Vitamina D e neurologia: cos’è, ormone steroideo 

La vitamina D è un ormone steroideo che svolge un ruolo fondamentale nell’assorbimento di calcio e fosfato . In studi recenti, hanno iniziato a emergere diverse associazioni tra bassi livelli di vitamina D, o ipovitaminosi D , e disturbi neuropsichiatrici. Questi disturbi includono, ma non sono limitati a: morbo di Alzheimer , morbo di Parkinson , sclerosi multipla , epilessia , schizofrenia e autismo .

Fisiologia

La vitamina D (la versione inattiva) proviene principalmente da due forme: vitamina D3 e vitamina D2. La vitamina D3, o colecalciferolo , si forma nella pelle dopo l’esposizione alla luce solare o alle radiazioni ultraviolette o da integratori D3 o fonti alimentari fortificate. La vitamina D2, o ergocalciferolo , è ottenuta da integratori D2 o fonti alimentari fortificate. Queste due forme di vitamina D vengono metabolizzate nel fegato e immagazzinate come 25-idrossivitamina D. Prima dell’uso biologico, la forma di immagazzinamento deve essere convertita in una forma attiva. Una forma attiva comune è la 1,25 diidrossivitamina D. Il termine vitamina Din questo articolo, si riferisce a un gruppo di molecole tra cui colecalciferolo, ergocalciferolo, 25-idrossivitamina D e le forme attive. Il ruolo della vitamina D è meglio caratterizzato come consentire l’assorbimento del calcio e regolare l’omeostasi del calcio. La vitamina D svolge anche un ruolo nell’assorbimento del fosfato.

Ipovitaminosi D

L’ipovitaminosi D è descritta come qualsiasi carenza di vitamina D. Non esiste uno standard di concentrazione ematica di vitamina D per diagnosticare l’ipovitaminosi D. In passato, l’ipovitaminosi D è stata definita da concentrazioni ematiche inferiori a 20 ng/ml. Tuttavia, nella letteratura più recente molti ricercatori hanno considerato 30 ng/ml una concentrazione insufficiente di vitamina D. Livelli subnormali di vitamina D sono generalmente causati da una cattiva alimentazione o da una mancanza di esposizione al sole. I fattori di rischio per l’ipovitaminosi D includono parto prematuro, pigmentazione della pelle più scura, obesità, malassorbimento ed età avanzata.

Vitamina D e sistema nervoso centrale

Localizzazione nel sistema nervoso centrale

Il cervello richiede l’uso di molti neurosteroidi per svilupparsi e funzionare correttamente. Queste molecole sono spesso identificate come una delle molte sostanze comuni tra cui gli ormoni tiroidei , i glucocorticoidi e gli androgeni . Tuttavia, in studi recenti, in tutto il cervello e nel liquido spinale, la vitamina D ha iniziato a emergere come uno di questi neurosteroidi.

  • Metaboliti : diversi metaboliti della vitamina D si trovano nel liquido spinale cerebrale e hanno la capacità di attraversare la barriera ematoencefalica. Questo è simile a molti dei neurosteroidi precedentemente noti. Questi metaboliti della vitamina D includono 25-idrossivitamina D3 , 1,25-diidrossivitamina D3 e 24,25-diidrossivitamina D3 . I derivati ​​di questi metaboliti sono altamente espressi nella substantia nigra e nell’ipotalamo . Queste due strutture cerebrali sono responsabili delle funzioni motorie e collegano il sistema nervoso al sistema endocrino, rispettivamente. L’espressione di questi derivati ​​metaboliti in queste aree suggerisce che queste strutture hanno la capacità di sintetizzare questi prodotti dalla vitamina D.

