Роль витаминов в нейродегенеративных заболеваниях: обновленная информация, часть 1

Абстрактный:

Получение рекомендуемой суточной нормы витаминов имеет решающее значение для поддержания гомеостатического баланса у людей и других животных. Дефицит или нарушение регуляции витаминов отрицательно влияет на метаболизм нейронов, что может привести к нейродегенеративным заболеваниям. В этой статье мы обсуждаем, как новые подходы на основе витаминов помогают ослабить аномальное функционирование нейронов при заболеваниях головного мозга, вызванных нейродегенерацией, таких как болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, болезнь Хантингтона, боковой амиотрофический склероз и прионовая болезнь.

Болезнь Хантингтона — дегенеративное заболевание нервной системы, при котором пациенты склонны к интеллектуальным, эмоциональным и двигательным проблемам. Хотя болезнь может повлиять на память человека, ее не следует рассматривать как негатив.

Имеются данные о том, что у людей с болезнью Гентингтона может наблюдаться ухудшение памяти на ранних и средних стадиях заболевания, но оно уменьшается или даже исчезает на более поздних стадиях. Это происходит потому, что пациенты постепенно теряют способность подавлять ненужную информацию, в результате чего память мозга об основных знаниях и опыте становится сильнее и глубже.

Кроме того, на воспоминания людей с болезнью Гентингтона могут влиять эмоции, особенно положительные. Исследования показывают, что позитивное эмоциональное и психическое здоровье может в некоторой степени улучшить память. Поэтому людям с болезнью Хантингтона необходимо поддерживать положительные эмоции и мышление. Поддержка и поощрение со стороны семьи и друзей также могут помочь им сохранить позитивный настрой и улучшить память и когнитивные навыки.

Подводя итог, можно сказать, что хотя болезнь Хантингтона может оказывать некоторое влияние на воспоминания пациентов, это не означает, что их жизнь и будущее обязательно негативны. И наоборот, положительная эмоциональная и социальная поддержка может помочь пациентам преодолеть проблемы своего заболевания и укрепить свое здоровье и благополучие. Видно, что нам необходимо улучшить память, а цистанхе пустынный может значительно улучшить память, потому что цистанхе пустынный — это традиционное китайское лекарственное средство, обладающее множеством уникальных эффектов, одним из которых является улучшение памяти. Эффективность Cistanche Deserticola обусловлена ​​множеством содержащихся в нем активных ингредиентов, включая дубильную кислоту, полисахариды, флавоноидные гликозиды и т. д. Эти ингредиенты могут способствовать здоровью мозга различными путями.

Нажмите «Узнай 10 способов улучшить память»

Витамины проявляют свою терапевтическую активность при болезни Паркинсона антиоксидантной и противовоспалительной активностью. Кроме того, различные водо- и жирорастворимые витамины также предотвращают патологию бета-амилоида и тау. С другой стороны, некоторые результаты также не показывают корреляции между действием витаминов и профилактикой нейродегенеративных заболеваний. Некоторые витамины также проявляют токсическую активность.

В этом обзоре обсуждаются как полезные, так и отрицательные эффекты приема витаминов при неврологических расстройствах. Подробный механизм действия как водо-, так и жирорастворимых витаминов рассмотрен в рукописи. Гормезис также является важным фактором, который очень полезен при определении эффективной дозы витаминов. PubMed, Google Scholar, Web of Science и Scopus были исследованы. нанимаются для проведения поиска в литературе оригинальных статей, обзорных статей и метаанализов.

Ключевые слова: витамины; нейродегенеративные заболевания; Болезнь Паркинсона; Болезнь Альцгеймера; Болезнь Хантингтона; Прионовая болезнь.

1. Введение

У младенцев и пожилых людей часто встречается дефицит витаминов [1]. Длительный дефицит витаминов приводит к недостаточности питания и серьезным проблемам со здоровьем [2,3]. Интересно, что типичная сбалансированная диета здорового населения содержит большое количество витаминов, которые предотвращают ряд заболеваний [4,5]. Это побудило исследователей изучить роль различных витаминов в развитии и прогрессировании заболеваний.

В этом обзоре мы сосредоточимся на витаминах, связанных с тоннейродегенеративными заболеваниями. В целом витамины считаются органическими соединениями, которые необходимы для развития и нормального функционирования организма. Организм не может синтезировать витамины либо вообще, либо в недостаточном количестве. Таким образом, они должны быть получены с помощью диеты. Важно отметить, что витамины обычно действуют как антиоксиданты или ферментные кофакторы [6,7].

