовини. Однак передозування VitD може призвести до гіперкальціємії, токсичного накопичення кальцію в крові [259,261–264]. У пацієнтів з РС додавання VitD покращує кровопостачання, що підтримує оксигенацію тканин і, отже, зменшує нейрозапалення та нейродегенерацію [265].

Кілька досліджень показали, що рівень аполіпопротеїну Е та двох ізоформ білка, що зв’язує VitD (DBP) у спинномозковій рідині, можна використовувати як потенційні біомаркери для діагностики РС [266, 267]. Навпаки, інше дослідження не виявило зв’язку між ДАТ, РС і ВітД у зразках крові пацієнтів з РС [268]. Таким чином, необхідні більш масштабні контрольовані клінічні випробування, щоб оцінити ефективність добавок VitD у лікуванні MS. Існують значні докази in vitro та in vivo досліджень сприятливих ефектів VitA/ретиноєвої кислоти при лікуванні MS [269,270].

VitA виявляв протизапальну та антиоксидантну активність у мозку, а рівень VitA в сироватці крові був знижений у хворих на РС [269,271–273]. ВітА покращував функцію астроцитів, приводив до ремієлінізації та пригнічував імунну функцію у пацієнтів з РС [218,269,274–277]. Навпаки, результати одного дослідження не продемонстрували кореляції між концентрацією вітаміну А у сироватці крові та прогресуванням РС [278]. На сьогодні мало досліджень досліджували потенційні терапевтичні ефекти антиоксидантної здатності вітаміну ВітА або вітаміну Е при лікуванні РС [279]. Проте кілька досліджень показали, що порівняно зі здоровою людиною пацієнти з РС демонструють знижений рівень VitC [280–282]. Прямі інтрагіпокампальні ін’єкції VitC у щурячої моделі РС покращували дисфункцію пам’яті при навчанні пасивного уникнення [283]. Дослідження VitE показали покращену функцію олігодендроцитів та інгібування факторів, пов’язаних із процесом некрозу при РС [284].

Через обмежену кількість інформації, яка наразі доступна для VitC та VitEin MS [285]. Роль VitB у MS є дуже суперечливою. Деякі дослідження виявили, що рівень VitB знижений у пацієнтів з РС, тоді як інші не показують зв’язку між рівнями VitB і РС [286]. Проте VitB все ще може бути корисним у лікуванні MS. Вітаміни В9 і В12 регулюють імунну функцію при РС, ефективно покращуючи поглинання гомоцистеїну, який відповідає за синтез мієлінових оболонок [287–291]. Крім того, було вивчено роль VitB1, VitB3 і VitB6 у РС. VitB3 продемонстрував здатність до ремієлінізації та, можливо, ефективний у лікуванні MS [292]. Терапія високими дозами тіаміну (VitB1) зменшила втому, яка зазвичай пов’язана з MS [293].

Потрібні додаткові клінічні випробування, щоб підтвердити роль VitB у лікуванні РС. Оскільки багато обсерваційних досліджень пов’язували рівні VitD з ризиком РС, а також через протизапальну дію VitD, велика увага приділялася використанню VitD для профілактики. та/або втручання РС (для повного огляду див. Sintzel 2018) [260]. Крім того, інші вітаміни, такі як VitA та VitE, завдяки їхній протизапальній та антиоксидантній дії можуть бути корисними для ад’ювантів у лікуванні РС [269,270,294,295]. Роль ВітБ у РС все ще є дискусійною. Майбутні клінічні випробування необхідні для визначення ролі кожного вітаміну в потенційному лікуванні РС.

8. Вітаміни при бічному аміотрофічному склерозі

Бічний аміотрофічний склероз (БАС) — це смертельна форма захворювання мотонейронів (ЗМН), що характеризується прогресуючою дегенерацією моторних нейронів у головному та спинному мозку. Втрата рухових нейронів призводить до погіршення м’язової маси всього тіла [296–298]. ]. Подібно до РС, було проведено дуже мало досліджень щодо ролі вітамінів у АЛС. Однак, як і при РС, існує сильна кореляція між АЛС і добавками ВітД. Активна форма ВітД знижена у пацієнтів з БАС і на моделях тварин. БАС [81,299].