Posizione delle regioni cerebrali correlate alla vitamina D

  • Recettori: oltre ai metaboliti della vitamina D, nel cervello si trovano anche le proteine ​​del recettore della vitamina D (VDR); più specificamente, si trovano nel cervelletto , nel talamo , nell’ipotalamo , nei gangli della base e nell’ippocampo . La più alta densità di VDR è nella substantia nigra, una delle aree primarie di produzione di dopamina . Un’altra parte significativa dei recettori si trova nell’ipotalamo ( nucleo sopra ottico e paraventricolare ) e nello strato di cellule granulari esterne della corteccia prefrontale. I VDR si trovano anche nelle aree dell’ippocampo (CA1 e CA2), in densità leggermente inferiori.

Funzione nel sistema nervoso centrale

La presenza di vitamina D, del suo enzima attivante e di VDR nel cervello porta i ricercatori a chiedersi quale ruolo giochi la vitamina D nel cervello. La ricerca suggerisce che la vitamina D può funzionare come modulatore nello sviluppo del cervello e come neuroprotettore . In studi recenti, la vitamina D ha mostrato un’associazione con la regolazione della sintesi del fattore di crescita nervoso (NGF). NGF è responsabile della crescita e della sopravvivenza dei neuroni. Questa relazione è stata studiata anche nei ratti embrionali e neonatali. I ratti carenti di vitamina D (DVD) nello sviluppo hanno livelli ridotti di fattori neurotrofici, aumento della mitosi e diminuzione dell’apoptosi. Questi risultati suggeriscono che la vitamina D influisce potenzialmente sullo sviluppo dei neuroni, nonché sul loro mantenimento e sopravvivenza. La ricerca attuale è in corso per indagare se la vitamina D è un fattore che contribuisce al normale funzionamento del cervello.

Vitamina D e disturbi neurologici

L’ipovitaminosi D è associata a diversi disturbi neuropsichiatrici tra cui demenza, morbo di Parkinson, sclerosi multipla, epilessia e schizofrenia. Esistono diversi meccanismi proposti attraverso i quali l’ipovitaminosi D può avere un impatto su questi disturbi. Uno di questi meccanismi è attraverso l’ apoptosi neuronale . L’apoptosi neuronale è la morte programmata dei neuroni. L’ipovitaminosi D causa questa specifica apoptosi diminuendo l’espressione del citocromo C e diminuendo il ciclo cellulare dei neuroni. Il citocromo C è una proteina che promuove l’attivazione di fattori pro-apoptotici. Un secondo meccanismo è attraverso l’associazione di fattori neurotrofici come il fattore di crescita nervoso (NGF), fattore neurotrofico derivato dal cervello(BDNF), fattore neurotrofico derivato dalla linea cellulare gliale (GDNF). Questi fattori neurotrofici sono proteine ​​coinvolte nella crescita e nella sopravvivenza dei neuroni in via di sviluppo e sono coinvolte nel mantenimento dei neuroni maturi.

Demenza: morbo di Alzheimer

Notare le parti rimpicciolite e allargate del cervello

Il cervello di un adulto normale confrontato con quello di un malato di Alzheimer

” Demenza ” è un termine che si riferisce a disturbi neurodegenerativi caratterizzati da una perdita della memoria e delle funzioni cerebrali quali funzioni esecutive . Incluso sotto questo termine generico è il morbo di Alzheimer . La malattia di Alzheimer è caratterizzata dalla perdita delle funzioni corticali come il linguaggio e le capacità motorie. I pazienti con malattia di Alzheimer mostrano un estremo restringimento della corteccia cerebrale e dell’ippocampo con un allargamento dei ventricoli. In diversi studi recenti, livelli più elevati di vitamina D sono stati associati a minori rischi di sviluppare la malattia di Alzheimer. La malattia di Alzheimer è associata a una diminuzione dei recettori della vitamina D nelle aree di Cornu Ammonius(CA 1 e 2) dell’ippocampo. L’ippocampo è una porzione del sistema limbico responsabile della memoria e della navigazione spaziale. Inoltre, alcuni aplotipi VDR sono stati rilevati con maggiore frequenza nei pazienti con malattia di Alzheimer, mentre altri aplotipi VDR sono stati rilevati con frequenza ridotta, suggerendo che specifici aplotipi possono aumentare o diminuire il rischio di sviluppare l’Alzheimer. Si ipotizza che questa mancanza di VDR nell’ippocampo impedisca il corretto funzionamento (cioè la memoria) di questa struttura.