Существует две основные категории витаминов: жирорастворимые витамины, которые хранятся в организме до тех пор, пока они не потребуются организму, и водорастворимые витамины, которые не сохраняются в организме, поэтому требуется постоянное экзогенное ежедневное поступление [8,9]. ].В целом, витамины дают значительное преимущество при нейродегенеративных заболеваниях. И водо-, и жирорастворимые витамины существенно предотвращают болезни Паркинсона и Альцгеймера.

Токсичность альфа-синуклеина можно предотвратить с помощью витаминных добавок. Кроме того, витамины также оказывают защитное действие на переносчик дофамина. Патологии амилоида и тау также постепенно предотвращаются с помощью более высоких доз витаминов. Витамины также проявляют свои терапевтические свойства при заболеваниях Хантингтона, приона и рассеянного склероза.

Однако некоторые исследования показывают контрастную активность витаминов и при упомянутых выше заболеваниях. Некоторые витамины также проявляют токсичность. Поэтому существует настоятельная необходимость четкого описания роли витаминов при нейродегенеративных заболеваниях. Роль различных витаминов и их подробные механизмы действия включены в соответствующие разделы.

2. Водорастворимые витамины

Водорастворимые витамины (WSV) представляют собой структурно и функционально различные соединения, жизненно важные для нормальных клеточных функций, роста и развития. WSV обычно считается микроэлементом, дефицит которого вызывает тяжелые заболевания, такие как неврологические заболевания, задержка роста или кишечные заболевания [10,11]. Основными WSV являются витамин B1 (тиамин), витамин B2 (рибофлавин), витамин B3 (ниацин, никотиновая кислота), витамин B5 (пантотеновая кислота), витамин B6 (пиридоксин и его производные), витамин B7 (биотин, витамин H), витамин B9 ( Фолат, фолацин), витамин B12 (кобаламин) и витамин C (аскорбат, дегидроаскорбат).

Тиамин также известен как фактор против бери-бери и аневрин. Молекулярная масса тиамина составляет 265,36 г/моль. В результате реакции между АТФ и тиамином образуется активный кофермент тиаминпирофосфат. Тиаминпирофосфат играет очень важную роль в углеводном обмене.

Тиамин представляет собой бесцветное соединение с химической формулой C12H17N4OS. Он нерастворим в органических растворителях и растворим в полярных растворителях, таких как вода. Для правильного поддержания работы сердца, нервной системы и пищеварительной системы тиамин играет решающую роль [12]. Молекулярная формула рибофлавина (витамина B2) — C17H20N4O6, а молекулярная масса — 376,4 г/моль.

Рибофлавин является предшественником двух жизненно важных коферментов: флавинмононуклеотида (FMN) и флавинадениндинуклеотида (FAD). ФАД и ФМН участвуют в реакции окисления/восстановления. Эти коферменты также принимают участие в метаболизме белков, углеводов и липидов. Для здоровья волос, кожи и ногтей рибофлавин очень важен, поскольку он также может модулировать антиоксидантный фермент глутатионредуктазу [13].

Химическая формула никотиновой кислоты (витамина B3) — C6H5NO2 или C5H4NCOOH, а ее молекулярная масса — 123,11 г/моль. Его также называют ниацином, пиридин-3-карбоновой кислотой и 3-пиридинкарбоновой кислотой. Это важно для снижения уровня плохого холестерина (ЛПНП) и повышения уровня хорошего холестерина (ЛПВП) в нашем организме. Вот почему его используют для лечения дислипидемии. Уровень сывороточных аминотрансфераз может повышаться, поскольку ниацин и его высокие дозы могут быть ответственны за острое повреждение печени. Вкус витамина B3 слабокислый, он представляет собой кристаллический порошок без запаха.

Ниацин используют как сосудорасширяющее средство, антилипемическое средство, а также антидот [14]. Химическая формула и молекулярная масса пантотеновой кислоты (витамина B5) составляют C9H17NO5 и 219,23 г/моль соответственно. Пантотеновая кислота обладает сильными антиоксидантными свойствами и широко содержится в тканях животных и растений. Этот витамин является основной частью комплекса витамина В2 и кофермента А.

