Role vitamínů u neurodegenerativních onemocnění: Aktualizovaná část 3

5.2. Vitamínové studie na zvířatech a buňkách u Alzheimerovy choroby

V myším modelu AD vyvolaného streptozotocinem (STZ) však beta-karoten, forma VitA, významně zlepšil míru kognitivní funkce a oxidačního stresu a snížil hladiny toxických fragmentů B-amyloidu [194].

Oxidační stres označuje řadu nežádoucích reakcí v organismech, kdy volné radikály a reaktivní formy kyslíku způsobené z různých důvodů překračují antioxidační kapacitu organismu. Tyto reakce mohou mít nepříznivé účinky na normální fyziologické funkce lidského těla, včetně paměti mozku.

S neustálým pokrokem vědy a techniky však lidé hlouběji chápou spojení mezi oxidačním stresem a pamětí. Stávající výzkumy ukazují, že mírný oxidační stres má určitý podpůrný účinek na paměť, konkrétně tím, že podporuje aktivitu enolázy a SOD, čímž zvyšuje antioxidační kapacitu mozkových buněk, snižuje poškození mozkových buněk a udržuje paměť. a propagaci.

Navíc správné cvičení, strava, spánek a další změny životního stylu mohou také snížit negativní dopad oxidačního stresu na paměť, dále zlepšit antioxidační kapacitu mozku, a tím podpořit zlepšení paměti.

Dopadu oxidačního stresu na paměť se proto nemusíme příliš obávat. Místo toho bychom se měli zaměřit na péči o zdraví a zdraví v našem každodenním životě, abychom zmírnili dopad oxidačního stresu na mozek a zachovali si dobrou paměť. Věřím, že při správném přístupu může mít zdravý a zapamatovatelný mozek každý. Je vidět, že potřebujeme zlepšit paměť a Cistanche deserticola dokáže výrazně zlepšit paměť, protože Cistanche deserticola dokáže regulovat i rovnováhu neurotransmiterů, jako je zvýšení hladiny acetylcholinu a růstových faktorů. Tyto látky jsou velmi důležité pro paměť a učení. Kromě toho může Cistanche deserticola také zlepšit průtok krve a podporovat dodávku kyslíku, což může zajistit, že mozek dostává dostatek živin a energie, a tím zlepšuje mozkovou vitalitu a vytrvalost.

Klikněte na vědět doplňky pro zlepšení paměti

In vitro a in vivo studie na zvířatech ukazují, že VitA a beta-karoten inhibují oligomerizaci a agregaci A (obrázek 3) [146,195,196]. Kromě toho VitC zmírnil postup neurodegenerace a zlepšil deficity chování u myšího modelu AD [197]. Kombinace terapie VitA, VitC a VitE tedy může poskytnout synergický účinek a působit jako adjuvancia zabraňující progresi neurodegenerace u AD [198].

V myším modelu AD byla neuronální dysfunkce významně zmírněna intranazálním podáním 9-cis retinové kyseliny (9-cis RA). To by mohla být nová terapeutická možnost pro preventivní léčbu AD. Aktivace astrocytů, neurozánět a agregace byly značně sníženy 9-cis RA v AD transgenním myším modelu ve srovnání s kontrolami (obrázek 3). 

Výsledkem bylo obnovení synaptických deficitů v modelu AD ve srovnání s myšmi léčenými vehikulem [199]. Retinoidy vykazují silnou terapeutickou účinnost při prevenci progresivní neurodegenerace inhibicí neurozánětlivých procesů u AD [200]. Přestože AD představuje 60–80 % demence, existují i ​​jiné typy, jako je vaskulární demence (VD), frontotemporální demence (FTD), Wernicke-Korsakoffův syndrom atd. [201,202].

Zajímavé je, že Wernicke-Korsakoff je typ demence způsobený nedostatkem VitB1 (thiaminu) a suplementace VitB1 se používá k léčbě tohoto typu demence [203]. Podobně se u vaskulární demence objevují příznaky degenerace frontotemporálního laloku a suplementace VitB1 tyto příznaky významně zlepšuje [204]. Deficity VitB12 a folátu (VitB9) byly také pozorovány u pacientů s VD a AD [205].

Silný nedostatek niacinu (VitB3) vede k pelagře, onemocnění charakterizovanému průjmem, dermatitidou a demencí, které se léčí suplementací niacinu [159,206]. VitB tedy vykazuje terapeutickou aktivitu u AD a jiných demencí. V jiné studii předešlá léčba VitC zabránila kognitivnímu poškození a zlepšila biochemická opatření, jako je snížení prozánětlivých cytokinů, modulace antiapoptotické aktivity a přispění k fosforylaci aktivace mitogenem aktivované proteinkinázy p38 (MAPK) v hipokampu myší léčených LPS [ 207].