morbo di Parkinson

Questa immagine raffigura i circuiti dei gangli della base nei pazienti con malattia di Parkinson. Presta molta attenzione al ruolo della substantia nigra e dei neuroni dopaminergici

La malattia di Parkinson è caratterizzata da un progressivo deterioramento del movimento e della coordinazione. I pazienti con malattia di Parkinson perdono i neuroni dopaminergici (DA) nella substantia nigra ., una parte del cervello che svolge un ruolo centrale in funzioni cerebrali come ricompensa, dipendenza e coordinazione del movimento. Gli studi suggeriscono che bassi livelli di vitamina D potrebbero svolgere un ruolo nel morbo di Parkinson e, in un caso clinico, gli integratori di vitamina D hanno ridotto i sintomi parkinsoniani. In uno studio sui topi knockout del recettore della vitamina D, i topi senza VDR hanno mostrato disturbi motori simili a quelli osservati nei pazienti con malattia di Parkinson. Un meccanismo proposto che collega la vitamina D alla malattia di Parkinson coinvolge il Nurr 1gene. La carenza di vitamina D è associata a una ridotta espressione del gene Nurr1, un gene responsabile dello sviluppo dei neuroni DA. È quindi plausibile che una mancanza di espressione di Nurr1 porti a uno sviluppo neuronale DA alterato. La mancata formazione dei neuroni DA porterebbe a concentrazioni di dopamina inferiori nei gangli della base. Inoltre, i ratti privi di Nurr1 hanno mostrato ipoattività seguita dalla morte poco dopo la nascita.

Sclerosi multipla

La sclerosi multipla (SM) è una malattia autoimmune che causa la demielinizzazione all’interno del sistema nervoso centrale. Nel sistema nervoso centrale ci sono molte cellule racchiuse in un rivestimento grasso chiamato guaina mielinica. Questa guaina consente la trasmissione di segnali informativi a velocità maggiori attraverso la cella. Nella sclerosi multipla, questo deterioramento della guaina provoca una trasmissione più lenta dei segnali nervosi. Questo alla fine si traduce in gravi deficit motori.

La prevalenza della SM è associata alla latitudine. In questa immagine, il rosso indica un’alta prevalenza di SM mentre il giallo indica una prevalenza inferiore

Esiste una correlazione globale consolidata tra sclerosi multipla e latitudine; c’è una maggiore prevalenza di sclerosi multipla nelle regioni nord-orientali che nelle regioni meridionali e occidentali. Allo stesso tempo, nelle regioni meridionali e occidentali si riscontrano livelli di vitamina D mediamente più elevati rispetto al nord-est. Sulla base di questa correlazione e di altri studi, il maggiore apporto di vitamina D è associato a un minor rischio di SM. La ricerca ha anche dimostrato che in relazione alla posizione geologica (latitudine), i pazienti che successivamente hanno sviluppato la SM hanno visto un’età di insorgenza dei sintomi più precoce alle latitudini più settentrionali rispetto all’emisfero australe. Il meccanismo di questa associazione non è completamente stabilito, tuttavia, a meccanismo proposto coinvolge citochine infiammatorie. L’ipovitaminosi D è associata ad un aumento dicitochine proinfiammatorie e diminuzione delle citochine antinfiammatorie . L’aumento di queste citochine specifiche è associato alla degradazione della guaina mielinica.

