Когнитивный и нейропластический потенциал витамина D у детей и подростков


О.А. Громова (1, 2), И.Ю. Торшин (2, 3), А.В. Пронин (1)

(1) ГБОУ ВПО «Ивановская государственная медицинская академия» МЗ РФ, Иваново; (2) Российский сотрудничающий центр Института микроэлементов ЮНЕСКО, Москва; (3) ФГБУН «Вычислительный центр им. А.А. Дородницына» РАН, Москва
Фундаментальные и клинические исследования, проводимые в течение последних 10 лет, установили малоизвестные роли витамина D в развитии и функционировании центральной нервной системы. В работе приведены результаты систематического анализа более 2000 исследований нейротрофических и нейропротекторных свойств витамина, связи между дефицитом витамина D, снижением способности к обучению, памяти у детей и подростков, алекситимией, риском раннего инсульта и риском демиелинизирующих заболеваний (боковой амиотрофический склероз) в молодом возрасте. Показана перспективность использования витамина D для восстановления после черепно-мозговой травмы, при пароксизмальномвертиго и эпилепсии.

Литература


  1. Kiraly S.J., Kiraly M.A., Hawe R.D., Makhani N. Vitamin D as a neuroactive substance: review. Scientific World Journ. 2006;6:125–39.
  2. Hollo A., Clemens Z., Lakatos P. Epilepsy and vitamin D. Int. J. Neurosci. 2014;124(6):387–93.
  3. Thouvenot E., Camu W.
  4. De Silva D.A., Talabucon L.P., Ng E.Y., Ang E.S., Tan E.K., Lee W.L. Vitamin D deficiency and its relation to underlying stroke etiology in ethnic Asian ischemic stroke patients. Int. J. Stroke. 2013;8(5):E18.
  5. Annweiler C., Dursun E., Feron F., Gezen-Ak D., Kalueff A.V., Littlejohns T., Llewellyn D.J., Millet P., Scott T., Tucker K.L., Yilmazer S., Beauchet O. Vitamin D and cognition in older adults: updated international recommendations. J. Intern. Med. 2014;101111/joim12279.
  6. Kienreich K., Grubler M., Tomaschitz A., Schmid J., Verheyen N., Rutters F., Dekker J.M., Pilz S. Vitamin D, arterial hypertension & cerebrovascular disease. Indian. J. Med. Res. 2013;137(4):669–79.
  7. Orme R.P., Bhangal M.S., Fricker R.A. Calcitriol imparts neuroprotection in vitro to midbrain dopaminergic neurons by upregulating GDNF expression. PLoS One. 2013;8(4):e62040.
  8. Garcion E., Wion-Barbot N., Montero-Menei C.N., Berger F., Wion D. New clues about vitamin D functions in the nervous system. Trends Endocrinol. Metab. 2002;13(3):100–5.
  9. Рудаков К.В., Торшин И.Ю. Анализ информативности мотивов на основе критерия разрешимости в задаче распознавания вторичной структуры белка. Информатика и ее применения. 2011;5(4):40–50.
  10. Журавлев Ю.И., Рудаков К.В., Торшин И.Ю. Алгебраические критерии локальной разрешимости и регулярности как инструмент исследования морфологии аминокислотных последовательностей. Труды МФТИ. 2011;3(4):67–76.
  11. Рудаков К.В., Торшин И.Ю. Об отборе информативных значений признаков на базе кри-териев разрешимости в задаче распознавания вторичной структуры белка. ДАН. 2011;441(1):1–5.
  12. Громова О.А., Калачева А.Г., Торшин И.Ю., Рудаков К.В., Грустливая У.Е., Юдина Н.В., Егорова Е.Ю., Лиманова О.А., Федотова Л.Э., Грачева О.Н., Никифорова Н.В., Сатарина Т.Е., Гоголева И.В., Гришина Т.Р., Курамшина Д.Б., Новикова Л.Б., Лисицына Е.Ю., Керимкулова Н.В., Владимирова И.С., Чекмарева М.Н., Лялякина Е.В., Шалаева Л.А., Талепоровская С.Ю., Силинг Т.Б., Семенов В.А., Семенова О.В., Назарова Н.А., Галустян А.Н., Сардарян И.С. Недостаточность магния – достоверный фактор риска коморбидных состояний: результаты крупномасштабного скрининга магниевого статуса в регионах России. Фарматека. 2013;6(259):115–29.
  13. Tsuda K. Low vitamin D levels and bone mineral density in stroke. Stroke. 2009;40(2):e36.
  14. Uluduz D., Adil M.M, Rahim B., Gilani W.I., Rahman H.A., Gilani S.I., Qureshi A.I.Vitamin D deficiency and osteoporosis in stroke survivors: an analysis of National Health and Nutritional Examination Survey (NHANES). J. Vasc. Interv. Neurol. 2014;7(1):23–8.