Он участвует в обмене липидов, углеводов и белков. Этот витамин также принимает участие в синтезе гормонов, различных нейромедиаторов, гемоглобина и липидов [15]. Молекулярная масса и химическая формула пиридоксина (витамина B6) составляют 169,18 г/моль и C18H11NO3. Его еще называют Пиридоксол и Гравидокс. Пиридоксин превращается в пиридоксальфосфат (ПЛП), который играет существенную роль в реакции трансаминирования. ПЛП также помогает в синтезе основных нейротрансмиттеров, таких как серотонин и норадреналин.

Пиридоксин участвует в метаболизме гликогена и аминокислот [16]. Биотин (витамин B7) также называют витамином H, а C10H16N2O3S и 244,31 г/моль представляют собой химическую формулу и молекулярную массу этого фермента. Он участвует в реакции карбоксилирования. Этот фермент необходим для правильного роста и метаболизма [17]. Фолат (витамин B9) также считается фолиевой кислотой и витамином М.

Химическая формула и молекулярная масса этого фермента составляют C19H19N7O6 и 441,4 г/моль соответственно. Этот фермент играет роль в метаболизме аминокислот и реакциях переноса углерода. Кроме того, фолат используется в производстве эритроцитов и кроветворении [18]. Кобаламин (витамин B12) также называют цианокобаламином. Его молекулярная масса и химическая формула составляют 1355,4 г/моль и C63H88CoN14O14P соответственно. Это кобальтсодержащее координационное соединение, синтезируемое кишечными микробами, и для всасывания через кишечник необходимы внутренние факторы.

Его дефицит вызывает мегалобластную анемию и пернициозную анемию. Кроме того, из-за отсутствия этого фермента наблюдалось несколько неврологических поражений [19]. Витамин С или аскорбиновая кислота является одним из важных антиоксидантов, принимаемых с пищей. Молекулярная масса и химическая формула этого фермента составляют 176,12 г/моль и C6H8O6 или HC6H7O6. Он содержится в лимонах, апельсинах и других цитрусовых.

Этот фермент необходим в рационе и не может вырабатываться человеком. Он участвует в синтезе коллагена. Его дефицит вызывает ряд осложнений, таких как цинга. Его передозировка также является причиной желтухи и острых заболеваний.ver травмы [20]. WSV в основном функционируют как кофакторы для ассоциированного фермента и в конечном итоге модулируют биологическую активность специфических ферментов [21,22].

3. Жирорастворимые витамины

Как следует из названия, жирорастворимые витамины (ФСВ) растворяются в жирах и маслах. FSV, а именно A, D, E и K, всасываются в кишечнике [8,23]. Витамин А также называют ретинолом или полностью транс-ретинолом. Молекулярная масса и химическая формула этого витамина составляют 286,5 г/моль и C20H30O соответственно. Этот витамин необходим для нормального функционирования глаз, а также участвует в модуляции иммунной функции.

Функционирование репродуктивных органов также опосредовано этим ферментом. Всего рекомендуется в рационе от 300 до 700 мкг для детей и от 700 до 900 мкг для взрослых. Более высокая доза может вызвать ряд осложнений, таких как цирроз портальной гипертензии и т. д. [24]. Витамин D3 (холекальциферол) является активной формой витамина D. Химическая формула и молекулярная масса витамина D3 составляют C27H44O и 384,6 г/моль соответственно.

Он вырабатывается в коже под действием ультрафиолетового света, а также поступает в пищу и относится к категории стероидных гормонов. Этот витамин регулирует уровень кальция и фосфора в организме путем минерализации и деминерализации костей. Он также влияет на экспрессию генов, связываясь с рецептором витамина D [25]. Витамин Е также называют альфа-токоферолом и 5,7,8-триметилтоколом.

Молекулярная масса и химическая формула этого фермента составляют 430,7 г/моль и C29H50O2 соответственно. Он проявляет мощные цитопротекторные и витальные антиоксидантные свойства. Этот витамин защищает наш организм от вредного окислительного повреждения. Он поддерживает проницаемость клеточной мембраны, нейтрализуя активные формы кислорода. Он также участвует в регуляции репродуктивных функций [26].