V krysím modelu Alzheimerovy choroby (AD) indukovaném AlCl3 (100 mg/kg) zmírnila kyselina askorbová (100 mg/kg denně po dobu 15 dnů) biochemické a behaviorální deficity spolu s neuropatologickými změnami svou antioxidační aktivitou. Kyselina askorbová vykazuje AChE inhibiční a antiproteolytickou aktivitu. Progrese AD je tedy inhibována suplementací kyseliny askorbové [208].

VitCimproved tedy kognitivní funkce modulací oxidačního stresu a neurozánětlivých parametrů. Studie ukázala, že nízká dávka VitC (200 a 400 mg/kg tělesné hmotnosti) poskytuje ochranu před kolchicinem indukovanou neurozánětem zprostředkovanou neurodegenerací a kognitivními poruchami vychytáváním volných radikálů. Na druhé straně však vyšší dávka VitC (600 mg/kg tělesné hmotnosti) byla zodpovědná za vznik oxidačního stresu, neurozánětu a kognitivní poruchy. Proto VitC vykazoval duální aktivitu s ochranou při nižších dávkách a poškozením při vyšších [209].

VitD3 zlepšil kognitivní funkce inhibicí neurozánětlivých reakcí a reakcí na oxidativní stres a zlepšil cholinergní funkci v myším modelu AD vyvolané STZ [210]. VitD zlepšil kognitivní pokles související s věkem u potkaního modelu modulací aktivity prozánětlivých cytokinů. VitD také snížil amyloidní zátěž odpovědnou za kognitivní poruchy [211].

Nedávná studie prokázala, že maxakalcitol, analog aktivní formy VitD, zlepšil kognitivní funkce a inhiboval neurozánět vyvolaný LPS u potkaního modelu AD prostřednictvím signálních drah Keap1/Nrf2 a MAPK-38p/ERK [212]. VitD a jeho analogy tedy účinně předcházejí patologii AD u zvířecích modelů a pacientů s AD [177,183]. Nedostatek Vit-D podporuje patologii podobnou AD snížením antioxidačního potenciálu. Zvýšená produkce amyloidu-beta, zvýšený stav fosforylace tau, zvýšená zánětlivá zátěž a odražený nedostatek VitD u myší.

Snížená koncentrace aktivní formy VitD by mohla významným způsobem zlepšit riziko AD a demence [213]. V modelu myší s poškozením paměti vyvolaným D-galaktózou je neuroprotektivní aktivita prokázána VitD prostřednictvím signálních drah SIRT1/Nrf{4}}/NF-kB [214].

Proto by měla být hladina VitD kontrolována a řízena pacienty během léčby AD [215]. Prodloužené podávání VitE poskytlo lepší výsledky, protože účinně působilo proti A plakům a NFT. Dále typ VitE, -tokoferol, zabránil progresivní neurodegeneraci na zvířecích modelech AD [190]. Navíc -tokoferol vykazoval synergické účinky s antioxidačními a protizánětlivými sloučeninami, které jsou prospěšné při léčbě AD [190,216].

V retrospektivní studii vykazuje multivitamin svůj terapeutický potenciál ke zlepšení kognitivního poškození. V této multivitaminové retrospektivní studii vyšší koncentrace folátu zlepšila kognitivní výkon, jak ukazuje jeho skóre MMSE. Nedostatek kyseliny listové je přímo spojen s hyperhomocysteinémií a je spojen s horší kognitivní výkonností. K definování optimálního stavu vitaminu u postižených jedinců bude zapotřebí další studie [191]. Jiná multivitaminová studie naznačuje neuroprotektivní roli vitaminu B6, B12, folátu a cholinu při hypoxii. Tato multivitaminová léčba významně zmírnila deficit paměti vyvolaný hypoxií. Snížená hyperfosforylace tau a snížené hladiny homocysteinu jsou detekovány léčbou vitaminy B6, B12, folátem a cholinem. Tento multivitaminový přístup zlepšil paměťové funkce [217].