  15. Kojima G., Bell C., Abbott R.D., Launer L., Chen R., Motonaga H., Ross G.W., Curb J.D., Masaki K. Low dietary vitamin D predicts 34-year incident stroke: the Honolulu Heart Program. Stroke. 2012;43(8):2163–67.
  16. Chaudhuri J.R., Mridula K.R., Alladi S., Anamika A., Umamahesh M., Balaraju B., Swath A., Bandaru V.S. Serum 25-hydroxyvitamin d deficiency in ischemic stroke and subtypes in Indian patients. J. Stroke. 2014;16(1):44–50.
  17. Chowdhury R., Stevens S., Ward H., Chowdhury S., Sajjad A., Franco O.H. Circulating vitamin D, calcium and risk of cerebrovascular disease: a systematic review and meta-analysis. Eur. J. Epidemiol. 2012;27(8):581–91.
  18. Daubail B., Jacquin A., Guilland J.C., Hervieu M., Osseby G.V., Rouaud O., Giroud M., Bejot Y. Serum 25-hydroxyvitamin D predicts severity and prognosis in stroke patients. Eur. J. Neurol. 2013;20(1):57–61.
  19. Wang Y., Ji H., Tong Y., Zhang Z.B. Prognostic value of serum 25-hydroxyvitamin D in patients with stroke. Neurochem. Res. 2014;39(7):1332–37.
  20. Tu W.J., Zhao S.J., Xu D.J., Chen H. Serum 25-hydroxyvitamin D predicts the short-term outcomes of Chinese patients with acute ischaemic stroke. Clin. Sci. (Lond). 2014;126(5):339–46.
  21. Bajaj A., Stone K.L., Peters K., Parimi N., Barrett-Connor E., Bauer D., Cawthon P.M., Ensrud K.E., Hoffman A.R., Orwoll E., Schernhammer E.S. Circulating Vitamin D, Supplement Use, and Cardiovascular Disease Risk: The MrOS Sleep Study. J. Clin. Endocrinol. Metab. 2014;99(9):3256–62.
  22. Brondum-Jacobsen P., Nordestgaard B.G., Schnohr P., Benn M. 25-hydroxyvitamin D and symptomatic ischemic stroke: an original study and meta-analysis. Ann. Neurol. 2013;73(1):38–47.
  23. Sun Q., Pan A., Hu F.B., Manson J.E., Rexrode K.M. 25-Hydroxyvitamin D levels and the risk of stroke: a prospective study and meta-analysis. Stroke. 2012;43(6):1470–77.
  24. Daubail B., Jacquin A., Guilland J.C., Khoumri C., Aboa-Eboule C., Giroud M., Bejot Y. Association between serum concentration of vitamin D and 1-year mortality in stroke patients. Cerebrovasc. Dis. 2014;37(5):364–67.
  25. Pilz S., Dobnig H., Fischer J.E., Wellnitz B., Seel-horst U., Boehm B.O., Marz W. Low vitamin d levels predict stroke in patients referred to coronary angiography. Stroke. 2008;39(9):2611–13.
  26. Michos E.D., Reis J.P., Post W.S., Lutsey P.L., Gottesman R.F., Mosley T.H., Sharrett A.R., Melamed M.L. 25-Hydroxyvitamin D deficiency is associated with fatal stroke among whites but not blacks: The NHANES-III linked mortality files. Nutrition. 2012;28(4):367–71.
  27. Balden R., Selvamani A., Sohrabji F. Vitamin D deficiency exacerbates experimental stroke injury and dysregulates ischemia-induced inflammation in adult rats. Endocrinology. 2012;153(5):2420–35.
  28. Kajta M., Zieminska E., Jantas D., Jantas D., Domin H., Lason W., Kutner A., Lazarewicz J.W. Neuroprotection by co-treatment and post-treating with calcitriol following the ischemic and excitotoxic insult in vivo and in vitro. Neurochem. Int. 2009;55(5):265–74.
  29. Marini F., Bartoccini E., Cascianelli G., Voccoli V., Baviglia M.G., Magni M.V., Garcia-Gil M., Albi E. Effect of 1alpha,25-dihydroxyvitamin D3 in embryonic hippocampal cells. Hippocampus. 2010;20(6):696–705.
  30. Sanchez B., Lopez-Martin E., Segura C., Labandeira-Garcia J.L., Perez-Fernandez R. 1,25-Dihydroxyvitamin D(3) increases striatal GDNF mRNA and protein expression in adult rats. Brain Res. Mol. Brain. Res. 2002;108(1-2):143–46.
  31. Fu J., Xue R., Gu J., Xiao Y., Zhong H., Pan X., Ran R. Neuroprotective effect of calcitriol on ischemic/reperfusion injury through the NR3A/CREB pathways in the rat hippocampus. Mol. Med. Rep. 2013;8(6):1708–14.
  32. Tang H., Hua F., Wang J., Sayeed I., Wang X., Chen Z., Yousuf S., Atif F., Stein D.G. Progesterone and vitamin D: Improvement after traumatic brain injury in middle-aged rats. Horm. Behav. 2013;64(3):527–38.
