維生素D(Vitamin D,VD)是一種人體必需的脂溶性維生素,在人類所需的維生素中,VD非常特殊,具有多種作用,它是維生素,也是激素。近年大量流行病學資料顯示,VD與神經系統的功能,如記憶力、邏輯分析、身體平衡、情緒等呈正性關系,許多神經退行性疾病如帕金森病、阿茨海默病的發生發展可能與VD有關,其確切機制尚未完全闡明。本文著重闡述VD與神經退行性疾病研究進展。
1 VD概述
1.1 VD的來源與代謝 天然食物中VD含量有限,VD主要來源是皮膚內的7-脫氫膽固醇經紫外線照射而產生。年齡、緯度、日照時間、季節、皮膚覆蓋以及色素沉著等均可以極大地影響皮膚VD的合成。隨著年齡增加,皮膚合成VD的能力下降,老年人皮膚合成VD的效率為青年人的1/4[1]。
1.2 VD的生化代謝 循環中的VD被轉運至肝臟,在25-羥化酶的作用下形成25-羥維生素D [25-(OH)D]。25-(OH)D是VD在血液循環中的主要存在形式,常作為反映人體內VD營養狀況的最佳指標,但25-(OH) D沒有生物學活性,需在腎臟1α-羥化酶的作用下,轉化成生物活性很強的l,25-二羥維生素D [1,25-(OH)2D]。近年來發現,許多腎外組織細胞,如免疫細胞、神經細胞、肌肉細胞等也存在1α-羥化酶。
1.3 VD的主要作用機制 活性VD是通過與VD受體(Vitamin D receptor,VDR)結合發揮生物學作用[2]。1,25-(OH)2 D在體內作用廣泛,與VDR結合后,除了調節鈣磷代謝的作用外,還具有影響免疫、神經、生殖、內分泌等非鈣調節作用。目前的研究發現VDR廣泛分布于心、腦、肝臟、腎臟、骨、泌尿生殖器以及各種免疫細胞中[3]。
2 VD與神經系統退行性疾病
2.1 VD與帕金森病 帕金森病(PD)是中老年人常見的神經退行性疾病, 目前的研究已經證明了VD與PD存在顯著關聯。免疫組織化學研究結果表明,人類的大腦中含有豐富的1α-羥化酶和VDR,特別是在黑質神經元,那里是PD患者多巴胺能神經元丟失的主要部位[4]。一項多中心研究發現,在PD患者中的血清25-(OH)D水平低于阿爾茨海默病患者和同年齡健康對照組[5]。Knekt等[6]研究發現,體內VD水平較高的人群患PD的風險相對較低。以上研究表明VD缺乏是PD的風險因子,這可能與VD在神經系統發育、神經遞質、神經免疫調控、保護損傷的神經細胞等方面均可發揮重要作用有關。動物研究[7]表明VDR敲除的小鼠會表現出肌肉和運動神經元的損傷,同時,基因研究中人們發現VDR的基因缺失與PD的患病風險增加具有一定的相關性。提示著VDR本身可能在PD的發病中起到重要作用。
2.2 VD與阿茨海默病 阿茨海默病(AD)是老年人常見的神經系統退行性疾病,隨著人口老齡化,AD的患病率逐年增加。流行病學研究結果顯示[8-9],在AD患者中,VD缺乏現象普遍存在,而VD缺乏與認知能力改變具有密切相關性。在老年人中,VD缺乏者[25-(OH)D<25 nmol/L]與VD充足者[25-(OH)D≥75nmol/L]相比,發生認知功能障礙的風險率高達4倍[10]。另一些研究證實,當患有AD時腦內VDR在mRNA和蛋白水平均發生變化。AD患者的大腦新皮質區發現VDR mRNA表達增加[11]。Sutherland等研究發現,AD患者的腦中海馬各區VDR表達均減少。由于AD腦內VDR表達減少,使VD特異性結合發生障礙,進而影響了AD患者認知功能。
大量研究顯示,VD缺乏和VDR基因多變性與神經退行性疾病有關。然而許多問題仍有待解決,如基本作用機制尚未闡明。但VD對神經退行性疾病的預防、治療及預后具有重要的理論和臨床應用價值,值得更深入的研究。
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編輯/哈濤