Proto namísto přístupu založeného na jediném vitaminu může multivitaminová strategie nabídnout lepší terapeutické možnosti pro AD a MCI. Vitamin K2 zabraňuje neurotoxicitě vyvolané A prostřednictvím signální dráhy spojené s fosfatidylinositol 3-kinázou (PI3K) [218]. Závěrem lze říci, že vitaminy byly studovány pro léčbu AD a dalších typů demence a mnoho z těchto studií ukázalo, že vitamíny Prospěšná role s důkazy, že VitA inhibuje tvorbu plaků A a VitB, VitC, VitD a VitE zasahují do progrese neurokognitivního poklesu.

Jako taková byla podceněna úloha mnoha vitaminů v adjuvantní léčbě AD [146]. Budoucí klinické studie, které využívají vitamíny v léčbě AD, by proto mohly objasnit důležité podrobnosti o tom, jak vitamíny pomáhají zmírňovat příznaky AD.

6. Vitamíny u Huntingtonovy choroby

Huntingtonova choroba (HD) je také příkladem progresivního neurodegenerativního onemocnění CNS. Podobně jako u PD a AD jsou hlavními charakteristikami HD motorické abnormality, demence a psychiatrické problémy [219,220]. HD je způsobena dominantně zděděnou genetickou mutací, která prodlužuje úsek genu huntingtin opakováním trinukleotidových (CAG) segmentů (více než 36 repetic), což vede k toxickým intracelulárním polyglutaminovým agregátům a neuronální degradaci [221,222] (obrázek 4). V patogenezi HD se účastní změny vitaminů [223].

Oxidační stres je jedním z hlavních příčinných faktorů odpovědných za progresivní neurodegeneraci. Antioxidační terapie zaměřená na reaktivní formy kyslíku ukazuje potenciální dopad snížení stresové zátěže v asociovaných neuronových buňkách [224]. Podobně jako AD a PD mají vitamíny také silnou antioxidační aktivitu a zabraňují progresivní neurodegeneraci u HD [225]. RA je nejvíce studovanou formou VitA a její receptory jsou přítomny v CNS [226]. RA účinně reguluje fyziologii dospělého mozku prostřednictvím svých receptorů [227–229].

Mechanismus působení však není jasně pochopen. Jedna z hlavních lokalizací RA receptorů ve striatu, oblasti mozku kritické pro plánování a provádění pohybu, poznávání, odměny a motivace [230,231]. Jedna izoforma receptoru RA, známá jako receptor kyseliny retinové (RAR), je široce studována u PD, AD a HD [232]. Charakterizace transkripčních cílů RAR prostřednictvím analýzy celého genomu identifikovala možné mechanismy působení pro aktivitu RAR [230]. RAR řídí striatální dráhy přes transkripci, energetický metabolismus a neurotransmisi prostřednictvím G-proteinu, cAMP a kalciové signalizace [230]. V modelech HD transgenních myší jsou striatální signalizační geny indukované retinoidy downregulovány [233].

Kromě toho je receptor RAR sekvestrován uvnitř proteinových agregátů huntingtinu v myším striatu R6/2 [230]. Tyto studie ukazují, že signalizace RA je u HD narušena a přispívá k patologii HD. Proto léky, které se zaměřují na tuto signální dráhu, mohou nabídnout potenciální léčbu HD. Podobně jako u AD a PD bude zapotřebí více studií, aby se dospělo k definitivnímu závěru ohledně mechanismu účinku RA a jejího receptoru v HD terapii [230].

Přímá souvislost thiaminu (VitB1) s HD není zdaleka jasná, ale výsledky ukázaly, že nedostatek thiaminu způsobuje oxidační stres a neurozánět, což by mohlo přispět k progresi HD [234–236]. Výzkumníci zkoumali roli suplementovaného thiaminu v patogenezi HD hodnocením životaschopnosti lidských lymfocytů s abnormálním genem huntingtin a bez něj [237].

Výsledky ukázaly, že energetický metabolismus je zásadním krokem v patogenezi HD a nedostatek thiaminu způsobil snížení buněčného energetického metabolismu změnou exprese různých genů. V modelu HD lidských B lymfocytů byly postiženými geny glyceraldehyd-3-fosfátdehydrogenáza (GAPDH), gen isocitrátdehydrogenázy (IDH1) a rodina nosičů rozpuštěných látek 19, člen 3 (SLC19A3) gen. GAPDH, IDH1 a SLC19A3 se účastní procesu syntézy ATP a dalších molekul obsahujících vysokou energii [237]. Thiamin tedy kontroluje expresi genů zapojených do energetického metabolismu a mohl by poskytnout účinnou terapii HD. Nedávné výsledky ukázaly, že nikotinamid (VitB3) zlepšil motorické funkce a zabránil progresi neurodegenerace spojené s HD vyvolanou kyselinou 3-nitropropionovou (NPA). vyrovnávání redoxního stavu v krysím modelu.