Показано, що VitD має захисну дію на мотонейрони in vitro, а рівні VitD у плазмі прямо корелюють із тяжкістю захворювання у пацієнтів з БАС [300]. Генетичні дослідження показали, що VitD пов’язаний із патологією БАС через регуляцію різних імунних компонентів, таких як toll-подібні рецептори, молекули головного комплексу гістосумісності (MHC) класу II, полі (АДФ-рибоза) полімераза 1 (PARP1) і гемоксигеназа{{5 }} (HO-1) [81]. Крім того, VitD впливає на патологію ALS через клітинні сигнальні механізми, включаючи Wnt/-катенін, мітоген-активовану протеїнкіназу (MAPK), глутамат, простагландини, активні форми кисню ( АФК), матриксних металопротеїназ і синтази оксидази азоту [81]. У трансгенних мишачих моделях БАС добавки VitD зменшували симптоми м’язової слабкості та покращували рухову функціональну здатність, але не запобігали кінцевому результату захворювання [201–303].

Навпаки, нещодавнє дослідження пацієнтів з БАС не виявило зниження рівня VitD і жодної користі від добавки VitD для покращення прогнозу цього захворювання [304]. Тому потрібні майбутні дослідження, щоб визначити роль VitD у патофізіології БАС. Вплив добавок VitE відстежували в клінічному дослідженні. Результати свідчать про те, що особи, які не приймали регулярну дозу ВітЕ, демонстрували ранню смерть порівняно з тими, хто регулярно приймав добавки ВітЕ. У цьому дослідженні також зроблено висновок, що VitE значно покращує моторику у пацієнтів з БАС [305].

У дослідженні, зосередженому на транскрипційних профілях, VitE запобігав загибелі NSC-34 моторних нейронів у ALS через пригнічення N-кінцевої кінази c-Jun (JNK) і p38 MAPK-шляху (загибель клітин), а також посилення позаклітинного сигналу Шляхи регульованої кінази (ERK) (виживання клітин) [306]. Підсумовуючи, ALS відповідає за прогресуючу м’язову дегенерацію. Вітамін D і VitE можуть мати корисну дію при БАС, захищаючи рухові нейрони та покращуючи рухові симптоми. Однак необхідні додаткові дослідження, щоб зрозуміти роль цих вітамінів і виявити потенційне використання інших вітамінів у лікуванні БАС.

9. Вітаміни при пріонній хворобі

Пріонна хвороба (PRD), також відома як трансмісивна губчаста енцефалопатія, є прогресуючим нейродегенеративним розладом, спричиненим аномальним накопиченням пріонного білка, що призводить до подальшого пошкодження мозку [307]. Структурні відмінності виникають між двома формами пріонного білка [308]. PrPC є нормальним пріонним білком, тоді як неправильно згорнутий PrPSc (скрепі) є патогенною формою [309]. Різниця між двома версіями пріонного білка полягає у вторинній структурі [310,311]. Вторинна структура - мотиви спіралі в межах нормального білка перетворюються на - листкові вторинні структури, що призводить до неправильного згортання білка та токсичності. Молекулярні механізми цього перетворення неясні [312].

Вітаміни перешкоджають трансформації нормальної форми пріонного білка в патогенну [313]. Різні мікроелементи, включаючи мідь (Cu) і залізо (Fe), також беруть участь у підтримці нормальної форми пріонного білка за допомогою вітамінів [314]. Крім того, вважається, що окислювальний стрес і запалення призводять до утворення патогенної форми пріонного білка. Таким чином, сполуки або вітаміни з антиоксидантними та протизапальними властивостями повинні бути корисними для зниження ризику PRD [313]. Дефіцит кобаламіну (Cbl, вітамін B12) відіграє головну роль у порушенні зв’язку між ЦНС і периферичною нервовою системою (ПНС). ) [315,316].

Дефіцит калію в основному впливає на гліальні клітини, мієлінові оболонки та інтерстицій нервової системи [317,318]. У ЦНС щурів дефіцит Cbl викликає зниження епідермального фактора росту (EGF) і посилення активності фактора некрозу пухлини (TNF-), що призводить до пошкодження мієліну та активації глії як у ЦНС, так і в ПНС [319]. Цікаво, що Cbl інгібує ядерну локалізацію шляху NF-κB, який відповідає за регуляцію цитокінів, таких як TNF-, і впливає на перетворення нормальної форми PrPC у хвору форму [320].

