Иммуномодулирующие эффекты витамина D и механизмы их реализации

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Многие годы пристальное внимание ученых привлекают препараты витамина D. Это обусловлено уникальными биологическими свойствами витамина, его особенной метаболической трансформацией в организме, в результате которой образуются гормоноподобные соединения, способные влиять на активность генов, регулировать внутриклеточные функции и метаболические процессы. Данный обзор посвящен анализу результатов научных исследований по изучению витамеров витамина D и возможных механизмов реализации их биологических эффектов. В статье представлена подробная метаболическая трансформация витамина D (холекальциферола и эргокальциферола) и дана характеристика основных его метаболитов. Рассматриваются механизмы реализации биологических эффектов кальцитриола — основного активного метаболита витамина D. Выделены его конечные геномные и негеномные эффекты на клетки. Большое внимание уделено влиянию витамина D на иммунную систему. Обсуждаются иммуномодулирующие свойства витамина D и возможные механизмы его иммуномодулирующих эффектов. Результаты анализа показали, что витамин D является крайне важным фактором в регуляции иммунного ответа. Его иммуномодулирующее действие реализуется как через генетический аппарат клеток, так и через влияние на внутриклеточные метаболические процессы. Результатом действия активного метаболита витамина D на иммунную систему является влияние на клеточные и гуморальные факторы врожденного иммунитета, на деление, пролиферацию и дифференцировку Т- и В-лимфоцитов, на уровни различных цитокинов. Приведенные данные расширяют представления о фармакодинамике препаратов витамина D и свидетельствуют о возможности их эффективного применения в фармакотерапии инфекционных и аутоиммунных заболеваний.

Об авторах

Александр Владимирович Витчук

Смоленский государственный медицинский университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: Djonnyfunt@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4814-3847
SPIN-код: 3992-0800
Россия, 214019, Смоленск, ул. Крупской, д. 28

Василий Егорович Новиков

Смоленский государственный медицинский университет

Email: nau@sgmu.info
ORCID iD: 0000-0002-0953-7993
SPIN-код: 1685-1028

д-р мед. наук, профессор

Россия, 214019, Смоленск, ул. Крупской, д. 28

Раиса Яковлевна Мешкова

Смоленский государственный медицинский университет

Email: Meshkova.raisa@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-7806-9484
SPIN-код: 8937-1230