Kromě toho nikotinamid také zlepšil histopatologické parametry snížením exprese laktátdehydrogenázy, markeru tkáňové degradace [238]. Nikotinamid tedy vykazuje silnou neuroprotektivní aktivitu v chemicky indukovaném potkaním modelu HD.

VitC, nejvíce předepisovaný vitamin lékaři, se podílí na mnoha tělesných funkcích, včetně posturální stability a zdraví kostí. Posturální stabilita je nejčastější motorickou abnormalitou pozorovanou během neurodegenerativních onemocnění a kostní denzita významně souvisí se sérovou koncentrací VitC [239–242]. Proto byla aktivita VitC v HD široce prozkoumána. Modely HD transgenních myší vykazují dysregulaci askorbátu (VitC) v kortikálních a striatálních drahách [243]. Tyto dráhy regulují aktivitu askorbátu pomocí neurotransmiteru glutamátu v patogenezi HD. Glutamátové transportéry na astrocytech jsou zodpovědné za odstranění extracelulárního glutamátu [244].

Jak uvolňování askorbátu, tak absorpce glutamátu byly v transgenním modelu HD narušeny [245]. Externí askorbát byl zodpovědný za zvýšené vychytávání glutamátu a následně za inhibici progrese HD [245]. Kromě toho výsledky naznačují, že pro vychytávání glutamátu je zapotřebí uvolňování askorbátu a v nepřítomnosti askorbátu je aktivita glutamátového receptoru ohrožena nadměrnou aktivací [245]. Nadměrně aktivní glutamátreceptory byly zodpovědné za dysregulaci kortikostriatální dráhy a přispěly k patogenezi HD v modelu HD myší R6/2 [246].

Kromě toho nedostatek askorbátu přispěl k deficitu chování u HD ovlivněním striatální dráhy v modelu myší R6/2 a příjem askorbátu zmírnil abnormality chování [245,246]. Jsou zapotřebí další studie k objasnění interakcí mezi askorbátem a glutamátem v rámci různých signálních drah a jejich vliv na motorické funkce. Kalcitriol (VitD) také hraje důležitou roli ve svalové síle a hustotě kostí. Deficit VitD jako takový přímo souvisí s motorickými abnormalitami [247,248]. Studie institucionalizovaných HD pacientů zjistila vysokou prevalenci deficitu nebo insuficience VitD a byla pozorována pozitivní souvislost mezi hladinami kalcifediolu 25 (OH)D, indikátorem stavu Vit D, a ambulantními schopnostmi [221].

V modelu HD transgenních myší suplementace kalcitriolu významně zlepšila klinické příznaky a prodloužila délku života [249]. Sérový kalcitriol tedy pozitivně souvisí s léčbou HD. V lokalizované a omezené klinické studii -tokoferol, hlavní složka VitE, zpomalil progresi motorických abnormalit spojených s HD [250]. Kasparová et al. studovali synergické účinky CoQ10 a VitE na NPA-indukovaném potkaním modelu HD.NPA-indukované potkaní modely vykazují sníženou energetickou homeostázu. Zjistili, že kreatinekináza (CK), energetický biomarker u onemocnění mozku, byla v jejich modelu HD zvýšena. Na druhé straně došlo ke snížení CoQ10, ATP a aktivity elektronového transportního řetězce.

Je zajímavé, že suplementace CoQ10 a VitE tyto abnormality zvrátila [251]. Souhrnně lze říci, že pro léčbu HD nabízejí vitamíny adjuvantní terapeutické možnosti. Oba VitC a VitD zabraňují progresi posturální nestability u HD pacientů. CoQ10, VitE, nikotinamid (VitB3) a VitB1 všechny vykazují významnou neuroprotektivní aktivitu pro minimalizaci zátěže pro HD pacienty. Kromě toho se vitamínem zprostředkované ochrany HD účastní VitA a několik intracelulárních mediátorů, jako je vápník a cyklický adenosinmonofosfát. Rozsáhlé klinické studie mohou pomoci odhalit podrobné mechanismy působení za neuroprotektivními účinky vitamínů v patogenezi HD.