Іншим вітаміном, пов’язаним з PRD, є VitD2, який ефективно перетинає BBB і пригнічує олігомеризацію PrPc, необхідний етап перед утворенням PrPSC [321]. Гомеостаз металу відіграє важливу роль у підтримці ЦНС [322]. Метали беруть участь як кофактори в терапевтичних процесах, опосередкованих вітамінами. Таким чином, ефективність вітамінів знижується за відсутності достатньої кількості іонів металів. Метали також беруть участь у різноманітних опосередкованих ферментами активностях у ЦНС. Аномалії гомеостазу металів можуть відповідати за утворення АФК, що може сприяти прогресуванню нейродегенеративного захворювання. PRD також регулюється концентрацією іонів металу [323].

Шкідливі метали з білків тваринного походження можуть спричинити ризик PRD. Середземноморська дієта може відігравати захисну роль у запобіганні PRD [324]. Основу середземноморської дієти становлять овочі, фрукти, трави, різні горіхи, боби та цільні зерна, які багаті поліфенолами, які можуть перетинати гематоенцефалічний бар’єр і впливати на численні мішені, пригнічуючи утворення токсичної форми пріонних білків [313]. Поліфеноли відповідають за регуляцію іонів шкідливих металів і інгібування агрегованої форми пріонного білка [323]. Таким чином, середземноморська дієта контролює активність шкідливих металів і доводить свою ефективність у запобіганні прогресуванню ХПН [323].

10. Вітаміни при віковій макулярній дегенерації

Вітаміни впливають не лише на ХП, БА та ГВ, вони також виявляють свою терапевтичну відповідь проти вікової дегенерації жовтої плями (ВМД). Пероральні добавки та модифікації дієти демонструють значний захист від ВМД [325]. Дослідницька група Age-Related Eye Disease Study2 (AREDS2) припустила, що лютеїн/зеаксантин відіграє дуже важливу роль у захисті від ВМД [326]. При AMD аномалії конусних клітин, спричинені окислювальним стресом, значно покращилися завдяки добавкам VitD [327]. Клінічне дослідження корейської популяції демонструє, що дегенерація ВМД прогресує через нижчий рівень VitD [328]. У патогенезі ВМД метаболізм вітаміну D відіграє дуже нову роль, як припускає системно-біологічний аналіз. Тому можна сказати, що вітаміни також дуже ефективні проти ВМД. Будуть потрібні додаткові дослідження, щоб підтвердити застосовність і придатність вітамінів при AMD.

11. Висновки та подальші перспективи

Окислювальний стрес і нейрозапалення є двома основними факторами, що беруть участь у прогресуванні нейродегенеративних захворювань. Таким чином, сполуки, що мають антиоксидантні та протизапальні властивості, повинні забезпечувати значний нейрозахист. В останні роки накопичені докази свідчать про корисну роль вітамінів у захисті від захворювань ЦНС, оскільки і WSV, і FSV можуть захищати нейрони від смерті [329,330]. PD, AD, HD, MS, ALS і PRD є основними нейродегенеративними захворюваннями, які зустрічаються у людей. Для підтвердження терапевтичної ефективності вітамінів були використані моделі тварин для цих захворювань.

Однак використання вітамінів у терапії було відкладено через дослідження, які свідчать про відсутність кореляції між рівнями вітамінів і нейродегенеративними захворюваннями. Незважаючи на це, кілька клінічних випробувань підтверджують потенційну роль вітамінів у майбутніх методах лікування нейродегенеративних захворювань. Гормезис є важливим фактором, який слід враховувати при складанні дози вітамінів. Гормезис розрізняє корисну та токсичну дію вітамінів у певній дозі. Мультивітамінні добавки показують надійний терапевтичний потенціал для лікування нейродегенеративних захворювань порівняно з одним варіантом на основі вітамінів. Кілька сигнальних шляхів задіяні в полівітамінному підході, який може посилити антиоксидантну реакцію.