д-р мед. наук, профессор

Россия, 214019, Смоленск, ул. Крупской, д. 28

Список литературы

  1. Gromova OA, Torshina IYu. Vitamin D — A Paradigm Shift. Guseva EI, Zacharova IN, eds. GEOTAR-Media; 2017. (In Russ.) ISBN: 678-5-9704-4058-2
  2. grls.rosminzdrav.ru [Internet]. State register of medicinal products 2020. Available from: https://grls.rosminzdrav.ru/Default.aspx (In Russ.)
  3. Kamen DL, Tangpricha V. Vitamin D and molecular actions on the immune system: modulation of innate and autoimmunity. J Mol Med (Berl). 2010;88(5):441–450. doi: 10.1007/s00109-010-0590-9 EDN: NZNOBD
  4. Zhumina AG, Khodkov AV, Sakenova ZT, et al. VDR gene expression and leukemia development. Scientific Review. Biological Sciences. 2016;(4):21–25. EDN: WLXHMJ
  5. Wang J, Thingholm LB, Skiecevičienė J, et al. Genome-wide association analysis identifies variation in vitamin D receptor and other host factors influencing the gut microbiota. Nat Genet. 2016;48(11):1396–1406. doi: 10.1038/ng.3695
  6. Schwartz GYa. Vitamin D deficiency and its pharmacological correction. RMJ. 2009;17(7):477–486. (In Russ.) EDN: PBPHRT
  7. Zotkin EG, Schwartz GYa. Clinical use of vitamin d and its active metabolites. Effective Pharmacotherapy. 2013;(38):50–59. (In Russ.) EDN: SYBNCV
  8. Bikle D, Christakos S. New aspects of vitamin D metabolism and action — addressing the skin as source and target. Nat Rev Endocrinol. 2020;16(4):234–252. doi: 10.1038/s41574-019-0312-5 EDN: TJUSUR
  9. Krzyścin JW, Jarosławski J, Sobolewski PS. A mathematical model for seasonal variability of vitamin D due to solar radiation. J Photochem Photobiol B. 2011;105(1):106–112. doi: 10.1016/j.jphotobiol.2011.07.008
  10. Rizzoli R, Branco J, Brandi ML, et al. Management of osteoporosis of the oldest old. Osteoporos Int. 2014;25(11):2507–2529. doi: 10.1007/s00198-014-2755-9 EDN: FXYUAG
  11. Bendik I, Friedel A, Roos FF. Vitamin D: a critical and essential micronutrient for human health. Front Physiol. 2014;5:248. doi: 10.3389/fphys.2014.00248
  12. Jäpelt RB, Jakobsen J. Vitamin D in plants: a review of occurrence, analysis, and biosynthesis. Front Plant Sci. 2013;4:136. doi: 10.3389/fpls.2013.00136
  13. Tripkovic L, Lambert H, Hart K, et al. Comparison of vitamin D2 and vitamin D3 supplementation in raising serum 25-hydroxyvitamin D status: a systematic review and meta-analysis. Am J Clin Nutr. 2012;95(6):1357–1364. doi: 10.3945/ajcn.111.031070
  14. Gromova OA. Features of the pharmacology of a water-soluble form of vitamin D based on micelles. Pediatrician’s Practice. 2014;(6):31–37. (In Russ.) EDN: TKUTYH
  15. Muscogiuri G. Introduction to vitamin D: current evidence and future directions. Eur J Clin Nutr. 2020;74(11):1491–1492. doi: 10.1038/s41430-020-00770-9 EDN: UTKLVW
  16. Ermoolenko VM, Chernysheva NN. Calcitriol: new possibilities of a known compound. Effective Pharmacotherapy. 2010;(38):46–51. (In Russ.) EDN: SMLYHH
  17. Bikle DD, Patzek S, Wang Y. Physiologic and pathophysiologic roles of extra renal CYP27b1: case report and review. Bone Rep. 2018;8:255–267. doi: 10.1016/j.bonr.2018.02.004 EDN: VHGXGC
  18. Xu Y, Baylink DJ, Cao H, et al. Inflammation- and gut-homing macrophages, engineered to de novo overexpress active vitamin D, promoted the regenerative function of intestinal stem cells. Int J Mol Sci. 2021;22(17):9516. doi: 10.3390/ijms22179516 EDN: GNJSCQ
  19. Bikle DD, Schwartz J. Vitamin D binding protein, total and free vitamin D levels in different physiological and pathophysiological conditions. Front Endocrinol. 2019;10:317. doi: 10.3389/fendo.2019.00317