7. Vitamíny u roztroušené sklerózy

Roztroušená skleróza (RS) je charakterizována progresivním neurozánětem a následnou neurodegenerací [252]. V CNS imunitní systém těla napadá myeliny, které pokrývají a chrání nervová vlákna [253,254]. Pohybové abnormality, problémy se zrakem, únava a bolest jsou běžné příznaky spojené s RS. Etiologie RS není jasně definována [255]. Předpokládá se však, že za RS jsou stejně zodpovědné jak environmentální, tak genetické faktory [256]. I když neexistuje žádný lék na RS, užitečnost vitamínů v léčbě RS byla prozkoumána kvůli jejich antioxidačním aktivitám. VitD má u RS ochrannou aktivitu, která obvykle závisí na vývojovém stádiu pacienta. Suplementace VitD jako taková byla účinnější při zmírňování RS podobného neurozánětu u modelu RS u juvenilních/adolescentních potkanů ​​ve srovnání se zvířaty dospělého věku [257]. Observační studie a klinické studie ukázaly, že snížená hladina VitD v krvi je rizikovým faktorem pro rozvoj RS [258–260]. Suplementace VitD vykazuje silnou protizánětlivou aktivitu zvýšením oxidace bílé hmoty. Předávkování VitD však může vést k hyperkalcémii, toxickému hromadění vápníku v krvi [259,261–264]. U pacientů s RS suplementace VitD zlepšila krevní perfuzi, která podporuje okysličení tkání, a tím snižuje neurozánět a neurodegeneraci [265].

Několik studií naznačilo, že hladina apolipoproteinu E a dvou izoforem VitD vazebného proteinu (DBP) v mozkomíšním moku by mohla být využita jako potenciální biomarkery pro diagnostiku RS [266,267]. Naproti tomu jiná studie nenalezla žádnou asociaci mezi DBP, RS a VitD ve vzorcích krve pacientů s RS [268]. Proto jsou zapotřebí rozsáhlejší kontrolované klinické studie k vyhodnocení účinnosti suplementace VitD při léčbě RS. Ze studií in vitro a in vivo existují významné důkazy o prospěšných účincích VitA/kyseliny retinové při léčbě RS [269,270].

VitA vykazoval protizánětlivou a antioxidační aktivitu v mozku a sérové ​​hladiny VitA byly u pacientů s RS sníženy [269,271–273]. VitA zlepšila funkci astrocytů, vedla k remyelinizaci a potlačila imunitní funkce u pacientů s RS [218,269,274–277]. Naproti tomu výsledky jedné studie neprokázaly žádnou korelaci mezi sérovou koncentrací VitA a progresí RS [278]. Dosud jen málo studií zkoumalo potenciální terapeutické účinky antioxidační schopnosti VitC nebo VitE při léčbě RS [279]. Několik studií však ukázalo, že ve srovnání se zdravým jedincem vykazují pacienti s RS snížené hladiny VitC [280–282]. Přímé intrahippokampální injekce VitC u potkaního modelu RS zlepšily paměťovou dysfunkci při pasivním učení se vyhýbavosti [283]. Studie zkoumající VitE prokázaly zlepšenou funkci oligodendrocytů a inhibici faktorů souvisejících s procesem nekrózy u RS [284].

Vzhledem k omezenému množství informací, které jsou v současné době k dispozici pro VitC a VitEin MS [285]. Role VitB u MS je velmi kontroverzní. Některé studie zjistily, že hladiny VitB jsou u pacientů s RS sníženy, zatímco jiné nevykazují žádný vztah mezi hladinami VitB a RS [286]. VitB však může být stále užitečný při léčbě RS. Vitamíny B9 a B12 regulují imunitní funkci u RS tím, že účinně zlepšují vychytávání homocysteinu, který je zodpovědný za syntézu myelinových pochev [287–291]. Kromě toho byly prozkoumány role VitB1, VitB3 a VitB6 v MS. VitB3 prokázal schopnost remyelinizace a možná účinný při léčbě RS [292]. Léčba vysokými dávkami thiaminu (VitB1) zlepšila únavu běžně spojenou s RS [293].

K potvrzení role VitB v terapiích RS je zapotřebí více klinických studií. Protože mnoho observačních studií spojovalo hladiny VitD s rizikem RS, a kvůli protizánětlivým aktivitám VitD se hodně zaměřuje na využití VitD k prevenci. a/nebo intervence RS (komplexní přehled viz Sintzel 2018) [260]. Kromě toho mohou být další vitamíny, jako je VitA a VitE, díky svým protizánětlivým a antioxidačním účinkům užitečné jako adjuvans při léčbě MS [269,270,294,295]. Role VitB v MS je stále kontroverzní. Budoucí klinické studie jsou nezbytné k určení role každého vitaminu v potenciální léčbě RS.

