Влияние ультрафиолета на организм человека — научные исследования и обоснования

Аутоиммунное заболевание щитовидной железы (AITD) считается полигенным заболеванием. В генезе AITD играют роль как генетическая предрасположенность, так и факторы окружающей среды. К ним относятся тиреоспецифические гены, иммуномодулирующие гены, селен, йод, радиация, курение, инфекции и многие другие. Гормональный кальцитриол (витамин D‑3) усиливает врожденный иммунный ответ, одновременно оказывая ингибирующее действие на адаптивную иммунную систему. Было показано, что активированный витамин D‑3 (кальцитриол) модулирует цитокиновый фон с провоспалительного на более толерогенный иммунный статус. Кальцитриол ингибирует пролиферацию и дифференцировку клеток Th1 и Th17, подавляет выработку воспалительных цитокинов (ИЛ‑2, интерферон‑γ, ИЛ‑17, ИЛ‑21) и способствует выработке противовоспалительных цитокинов Th2 (ИЛ‑3, ИЛ‑4, ИЛ‑5 и ИЛ‑10). Кальцитриол также подавляет дифференциацию В‑клеток в плазматические клетки и выработку иммуноглобулинов. Иммуномодулирующие свойства витамина D‑3 восстанавливают работу щитовидной железы при различных аутоиммунных, включая аутоиммунный тиреоидит.

За последние два десятилетия наблюдается экспоненциальный рост числа медицинских работ (фундаментальных, трансляционных и клинических исследований), связывающих гормональный Кальцитриолол (витамин D‑3) с различными системами органов в организме. Помимо классического и хорошо известного влияния витамина D‑3 на здоровье костей и мышц, Кальцитриол оказывает благотворное влияние на эндотелиальную дисфункцию (микроальбуминурию), сердечно-сосудистую функцию и события, инсулинорезистентность, профилактику диабета, лучшую иммунную функцию и ответ на противотуберкулезную терапию у пациентов с туберкулезом, иммуномодулирующее действие у пациентов с аутоиммунными и системными заболеваниями (волчанка, ревматоидный артрит), профилактику и ремиссию рассеянного склероза, лучший ответ на иммунотерапию у пациентов после трансплантации органов, функцию половых желез, среди растущего списка плейотропных эффектов гормональной формы витамина D‑3. Причина этой почти повсеместной роли Кальцитриола, возможно, заключается в том, что рецептор витамина D‑3 (VDR) фактически экспрессируется в каждой ткани и системе органов организма. Гормон D‑3 опосредует свой эффект через VDR и активацию генов, чувствительных к VDR. Витамин D является самым обсуждаемым аспектом в клинической практике. Цель данной статьи — осветить современную литературу о влиянии уровня гормонального витамина D‑3 на аутоиммунные заболевания и онкологию.

В 2014 году ученые обнаружили, что гипертония снижается под действием оксида азота, вызванного УФ‑излучением. Они показали, что запасы оксида азота в коже человека мобилизуется в системный кровоток при воздействии на организм ультрафиолета, вызывая артериальную вазодилатацию и последующее снижение артериального давления. Эти результаты коррелируют с выводами Афзала и других исследователей, что низкие уровни 25(OH)D были связаны с повышенной смертностью от всех причин.

В 2024 году китайские ученые показали, что под воздействием ультрафиолета спектра «Б» возможно восстанавливать поляризацию макрофагов. Получившие «правильный» заряд макрофаги способны эффективно растворять атеросклеротические бляшки, в сосудах достоверно уменьшая их размер. В свою очередь, гормональная форма Кальцитиола восстанавливает целостность сосуда, а молекула оксида азота стимулирует активацию функции эндотелия.

Нейровоспаление играет значительную роль в постишемической гибели нейронов после инсульта, а Toll‑подобные рецепторы (TLR) являются одними из важнейших медиаторов многих воспалительных процессов. TLR активируют ядерный фактор каппа β (NF‑kβ), который стимулирует экспрессию различных провоспалительных генов, таких как интерлейкин (IL‑1β) и IL‑6. 1,25(OH)2D3, также известный как кальцитриол, — это активная форма витамина D3, действующая как нейростероидное соединение с противовоспалительными свойствами. Целью данного исследования было определить модуляторное действие гормона кальцитриола на постишемический иммунный ответ.

Результаты

Экспрессия TLR4, NF‑kβ и провоспалительных факторов IL‑1β и IL‑6 значительно увеличилась после ишемического инсульта, а кальцитриол модулировал сигнальный путь TLR4/NF‑kβ через 24 часа после ишемии.