  20. Maltsev SV, Mansurova GS. Metabolism of vitamin D and means of its main functions implementation. Practical Medicine. 2014;(9(85)):12–18. EDN: TAMUDF
  21. Jones G. Pharmacokinetics of vitamin D toxicity. Am J Clin Nutr. 2008;88(2):582S-586S. doi: 10.1093/ajcn/88.2.582S
  22. Holick MF, Binkley NC, Bischoff-Ferrari HA, et al. Evaluation, treatment, and prevention of vitamin D deficiency: an Endocrine Society clinical practice guideline. J Clin Endocrinol Metab. 2011;96(7):1911–1930. doi: 10.1210/jc.2011-0385
  23. Singh RJ, Taylor RL, Reddy GS, et al. C-3 epimers can account for a significant proportion of total circulating 25-hydroxyvitamin D in infants, complicating accurate measurement and interpretation of vitamin D status. J Clin Endocrinol Metab. 2006;91(8):3055–3061. doi: 10.1210/jc.2006-0710
  24. Prietl B, Treiber G, Pieber T. Vitamin D and immune function. Nutrients. 2013;5(7):2502–2521. doi: 10.3390/nu5072502
  25. Carlberg C. Molecular endocrinology of vitamin D on the epigenome level. Mol Cell Endocrinol. 2017;453:14–21. doi: 10.1016/j.mce.2017.03.016
  26. Das B, Patra S, Behera C, et al. Genotyping of vitamin D receptor gene polymorphisms using mismatched amplification mutation assay in neonatal sepsis patients of Odisha, eastern India. Infect Genet Evol. 2016;45:40–47. doi: 10.1016/j.meegid.2016.08.013
  27. Adams JS, Hewison M. Update in vitamin D. J Clin Endocrinol Metab. 2010;95(2):471–478. doi: 10.1210/jc.2009-1773 EDN: NZWJYV
  28. Krasowski MD, Ni A, Hagey LR, et al. Evolution of promiscuous nuclear hormone receptors: LXR, FXR, VDR, PXR, and CAR. Mol Cell Endocrinol. 2011;334(1–2):39–48. doi: 10.1016/j.mce.2010.06.016 EDN: OASRJV
  29. Gupta V. Vitamin D: extra-skeletal effects. J Med Nutr Nutraceuticals. 2012;1(1):17–26. doi: 10.4103/2278-019X.94632
  30. Haussler MR, Livingston S, Sabir ZL, et al. Vitamin D receptor mediates a myriad of biological actions dependent on its 1,25-dihydroxyvitamin D ligand: distinct regulatory themes revealed by induction of Klotho and fibroblast growth factor-23. JBMR Plus. 2020;5(1):e10432. doi: 10.1002/jbm4.10432 EDN: WBMCJB
  31. Pozhilova EV, Novikov VE, Levchenkova OS. The regulatory role of mitochondrial pora and the possibility of its pharmacological modulation. Reviews on Clinical Pharmacology and Drug Therapy. 2014;12(3):13–19. EDN: TEONTP
  32. Pozhilova EV, Novikov VE, Levchenkova OS. The mitochondrial ATP-dependent potassium channel and its pharmacological modulators. Reviews on Clinical Pharmacology and Drug Therapy. 2016;14(1):29–36. doi: 10.17816/RCF14129-36 EDN: VVEOFT
  33. Novikov VE, Levchenkova OS, Pozhilova EV. Mitochondrial nitric oxide synthase and its role in the mechanisms of cell adaptation to hypoxia. Reviews on Clinical Pharmacology and Drug Therapy. 2016;14(2):38–46. doi: 10.17816/RCF14238-46 EDN: WFETDV
  34. Novikov VE, Levchenkova OS, Pozhilova EV. Mitochondrial nitric oxide synthase in mechanisms of cell adaptation and its pharmacological regulation. Vestnik of Smolensk State Medical Academy. 2016;15(1):14–22. EDN: VVVMDB
  35. Novikov VE, Levchenkova OS, Pozhilova EV. Preconditioning as a method of metabolic adaptation to hypoxia and ischemia. Vestnik of Smolensk State Medical Academy. 2018;17(1):69–79. EDN: YXHXPI
  36. Novikov VE, Levchenkova OS, Klimkina EI, et al. Potentiation of the hypoxic preconditioning effect by antihypoxants. Reviews on Clinical Pharmacology and Drug Therapy. 2019;17(1):37–44. doi: 10.7816/RCF17137-44 EDN: PHNAKT
  37. Holick MF, Mazzei L, García Menéndez S, et al. Genomic or non-genomic? A question about the pleiotropic roles of vitamin D in inflammatory-based diseases. Nutrients. 2023;15(3):767. doi: 10.3390/nu15030767 EDN: YUUYPM