8. Vitamíny u amyotrofické laterální sklerózy

Amyotrofická laterální skleróza (ALS) je smrtelná forma onemocnění motorických neuronů (MND) charakterizovaná progresivní degenerací motorických neuronů v mozku a míše. Ztráta motorických neuronů vede ke zhoršení svalové hmoty celého těla [296–298 ].Podobně jako u RS bylo provedeno jen velmi málo studií týkajících se role vitamínů u ALS. Nicméně, stejně jako u RS, existuje silná korelace mezi ALS a suplementací VitD. Aktivní forma VitD je u pacientů s ALS a zvířecích modelů snížena ALS [81 299].

Ukázalo se, že VitD má protektivní účinek na motorické neurony in vitro a plazmatické hladiny VitD přímo korelovaly se závažností onemocnění u pacientů s ALS [300]. Genetické studie ukázaly, že VitD je spojen s patologií ALS prostřednictvím regulace různých imunitních složek, jako jsou toll-like receptory, molekuly hlavního histokompatibilního komplexu (MHC) třídy II, poly (ADP-ribóza) polymeráza 1 (PARP1) a hemová oxygenáza{{5 }} (HO-1) [81]. Kromě toho VitD ovlivňuje patologii ALS prostřednictvím mechanizmů buněčné signalizace, včetně Wnt/-kateninu, mitogenem aktivované proteinkinázy (MAPK), glutamátu, prostaglandinů, reaktivních forem kyslíku ( ROS), matricové metaloproteinázy a syntáza dusnaté oxidázy [81]. U transgenních myších modelů ALS suplementace VitD snížila příznaky svalové slabosti a zlepšila motorickou funkční kapacitu, ale nezabránila konečnému výsledku onemocnění [201–303].

Naproti tomu nedávná studie pacientů s ALS nezjistila žádné snížení hladin VitD a žádný přínos suplementace VitD pro zlepšení prognózy tohoto onemocnění [304]. Proto jsou zapotřebí budoucí studie, které by určily roli VitD v patofyziologii ALS. Dopad suplementace VitE byl sledován v klinické studii. Výsledky naznačují, že jedinci, kteří neužívali pravidelnou dávku VitE, vykazovali předčasnou smrt ve srovnání s těmi, kteří pravidelně užívali suplementaci VitE. Tato studie také dospěla k závěru, že VitE významně zlepšil motorické funkce u pacientů s ALS [305].

Ve studii zaměřené na transkripční profily VitE zabránil smrti NSC-34 motorického neuronsinu ALS prostřednictvím downregulace c-Jun N-terminální kinázy (JNK) a dráhy p38 MAPK (buněčná smrt) a upregulace extracelulárního signálu -regulované kinázové (ERK) dráhy (přežití buněk) [306]. Stručně řečeno, ALS je zodpovědná za progresivní svalovou degeneraci. Vit D a VitE mohou mít prospěšné aktivity při ALS tím, že chrání motorické neurony a zlepšují motorické symptomy. K pochopení role těchto vitamínů a odhalení potenciálního využití jiných vitamínů při léčbě ALS je však zapotřebí více studií.

9. Vitamíny u prionové nemoci

Prionové onemocnění (PRD), také známé jako přenosné spongiformní encefalopatie, je vzácná progresivní neurodegenerativní porucha způsobená abnormální akumulací prionových proteinů, která vede k následnému poškození mozku [307]. Strukturální rozdíly se vyskytují mezi dvěma formami prionového proteinu [308]. PrPC je normální prionový protein, zatímco špatně složený PrPSc (scrapie) je patogenní forma [309]. Rozdíl mezi dvěma verzemi prionového proteinu je v sekundární struktuře [310,311]. Sekundární struktura - helixmotivy v rámci normálního proteinu jsou přeměněny na -list sekundární struktury, což vede k chybnému skládání proteinu a toxicitě. Molekulární mechanismy této konverze jsou nejasné [312].

Vitamíny brání přeměně normální formy prionového proteinu na patogenní formu [313]. Různé mikroživiny, včetně mědi (Cu) a železa (Fe), se také podílejí na vitaminem-meditovaném udržování normální formy prionového proteinu [314]. Kromě toho se má za to, že oxidační stres a zánět vedou k tvorbě patogenní formy prionového proteinu. Sloučeniny nebo vitaminy s antioxidačními a protizánětlivými vlastnostmi by proto měly být prospěšné při snižování rizika PRD [313]. Deficit kobalaminu (Cbl, Vitamin B12) hraje hlavní roli v narušení spojení mezi CNS a periferním nervovým systémem (PNS ) [315,316].