Выводы

Кальцитриол можно считать защитным реагентом после ишемии, поскольку он снижает каскад активации TLR4/NF‑kB и, вероятно, играет полезную роль в уменьшении и улучшении симптомов у пациентов с ишемическим инсультом.

Витамин D‑3, как известно, участвует в метаболизме костно-хрящевой ткани, может играть роль в патофизиологии межпозвоночных дисков человека. Известно, что женщины в постменопаузе склонны к дефициту 25 ОН и дегенерации межпозвоночных дисков. Данное исследование было направлено на изучение того, может ли Кальцитриол замедлить разрушение межпозвоночных дисков за счет улучшения минеральной плотности костей и снижения антиоксидантного стресса.

Эксперименты показали, что гормональный Кальцитриол уменьшает старение, апоптоз и деградацию внеклеточного матрикса. Кальцитриол оказывает защитное действие за счёт регулирования окислительно-восстановительного баланса и сохранения микроструктуры замыкательной пластинки. Восстановление уровня Кальцитриола увеличивает минеральную плотность кости и улучшает качество межпозвоночных дисков.

Это открытие открывает новые возможности для профилактики и лечения межпозвонковых грыж.

Астма

Связь между статусом Кальцитриолом (D‑3) и астмой рассматривалась в течение многих лет. Дефицит D‑3 был признан одной из причин возросшей распространенности астмы в последние десятилетия. Было обнаружено, что варианты VDR связаны с астмой у когорт пациентов. Недавнее клиническое исследование показало, что высокие уровни D‑3 связаны с лучшей функцией легких, меньшей гиперреактивностью дыхательных путей и улучшенным ответом на глюкокортикоиды. Популяционное исследование показало, что более низкие уровни Кальцитриола связаны с повышенной потребностью в ингаляционных кортикостероидах у детей. Недостаточность витамина D‑3 часто встречается у детей с легкой и умеренной персистирующей астмой и связана с более высокими шансами тяжелого обострения. Эпидемиологические исследования также показали, что нормализованный уровень D‑3 у матери во время беременности защищает от хрипов в детстве. Напротив, существуют данные о том, что у детей, чьи матери имели высокий уровень витамина D от приема пищевой добавки во время беременности, был повышен риск развития экземы и астмы, что позволяет предположить, что начало приема витамина D, по-видимому, определяет восприимчивость к атопическому заболеванию. Интересно, что гормональный Кальцитриол потенциально способен преодолеть слабую чувствительность к глюкокортикоидам у пациентов с тяжелой астмой за счёт повышения продукции ИЛ‑10 Т‑клетками CD4+.

Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ)

Связь между статусом D‑3 и ХОБЛ привлекла внимание в последние десятилетия. Это основано на данных наблюдательных исследований, которые определяли уровни 25 ОН у пациентов с ХОБЛ. Блэк и его коллеги изучили данные из набора данных NHANES III (поперечное исследование 14091 взрослого в США). После корректировки с учетом потенциальных факторов, была обнаружена сильная связь между сывороточными уровнями D‑3 и функцией легких (ОФВ1 и ФЖЕЛ). Наблюдаемая зависимость доза-реакция может указывать на причинно-следственную связь. В ряде исследований сообщалось об уровнях 25‑(OH)D3 у пациентов с ХОБЛ. Форли и соавторы обнаружили дефицит витамина D‑3 (в этом исследовании определенный как ниже 20 нг/мл) у более чем 50% когорты, ожидающей трансплантации легких. В амбулаторном исследовании пациентов с ХОБЛ в Дании у 68% участников был выявлен остеопороз или остеопения. Недавнее исследование показало, что дефицит витамина D‑3 широко распространен при ХОБЛ и коррелирует с вариантами в гене, связывающем витамин D‑3. Существует несколько факторов, которые могут объяснить дефицит витамина D у пациентов с ХОБЛ: сниженная способность стареющей кожи к синтезу витамина D, снижение активности на открытом воздухе и, следовательно, воздействие солнца, повышенный катаболизм глюкокортикоидами и снижение способности к хранению в мышцах или жире из-за истощения. Многие этапы пути витамина D‑3 (поступление, синтез, хранение, метаболизм) потенциально могут быть нарушены у пациентов с ХОБЛ.

Дефицит витамина D‑3 может привести к изменению защиты легких хозяина с последующим ростом аномальной флоры, которая вызывает воспаление. Острые обострения ХОБЛ являются важной причиной госпитализации и приводят к более быстрому снижению ОФВ1.