  38. Holick MF. Vitamin D and health: evolution, biologic functions, and recommended dietary intakes for vitamin D. Clin Rev Bone Miner Metab. 2009;7(1):3–33. doi: 10.1007/978-1-60327-303-9_1
  39. Bikle DD. Vitamin D and immune function: understanding common pathways. Curr Osteoporos Rep. 2009;7(2):58–63. doi: 10.1007/s11914-009-0011-6 EDN: RLLVQV
  40. Baeke F, Takiishi T, Korf H, et al. Vitamin D: modulator of the immune system. Curr Opin Pharmacol. 2010;10(4):482–496. doi: 10.1016/j.coph.2010.04.001
  41. Płudowski P, Karczmarewicz E, Bayer M, et al. Practical guidelines for the supplementation of vitamin D and the treatment of deficits in Central Europe — recommended vitamin D intakes in the general population and groups at risk of vitamin D deficiency. Endokrynol Pol. 2013;64(4):319–327. doi: 10.5603/EP.2013.0012 EDN: VDGWAB
  42. Wang TT, Nestel FP, Bourdeau V, et al. Cutting edge: 1,25-dihydroxyvitamin D3 is a direct inducer of antimicrobial peptide gene expression. J Immunol. 2004;173(5):2909–2912. doi: 10.4049/jimmunol.173.5.2909
  43. Gombart AF, Borregaard N, Koeffler HP. Human cathelicidin antimicrobial peptide (CAMP) gene is a direct target of the vitamin D receptor and is strongly up-regulated in myeloid cells by 1,25-dihydroxyvitamin D3. FASEB J. 2005;19(9):1067–1077. doi: 10.1096/fj.04-3284com
  44. Campbell GR, Spector SA. Toll-like receptor 8 ligands activate a vitamin D mediated autophagic response that inhibits human immunodeficiency virus type 1. PLoS Pathog. 2012;8(11):e1003017. doi: 10.1371/journal.ppat.1003017 EDN: RJQAQB
  45. Liu PT, Stenger S, Li H, et al. Toll-like receptor triggering of a vitamin D-mediated human antimicrobial response. Science. 2006;311(5768):1770–1773. doi: 10.1126/science.1123933
  46. da Costa DS, Hygino J, Ferreira TB, et al. Vitamin D modulates different IL-17-secreting T cell subsets in multiple sclerosis patients. J Neuroimmunol. 2016;299:8–18. doi: 10.1016/j.jneuroim.2016.08.005
  47. Dreval AV, Kryukova IV, Barsukov IA. Extra-osseous effects of vitamin D (a review). RMJ. 2017;25(1):53–56. (In Russ.) EDN: ZWTOBD
  48. Gauzzi MC, Purificato C, Donato K, et al. Suppressive effect of 1alpha,25-dihydroxyvitamin D3 on type I IFN-mediated monocyte differentiation into dendritic cells: impairment of functional activities and chemotaxis. J Immunol. 2005;174(1):270–276. doi: 10.4049/jimmunol.174.1.270
  49. Bscheider M, Butcher EC. Vitamin D immunoregulation through dendritic cells. Immunology. 2016;148(3):227–236. doi: 10.1111/imm.12610
  50. Griffin MD, Lutz W, Phan VA, et al. Dendritic cell modulation by 1alpha,25 dihydroxyvitamin D3 and its analogs: a vitamin D receptor-dependent pathway that promotes a persistent state of immaturity in vitro and in vivo. Proc Natl Acad Sci USA. 2001;98(12):6800–6805. doi: 10.1073/pnas.121172198
  51. Besusso D, Saul L, Leech MD, et al. 1,25-Dihydroxyvitamin D3-conditioned CD11c+ dendritic cells are effective initiators of CNS autoimmune disease. Front Immunol. 2015;6:575. doi: 10.3389/fimmu.2015.00575
  52. Bikle DD. Vitamin D: production, metabolism and mechanisms of action. In: Endotext. Feingold KR, Anawalt B, Blackman MR, et al., editors. South Dartmouth (MA); 2000. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK278935/
  53. Bora S, Cantorna MT. The role of UVR and vitamin D on T cells and inflammatory bowel disease. Photochem Photobiol Sci. 2017;16(3):347–353. doi: 10.1039/c6pp00266h EDN: GYYKGU

© Эко-Вектор, 2025


 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».