Deficit Cbl postihuje hlavně gliové buňky, myelinové pochvy a intersticium nervového systému [317,318]. V CNS potkana způsobuje nedostatek Cbl snížení epidermálního růstového faktoru (EGF) a zvýšení aktivity tumor nekrotizujícího faktoru- (TNF-), což vede k poškození myelinu a aktivaci glií v CNS i PNS [319]. Je zajímavé, že Cbl inhibuje jadernou lokalizaci NF-κB dráhy, která je zodpovědná za zvýšenou regulaci cytokinů, jako je TNF-, a ovlivňuje konverzi normální formy PrPC na nemocnou formu [320].

Dalším vitamínem relevantním pro PRD je VitD2, který účinně překročil BBB a potlačil oligomerizaci PrPc, což je nezbytný krok před tvorbou PrPSc [321]. Homeostáza kovů hraje důležitou roli při udržování CNS [322]. Kovy se účastní jako kofaktory v léčebných procesech zprostředkovaných vitamíny. Účinnost vitamínů je tedy snížena v nepřítomnosti dostatečného množství kovových iontů. Kovy se také účastní různých enzymaticky zprostředkovaných aktivit v CNS. Abnormality v homeostáze kovů mohou být zodpovědné za tvorbu ROS, což by mohlo přispět k progresi neurodegenerativního onemocnění. PRD je také regulován koncentracemi kovových iontů [323].

Škodlivé kovy z živočišných bílkovin mohou vyvolat riziko PRD. Středomořská strava může mít ochrannou roli v prevenci PRD [324]. Základem středomořské stravy je zelenina, ovoce, bylinky, různé ořechy, fazole a celozrnné výrobky, které jsou bohaté na polyfenoly, které mohou procházet přes BBB a působit na různé cíle, aby inhibovaly tvorbu toxické formy prionových proteinů [313]. Polyfenoly jsou zodpovědné za regulaci škodlivých iontů kovů a inhibici agregované formy prionového proteinu [323]. Středomořská strava tedy kontroluje aktivitu škodlivých kovů a prokazuje svou účinnost v prevenci progrese PRD [323].

10. Vitamíny u věkem podmíněné makulární degenerace

Vitamíny nejen ovlivňují PD, AD a HD, ale také uplatňují svou terapeutickou odpověď proti věkem podmíněné makulární degeneraci (AMD). Perorální suplementace a úpravy stravy vykazují významnou ochranu proti AMD [325]. Výzkumná skupina Age-Related Eye Disease Study2 (AREDS2) navrhla, že lutein/zeaxanthin hraje velmi zásadní roli v ochraně proti AMD [326]. U AMD byly abnormality čípkových buněk způsobené oxidativním stresem významně zlepšeny suplementací VitD [327]. Klinická studie na korejské populaci ukazuje, že degenerace AMD postupuje v důsledku nižší hladiny VitD [328]. V patogenezi AMD hraje metabolismus Vit D velmi novou roli, jak předpokládá analýza založená na systémové biologii. Můžeme tedy říci, že vitamíny jsou také velmi účinné proti AMD. K potvrzení použitelnosti a vhodnosti vitamínů u AMD bude zapotřebí více studií.

11. Závěry a výhled do budoucna

Oxidační stres a neurozánět jsou dva hlavní faktory, které se podílejí na progresi neurodegenerativních onemocnění. Jako takové by sloučeniny s antioxidačními a protizánětlivými vlastnostmi měly poskytovat významnou neuroprotekci. V posledních letech nashromážděné důkazy naznačují prospěšnou roli vitamínů při ochraně proti onemocněním CNS, protože jak WSV, tak FSV mohou chránit neurony před smrtí [329,330]. PD, AD, HD, MS, ALS a PRD jsou hlavní neurodegenerativní onemocnění vyskytující se u lidí. K prokázání terapeutické účinnosti vitamínů byly použity zvířecí modely těchto onemocnění.

Využití vitamínů v terapiích však bylo opožděno kvůli studiím, které naznačují nekorelaci mezi hladinami vitamínů a neurodegenerativními onemocněními. Navzdory tomu několik klinických studií podporuje potenciální roli vitamínů v budoucích terapiích neurodegenerativních onemocnění. Hormeze je důležitým faktorem a měla by být brána v úvahu při navrhování dávky vitamínů. Hormesis rozlišuje mezi prospěšnou a toxickou aktivitou vitamínů v konkrétní dávce. Multivitaminová suplementace vykazuje solidní terapeutický potenciál pro neurodegenerativní onemocnění ve srovnání s jedinou možností založenou na vitaminech. V multivitaminovém přístupu je zahrnuto více signálních drah, které mohou mnohonásobně zvýšit antioxidační odpověď.