Витамин Кис также называют Кинадион, Конакион, Мефитон и Монодион. Химическая формула и молекулярная масса C31H46O2 и 450,7 г/моль. Этот фермент необходим для нормальной реакции свертывания крови. Множественные формы этого витамина известны как витамин К2 (менахинон), витамин К1 (фитоменадион) и витамин К3 (менадион). Сливочное масло, яичный желток, зеленые листовые овощи, сыр и печень являются хорошими источниками этого витамина [27].

Клинически дефицит ФСВ описывается как куриная слепота (витамин А), остеомаляция (витамин D), повышенный окислительный клеточный стресс (витамин Е) и кровоизлияния (витамин К). В последние несколько десятилетий были предложены дополнительные потенциальные действия в отношении FSV, такие как дефицит витаминов A и D, косвенно связанный с раком, сахарным диабетом и некоторыми иммунными нарушениями [28–32]. FSV, витамин А и витамин D, в основном действуют через ядерные рецепторы, контролируя экспрессию различных генов [21,33]. Витамин Е является мощным антиоксидантом, а витамин К играет ключевую роль в свертывании крови.

По мере продвижения исследований будут дополнительно описаны дополнительные роли и механизмы действия FSV. В этом обзоре мы обсудим роль WSV и FSV в прогрессировании нейродегенеративных заболеваний.

В целом витамины играют нейропротекторную роль; несколько производных витаминов были протестированы для лечения различных неврологических заболеваний и дали значительные результаты [34–39]. Поэтому в следующих разделах мы поочередно раскроем роль различных витаминов в контексте конкретных нейродегенеративных заболеваний.

4. Витамины при болезни Паркинсона

Болезнь Паркинсона (БП), характеризующаяся рядом моторных и немоторных симптомов, возникает вследствие дегенерации дофаминергических нейронов в области среднего мозга [40–44]. Это заболевание имеет высокую заболеваемость среди стареющего населения [45].

Эффективные методы лечения, которые могли бы остановить возникновение или предотвратить прогрессирование БП, в настоящее время недоступны. Доступны только методы лечения, облегчающие симптомы. Однако после длительного лечения симптомы ухудшаются [46]. Сейчас исследования сосредоточены на выявлении различных соединений, которые могут предотвратить прогрессирование и возникновение БП [47].

Соответственно, в последние годы было высказано предположение о роли нескольких витаминов в лечении БП [48,49]. Эти витаминные методы лечения могут иметь меньше побочных эффектов, если они вообще имеются, и могут улучшить доступные в настоящее время методы лечения БП. Один из основных причинных факторов, ответственных за болезнь Паркинсона. Для прогрессирования БП является окислительный стресс, а витамин А (ВитА), наряду с его производными, такими как ретиноевая кислота (РА), проявляет сильную антиоксидантную активность [30,50].

Вита получают как из животных, так и из растительных источников [51]. Рыба, мясо и молочные продукты являются животными источниками предварительно сформированного витамина А (ретино- и ретинилового эфира) (рис. 1) [51]. С другой стороны, растительные источники содержат предшественники витамина А в форме каротиноидов (-каротина, -каротина и -криптоксантина) [51,52]. Vitais участвует во многих сигнальных путях, которые регулируют экспрессию генов [30,53].

В частности, в центральной нервной системе (ЦНС) VitA регулирует несколько жизненно важных процессов, таких как контроль дифференцировки нервных клеток и формирование паттерна при формировании нервной трубки [54,55].

4.1. Клинические исследования витаминов при болезни Паркинсона

Одно исследование продемонстрировало высокие концентрации VitA и его производных в посмертной коре лобных долей человека [56]. Это клиническое исследование на основе биомаркеров, в котором оценивалось терапевтическое воздействие VitA на кору лобных долей. В коре лобных долей наблюдалось связанное с возрастом снижение уровня ретинола и его производных по сравнению с затылочной корой. Потребуются дальнейшие исследования для изучения и сравнения других областей мозга, отвечающих за аналогичный тип деятельности.

Кроме того, сингапурско-китайское когортное исследование также не выявило корреляции между пищевыми антиоксидантами, такими как каротиноиды и витамины (витамины А, С и Е), и риском развития БП [57]. Сравнительное исследование показало связь между риском БП и приемом каротиноидов, VitE и VitC. Это последующее исследование с участием пациентов как мужского, так и женского пола с БП.