Интересно, что дефицит витамина D связан с аналогичным спектром заболеваний, включая ишемическую болезнь сердца, рак, воспалительные заболевания и инфекции. Сопутствующие заболевания ХОБЛ, такие как снижение минеральной плотности костной ткани и слабость скелетных мышц, связаны с низкими концентрациями Кальцитриола в сыворотке крови.

Уровень витамина D и госпитализация при острых инфекциях нижних дыхательных путей у детей в Нигерии

Острые инфекции нижних дыхательных путей (ОИДП, ОРЗ, ОРВИ, Ангина) являются основной причиной детской смертности в большинстве развивающихся стран, включая Нигерию. Витамин D‑3 связан с врождённым иммунитетом играя роль в защите от инфекций. Исследования случай-контроль, включая небольшое исследование из Нигерии, демонстрируют различные результаты повышения статуса анализа 25 ОН путем приема пищевой добавки витамина D‑3 и повышения анализа 25 ОН под воздействием солнца и связи между уровнем витамина D‑3 и риском ОИДП.

Цели исследований

Изучить взаимосвязь между уровнем витамина D‑3 и госпитализацией по поводу ОРВИ у нигерийских детей.

Методы

Было проведено проспективное исследование пятидесяти детей в возрасте от 2 до 60 месяцев, госпитализированных с ОРВИ. С помощью структурированного вопросника собирали данные о демографии, здоровье, рационе питания, продолжительности воздействия солнечного света и проценте поверхности тела, подверженной солнечному свету (в зависимости от типа одежды) на открытом воздухе, а также о потенциальных факторах риска ОРВИ. Концентрация 25‑гидроксивитамина D [25(OH)D‑3 в сыворотке крови измерялась с помощью иммунохемилюминесцентного анализа. Оценивались различия между случаями и контрольной группой в концентрации 25(OH)D в сыворотке крови, связь между статусом витамина D и ОРВИ и факторы риска дефицита витамина D.

Результаты

Только дети, которые подвергались меньшему воздействию солнечного света на кожу были подвержены повышенному риску ОРВИ. Процент поверхности тела, подверженной солнечному излучению на открытом воздухе значимо влиял на сокращение заболеваемости. Прием пищевой добавки витамина D‑3 увеличивал анализ 25 (ОН) избавляя от дефицита, но не влиял на сокращение количества заболеваний ОРВИ общей популяции исследования.

Выводы

Заболеваемость не была связана с подъемом анализа 25(ОН) при помощи пищевой добавки, но была связана с уменьшением воздействия солнечного света. Воздействие солнечного света способствовало повышению уровня анализа 25 (ОН) D‑3 и сокращению заболеваемости в этой группе.

В 2002 году ученые предположили, что преобладающее количество солнечного света влияет на серотонинергическую активность мозга. Дефицит серотонина и серотонинергической активности мозга связывают с синдромом внезапной детской смерти, сезонным аффективным расстройством, депрессией, паническими атаками, шизофренией, болезнью Альцгеймера, и мигренью. Бета‑эндорфин, нейрогормон, действующий как анальгетик, известен уже много лет тем, что он высвобождается в организме человека в момент пребывания на солнце, вызывая ощущение благополучия. Недавнее исследование показало, что воздействие УФ‑излучения спектра «Б» значительно повышает уровень β‑эндорфинов в плазме крови. Высвобождение β‑эндорфинов под воздействием солнца может быть естественным механизмом вознаграждения, поощряющим пребывание на солнце.

Преимущества серотонина и β‑эндорфина, а также влияние солнечного света на мелатонин, иммуномодуляцию, фотоадаптацию и циркадные часы рассматриваются в работе Ван Дер Ри и соавторов, 2016 г.

Рецепторы 5‑HT6: современные взгляды на их нейробиологическую и фармакологическую значимость при нейропсихиатрических расстройствах