Zde jsme diskutovali o přínosných i kontroverzních studiích zahrnujících roli vitamínů u neurodegenerativních onemocnění. Budoucí studie zahrnující různá paradigmata dávkování léků, různé zvířecí modely a různé geografické lokality jsou nezbytné k přesnému určení potenciální role vitamínů v terapiích k léčbě neurodegenerativních onemocnění. Kromě toho jsou žádoucí klinické studie na lidech, aby se prokázala účinnost a ochranná role vitaminů u neurodegenerativních onemocnění.

Příspěvky autora: SNR a PS napsali rukopis. Editaci rukopisu provedly HWMS, EV, GA a MPS Všichni autoři si přečetli a souhlasí s publikovanou verzí rukopisu.

Financování: Neuplatňuje se.

Prohlášení institucionální revizní komise: Neuplatňuje se.

Prohlášení o informovaném souhlasu: Všichni autoři schválili obsah tohoto dokumentu a souhlasili se zásadami předkládání.

Prohlášení o dostupnosti dat: Každý z autorů potvrzuje, že tento rukopis nebyl dříve publikován a není v současné době posuzován žádným jiným časopisem. Kromě toho všichni autoři schválili obsah tohoto dokumentu a souhlasili se zásadami zasílání.

Poděkování: Autoři také berou na vědomí univerzitní grantovou komisi DS Kothari Postdoctoral Fellowship pro Sachchida Nand Rai (Referenční č.: F.{0}}/2006 (BSR)/BL/19-20/0032) a The Deanship of Scientific Research ( DSR) na Univerzitě krále Abdulazize, Jeddah, Saúdská Arábie financovala tento projekt v rámci grantu č. (FP-81-42). Autoři by také rádi poděkovali Biorenderu (https://app.biorender.com/biorender-templates (přístup 20. dubna 2020)) za poskytnutí efektivní platformy pro vytváření všech figurek.

Střet zájmů: Autoři neprohlašují žádný střet zájmů.

Reference
1. Darnton-Hill, I. Aspekty veřejného zdraví v prevenci a kontrole nedostatků vitamínů. Curr. Dev. Nutr. 2019, 3, nzz075.[CrossRef]

2. Shenkin, A. Mikronutrienty ve zdraví a nemoci. postgraduální. Med. J. 2006, 82, 559–567. [CrossRef] [PubMed]

3. Woteki, CE; Thomas, PR In Jezte pro život: Průvodce jídlem a výživou, jak snížit riziko chronických onemocnění. Clin. Nutr.Insight 1993, 19, 7. [CrossRef]

4. Heaney, RP Problém živin. Nutr. Rev. 2012, 70, 165–169. [CrossRef]

5. Shao, A.; Drewnowski, A.; Willcox, DC; Kramer, L.; Lausted, C.; Eggersdorfer, M.; Mathers, J.; Bell, JD; Randolph, RK; Witkamp, ​​R.; a kol. Optimální výživa a neustále se měnící strava: Zpráva z konference. Eur. J. Nutr. 2017, 56, 1–21.[CrossRef] [PubMed]

6. Kurutas, EB Význam antioxidantů, které hrají roli v buněčné odpovědi na oxidativní/nitrosativní stres: Aktuální stav. Nutr. J. 2015, 15, 71. [CrossRef]7. Sies, H.; Stahl, W.; Sundquist, AR Antioxidační funkce vitamínů. Vitamíny E a C, beta-karoten a další karotenoidy.Ann. NY Acad. Sci. 1992, 669, 7–20. [CrossRef]

8. Albahrani, AA; Škvarky, RF Vitamíny rozpustné v tucích: Klinické indikace a současné výzvy pro chromatografická měření. Clin. Biochem. Rev. 2016, 37, 27. [PubMed]

9. Bruno, EJ; Ziegenfuss, TN Vitaminy rozpustné ve vodě: Aktualizace výzkumu. Curr. Sports Med. Rep. 2005, 4, 207–213. [CrossRef][PubMed]

10. Said, HM; Mohammed, ZM Střevní vstřebávání vitamínů rozpustných ve vodě: Aktualizace. Curr. Opin. Gastroenterol. 2006, 22,140–146. [CrossRef]

For more information:1950477648nn@gmail.com