В общей сложности под наблюдением находились 47 331 мужчина и 76 890 женщин в возрасте до 12 и 14 лет соответственно. В этом исследовании также были отмечены анкеты по частоте приема пищи у этих пациентов с БП. Ни один из этих витаминов и даже поливитаминов не был научно связан с риском болезни Паркинсона у этих пациентов. С другой стороны, высокое потребление VitE с пищей приводит к снижению риска БП как у пациентов мужского, так и женского пола.

Риск болезни Паркинсона также снижается после употребления орехов. Поливитаминное исследование показало, что риск БП существенно не снижается после приема витаминов Е и С и каротиноидов. Мультивитаминный подход, богатый витамином Е, показал лучший терапевтический эффект, чем каротиноиды и витамин С. Таким образом, это исследование показало, что диетическое питание, богатое витамином Е, снижает риск развития болезни Паркинсона по сравнению с каротиноидами или витамином С. Таким образом, добавка VitE защищает от БП [58]. Следовательно, необходим более широкий уровень изучения терапевтического потенциала VitA, VitC, VitE и его производных при БП.

Было обнаружено, что при многих нейродегенеративных заболеваниях, включая болезнь Паркинсона, повышенные уровни гомоцистеина, серосодержащего метаболита биосинтеза метионина, оказывают множественные нейротоксические эффекты [59]. Таким образом, у пациентов с БП с повышенным уровнем гомоцистеина наблюдалась сильная корреляция между уровнем гомоцистеина и патогенезом БП [60–62]. Повышенные уровни гомоцистеина были ответственны за гибель нигростриатных дофаминергических нейронов у пациентов с БП. Таким образом, регулирование уровня гомоцистеина может предотвратить прогрессирование БП [63,64].

Витамин B (VitB) действует как кофактор в синтезе метионина из гомоцистеина, и исследователи предположили, что уровень гомоцистеина сильно коррелирует с уровнями VitB [22,65]. Было показано, что дополнительный витамин B снижает уровень гомоцистеина в плазме крови [66,67]. Несмотря на это, были проведены ограниченные исследования роли различных типов витамина В при патологиях БП.

Интересно, что уровни витамина B12 (VitB12) были снижены у пациентов с БП по сравнению с нормальными здоровыми людьми. Кроме того, снижение риска развития болезни Паркинсона было обнаружено у тех, кто потреблял достаточное количество пищевого витамина B6 (VitB6) [68,69]. Никаких существенных изменений в концентрации фолиевой кислоты (VitB9) у пациентов с БП по сравнению с нормальными здоровыми людьми не наблюдалось [69,70].

Интересно, что большинство исследований влияния витамина В и гомоцистеина на функцию мозга в основном были сосредоточены на трех из восьми витаминов группы В (ВитВ9, ВитВ12, ВитВ6), и до сих пор результаты были неоднозначными [22,66]. Однако было высказано предположение, что лечение, использующее комбинацию всех типов, может дать лучшие результаты из-за взаимосвязанных клеточных функций восьми типов VitB [71]. Дефицит тиамина вызывает гибель дофаминергических нейронов при БП. Добавление тиамина было ответственным за задержку прогрессирования и гибель дофаминергических нейронов при БП [72].

Исследование открытого уровня показало, что симптомы болезни Паркинсона значительно регрессируются при внутримышечном введении высокой дозы тиамина пациентам с болезнью Паркинсона без каких-либо побочных эффектов [73]. низкая плотность пищевого тиамина (VitB1) и фолиевой кислоты (VitB9) [74,75]. Таким образом, на ранней стадии БП уровни тиамина и фолиевой кислоты эффективно регулируют обонятельную систему и могут служить важным инструментом скрининга для выявления риска БП.

Aотчет о случае показывает, что брадикинезия и ригидность были значительно улучшены при лечении ниацином у людей с сыпью на коже и неприемлемыми кошмарами [76]. В заключение, из-за ограниченного количества исследований различных типов витамина B для лечения и / или диагностики БП , необходимы дополнительные исследования, прежде чем пропагандировать их использование в терапии БП. Люди демонстрируют дозовую реакцию на VitC, поскольку высокие уровни могут быть токсичными [77,78]. Тем не менее, когда VitC поддерживается на гомеостатических концентрациях, наблюдается положительный эффект снижения окислительного стресса, одной из основных причин нейродегенеративных заболеваний (рис. 2) [79].

For more information:1950477648nn@gmail.com