Несмотря на относительно ограниченное количество серотонинергических нейронов в организме человека, серотонин играет ключевую роль в нейрофизиологических функциях, включая сон, восприятие боли, обучение, память, познание, эмоции, вознаграждение и регуляцию настроения. Измененная серотонинергическая нейротрансмиссия связана с такими состояниями, как тревога, депрессия, анорексия, мигрень, бессонница, шизофрения, болезнь Альцгеймера (БА) и когнитивные нарушения. Рецептор 5‑HT6 (5‑HT6R), обнаруженный в основном в областях мозга, участвующих в когнитивных функциях, является перспективной терапевтической мишенью для когнитивных дефицитов при нейропсихиатрических расстройствах, в частности, БА и шизофрении. Доклинические исследования показали, что антагонисты 5‑HT6R улучшают когнитивные функции. 5‑HT6R динамически взаимодействует с обширной внутриклеточной белковой сетью, регулируя локализацию, транспортировку и сигнализацию этих белков. Протеомные и генетические исследования выявили взаимодействие с киназой mTOR и нейрофибромином, которые играют ключевую роль в синаптической пластичности, обучении и памяти. Киназа Fyn также ассоциирована с 5‑HT6R, усиливая экспрессию рецепторов и сопряжение с G‑белком. В частности, индуктор роста нейритов 1, регулируемый G‑белком (GPRIN1), взаимодействует с 5‑HT6R независимо от агонистов, усиливая активность рецепторов. В данном обзоре освещаются клинические испытания лигандов 5‑HT6R в качестве регуляторов этих сложных сигнальных свойств, что подчёркивает их терапевтический потенциал в лечении когнитивных нарушений, связанных с нейропсихиатрическими расстройствами.

Металлотионеин — это богатый цистеином белок с высоким содержанием металлов, широко встречающийся в природе. Помимо детоксикации тяжёлых металлов, металлотионеин хорошо известен как мощный антиоксидант. Кроме того, металлотионеин может играть роль, в регуляции количества микроэлементов и витаминов у человека. Роль металлотионеина, как транспортного белка давно известна. Основная его функция это защита кожи от повреждений ультрафиолетом и подъём Zn к поверхности кожи. Под воздействием ультрафиолета спектра «Б» в дермальных фибробластах наблюдается статистически значимый рост иммуноцитохимически определяемого металлотиониина. Эти результаты подтверждают, что уровень УФ‑излучения в окружающей среде способен индуцировать металлотиониин в коже человека in vivo. В сочетании с относительной скоростью реакции это свидетельствует о физиологической фотозащитной роли металлотониина в клетках кожи человека.

Свободный металлотиониин способен захватывать микроэлементы и витамины из потребляемой пищи и компенсировать недостаток в организме.

Недержание мочи (UI) является распространенным расстройством, характеризующимся неконтролируемой утечкой мочи. Это расстройство оказывает глубокое влияние на уровень жизни человека и налагает огромные расходы на общество. Стрессовое недержание мочи (SUI), ургентное недержание мочи (UUI) и смешанное недержание мочи (MUI) являются тремя наиболее распространенными формами недержания мочи. Хотя UI чаще встречается у женщин, оно не ограничивается этим полом и также широко распространено среди значительного процента мужчин, особенно в группах старшего возраста. Согласно рекомендациям Европейской ассоциации урологов, UI затрагивает примерно 11% мужчин в возрасте 60–64 лет и до 31% мужчин в возрасте 85 лет. Следовательно, не следует игнорировать влияние UI на мужчин, особенно пожилых.

Кальцитриол (Витамин D‑3) — это гормон, который синтезируется в первую очередь кожей человека после воздействия ультрафиолетового излучения спектра «Б». Его основная функция — поддержание обмена кальция и фосфора и здоровья костей в организме. Уровень 25(OH)D в сыворотке ниже 50 нмоль/л обычно считается признаком дефицита витамина D. Дефицит витамина D — распространенное состояние, поражающее значительную часть населения во всем мире. Исследования показали, что около 1 миллиарда человек страдают от недостаточности или дефицита витамина D, особенно среди пожилого населения.

Примечательно, что существует четкая корреляция между дефицитом 25 ОН и заболеваниями костей. Кроме того, исследования показали, что недостаток или дефицит витамина D также связан с различными состояниями, такими как мышечная слабость, опухоли, депрессия, нарушения обмена веществ и сердечно-сосудистые заболевания. Многочисленные исследования продемонстрировали значительную корреляцию между дефицитом витамина D и недержанием мочи у женщин. Эта научная работа представляет собой первое общенациональное исследование, оценивающее взаимосвязь сывороточного 25(OH)D с различными подтипами недержания мочи у мужчин пожилого возраста. Мы включили данные четырёх циклов, что обеспечило огромный размер выборки. Сывороточный витамин D‑3 в данном исследовании определялся методом ЖХ‑МС/МС, что обеспечило более высокую точность по сравнению с предыдущими методами анализа. Наконец, в многофакторном логистическом регрессионном анализе мы контролировали множество переменных.

Заключение

Снижение уровня 25(OH)D в сыворотке крови было связано со стрессовым недержанием мочи и смешанным недержанием мочи у пожилых мужчин и женщин.