  33. Atif F., Yousuf S., Sayeed I., Ishrat T., Hua F., Stein D.G. Combination treatment with progesterone and vitamin D hormone is more effective than monotherapy in ischemic stroke: the role of BDNF/TrkB/Erk1/2 signaling in neuroprotection. Neuropharmacology. 2013;67:78–87.
  34. Aminmansour B., Nikbakht H., Ghorbani A., Rezva-ni M., Rahmani P., Torkashvand M., Nourian M., Moradi M. Comparison of the administration of progesterone versus progesterone and vitamin D in improvement of outcomes in patients with traumatic brain injury: A randomized clinical trial with placebo group. Adv. Biomed. Res. 2012;1:58.
  35. Talaat H.S., Abuhadied G., Talaat A.S., Abdelaal M.S. Low bone mineral density and vitamin D deficiency in patients with benign positional paroxysmal vertigo. Eur. Arch. Otorhinolaryngol. 2014;29.
  36. Jeong S.H., Kim J.S., Shin J.W., Kim S., Lee H., Lee A.Y., Kim J.M., Jo H., Song J., Ghim Y. Decreased serum vitamin D in idiopathic benign paroxysmal positional vertigo. J. Neurol. 2013;260(3):832–38.
  37. Kalueff A.V., Tuohimaa P. Neurosteroid hormone vitamin D and its utility in clinical nutrition. Curr. Opin. Clin. Nutr. Metab. Care. 2007;10(1):12–9.
  38. Janjoppi L., Katayama M.H., Scorza F.A., Folgueira M.A., Brentani M., Pansani A.P., Cavalheiro E.A., Arida R.M. Expression of vitamin D recaptor mRNA in the hippocampal formation of rats submitted to a model of temporal lobe epilepsy induced by pilocarpine. Brain Res. Bull. 2008;76(5):480–84.
  39. Kalueff A.V., Minasyan A., Keisala T. Increased severity of chemically induced seizures in mice with partially deleted Vitamin D receptor gene. Neurosci. Lett. 2006;394(1):69–73.
  40. Siegel A., Malkowitz L., Moskovits M.J., Christakos S. Administration of 1,25-dihydroxyvitamin D3 results in the elevation of hippocampal seizure threshold levels in rats. Brain Res. 1984;298(1):125–29.
  41. Takenaka T., Inoue T., Ohno Y. Calcitriol supplementation improves endothelium-dependent vasodilation in rat hypertensive renal injury. Kidney Blood Press. Res. 2014;39(1):17–27.
  42. Erbas O., Solmaz V. Cholecalciferol (vitamin D 3) improves cognitive dysfunction and reduces inflammation in a rat fatty liver model of metabolic syndrome. Life Sci. 2014;103(2):68.
  43. Witham M., Kennedy G. Association between vitamin D status and markers of vascular health in patients with chronic fatigue syndrome/myalgic encephalomyelitis (CFS/ME). Int. J. Cardiol. 2014;174(1):139–40.
  44. Zhu Y., Qin Z., Gao J. Vitamin D Therapy in Experimental Allergic Encephalomyelitis Could be Limited by Opposing Effects of Sphingosine 1-Phosphate and Gelsolin Dysregulation. Mol. Neurobiol. 2014;11.
  45. Camu W., Tremblier B., Plassot C. Vitamin D confers protection to motoneurons and is a prognostic factor of amyotrophic lateral sclerosis. Neurobiol. Aging. 2014;35(5):1198.
  46. Ferder M., Inserra F., Manucha W., Ferder L. The world pandemic of vitamin D deficiency could possibly be explained by cellular inflammatory response activity induced by the renin-angiotensin system. Am. J. Physiol. Cell. Physiol. 2013;304(11):1027–39.
  47. Rammos G., Tseke P., Ziakka S. Vitamin D, the renin-angiotensin system, and insulin resistance. Int. Urol. Nephrol. 2008;40(2):419–26.
  48. Makariou S.E., Michel P., Tzoufi M.S., Challa A., Milionis H.J. Vitamin D and stroke: promise for prevention and better outcome. Curr. Vasc. Pharmacol. 2014;12(1):117–24.
  49. Торшин И.Ю., Громова О.А. Экспертный анализ данных в молекулярной фармакологии. М., 2012. 768 с.


Об авторах / Для корреспонденции


О.А. Громова – д.м.н., проф. кафедры фармакологии и клинической фармакологии ГБОУ ВПО ИвГМА МЗ РФ, зам. директора по научной работе РСЦ «Институт микроэлементов» ЮНЕСКО, Иваново; e-mail: unesco.gromova@gmail.com
И.Ю. Торшин – к.х.н., с.н.с. ФГБУН «Вычислительный центр им. А.А. Дородницына» РАН, консультант РСЦ «Институт микроэлементов» ЮНЕСКО, Москва
А.В. Пронин – аспирант кафедры фармакологии и клинической фармакологии ГБОУ ВПО ИвГМА МЗ РФ, Иваново


Похожие статьи


Бионика Медиа