Тут ми обговорили як корисні, так і суперечливі дослідження, пов’язані з роллю вітамінів у нейродегенеративних захворюваннях. Для точного визначення потенційної ролі вітамінів у лікуванні нейродегенеративних захворювань необхідні майбутні дослідження, які включають різні парадигми дозування ліків, різноманітні моделі тварин і різні географічні місця. Крім того, бажано провести клінічні випробування на людях, щоб довести ефективність і захисну роль вітамінів при нейродегенеративних захворюваннях.

Авторські внески: SNR і PS написали рукопис. Редагування рукопису було проведено HWMS, EV, GA та MPS. Усі автори прочитали та погодилися з опублікованою версією рукопису.

Фінансування: не застосовується.

Заява інституційної ревізійної ради: не застосовується.

Заява про інформовану згоду: усі автори схвалили зміст цієї статті та погодилися з правилами подання.

Заява про доступність даних: кожен з авторів підтверджує, що цей рукопис раніше не публікувався і наразі не розглядається жодним іншим журналом. Крім того, усі автори схвалили зміст цієї статті та погодилися з політикою подання.

Подяка: автори також висловлюють подяку за стипендію Комісії DS Kothari Postdoctoral Fellowship для Sachchida Nand Rai (посилання №: F.4-2/2006 (BSR)/BL/19-20/0032) і деканат наукових досліджень ( DSR) в Університеті короля Абдулазіза, Джидда, Саудівська Аравія, профінансувала цей проект у рамках гранту №. (FP-81-42). Автори також хотіли б подякувати Biorender (https://app.biorender.com/biorender-templates (дата доступу 20 квітня 2020)) за надання ефективної платформи для створення всіх фігур.

Конфлікт інтересів: автори заявляють про відсутність конфлікту інтересів.

Список літератури
1. Дарнтон-Хілл, І. Аспекти громадського здоров'я в профілактиці та контролі дефіциту вітамінів. Curr. Dev. Nutr. 2019, 3, nzz075.[CrossRef]

2. Шенкін, А. Мікроелементи в здоров'ї та хворобі. Аспірант. Мед. J. 2006, 82, 559–567. [CrossRef] [PubMed]

3. Вотекі, CE; Томас, PR у «Їжте все життя»: Керівництво Комітету з харчових продуктів і харчування щодо зниження ризику хронічних захворювань. Clin. Nutr.Insight 1993, 19, 7. [CrossRef]

4. Хіні, Р. П. Проблема поживних речовин. Nutr. 2012, 70, 165–169. [CrossRef]

5. Шао, А.; Древновський, А.; Віллкокс, округ Колумбія; Крамер, Л.; Lausted, C.; Еггерсдорфер, М.; Мазерс, Дж.; Белл, Дж.Д.; Рендольф, Р.К.; Віткамп, Р.; та ін. Оптимальне харчування та дієтичний ландшафт, що постійно змінюється: доповідь конференції. Євро. J. Nutr. 2017, 56, 1–21 [CrossRef] [PubMed]

6. Kurutas, EB Важливість антиоксидантів, які відіграють роль у клітинній відповіді на окислювальний/нітрозативний стрес: сучасний стан. Nutr. J. 2015, 15, 71. [CrossRef]7. Sies, H.; Шталь, В.; Sundquist, AR Антиоксидантні функції вітамінів. Вітаміни Е і С, бета-каротин та інші каротиноїди. Ann. NY акад. наук. 1992, 669, 7–20. [CrossRef]

8. Альбахрані, А.А.; Greaves, RF Жиророзчинні вітаміни: клінічні показання та поточні проблеми для хроматографічного вимірювання. Клін. Біохім. Rev. 2016, 37, 27. [PubMed]

9. Бруно, Е. Дж.; Ziegenfuss, TN Водорозчинні вітаміни: оновлення досліджень. Curr. Спорт Мед. Rep. 2005, 4, 207–213. [CrossRef][PubMed]

10. Said, HM; Мохаммед, З. М. Кишкове всмоктування водорозчинних вітамінів: оновлення. Curr. Опін. Гастроентерол. 2006, 22,140–146. [CrossRef]

For more information:1950477648nn@gmail.com