L’aumento della vitamina D nel corpo ha dimostrato di aumentare la quantità di citochine e molecole antinfiammatorie all’interno del corpo. Con il progredire di questa ricerca, cresce la comprensione di come la vitamina D e il suo recettore complementare (recettore della vitamina D) siano incorporati nell’espressione e nella regolazione di 900 geni all’interno del nostro corpo, nonché di come questa coppia interagisca geneticamente. Ad esempio, i geni possono essere sovraregolati o sottoregolati quando la forma altamente attiva della vitamina D, 1, 25-alfa diidrossivitamina D3 si lega al VDR sulle regioni cromosomiche dell’espressione genica che gestiscono l’equilibrio o il rapporto tra la differenziazione delle cellule immunitarie in cellule T Th1 e Th2 proteine ​​La sovraregolazione delle proteine ​​delle cellule Th 2 T, come IL-4 e TGF-Beta, sono l’obiettivo principale di alcune ricerche che mirano a minimizzare gli effetti osservati nella malattia dell’organismo modello EAE ( encefalomielite autoimmune sperimentale ), studiata per le sue somiglianze con la sclerosi multipla. Sebbene questo studio della regolazione genica sia osservato all’interno di modelli murini, si concentra su MS ortologhi per gli esseri umani e la ricerca ha dimostrato che può anche aiutare a gestire: artrite reumatoide , diabete mellito di tipo 1 , lupus eritematoso sistemico (LES), malattie cardiovascolari (CVD) e altre malattie infiammatorie croniche

Epilessia e convulsioni

Le convulsioni sono disturbi nelle attività cerebrali in cui i neuroni si attivano in modo anomalo. L’epilessia è una condizione in cui una persona sperimenta ripetute convulsioni. In un piccolo studio pilota (Christiansen, 1974, BMJ), l’integrazione di vitamina D, ma non il trattamento con placebo, è stata associata a una diminuzione delle crisi epilettiche. La vitamina D regola i fattori proconvulsivanti e anticonvulsivanti. Più specificamente, la vitamina D è coinvolta nella down-regulation della citochina IL-6 , che è un proconvulsivante . Inoltre, la vitamina D è associata alla sovraregolazione dei fattori neurotrofici: GDNF e TN3. Questi fattori neurotrofici sono anticonvulsivanti. In assenza o esaurimento della vitamina D, la ricerca suggerisce che i fattori proconvulsivanti non saranno sottoregolati e i fattori anticonvulsivanti non saranno regolati verso l’alto. Si ipotizza che questo disturbo dell’omeostasi possa abbassare la soglia per l’attività convulsiva. Infine, è stato anche dimostrato che la vitamina D promuove l’espressione delle proteine ​​leganti il ​​calcio che sono note per possedere proprietà antiepilettiche.

Schizofrenia

Gli effetti della schizofrenia sul cervello

La schizofrenia è un disturbo neuropsichiatrico caratterizzato dall’incapacità di percepire la realtà e pensare con chiarezza. Questa condizione ha cause genetiche e di sviluppo. In questo disturbo, si ritiene che la vitamina D sia coinvolta nello sviluppo del cervello durante il periodo gestazionale. La carenza gestazionale di vitamina D nei ratti è associata a livelli ridotti di fattori neurotrofici NGF e GDNF. NGF è il fattore di crescita nervoso , che è coinvolto nella neurotrasmissione . Il GDNF è il fattore neurotrofico derivato dalle cellule gliali , coinvolto nella sopravvivenza e nella differenziazione dei neuroni dopaminergici.

Altre associazioni di ipovitaminosi D

L’ipovitaminosi D è stata anche associata a molte altre condizioni, comprese condizioni sia neurologiche che non neurologiche. Questi includono ma non sono limitati a autismo , diabete e osteoporosi .

Ricerche future: causa o effetto

L’ipovitaminosi D è stata associata a molte condizioni neurologiche. Tuttavia, un vero e proprio meccanismo di attacco per ciascuna delle condizioni deve ancora essere consolidato. Molti ricercatori si sono chiesti se l’esaurimento della vitamina D causi effettivamente questi disturbi o se la carenza di vitamina D sia un sintomo di questi disturbi. Sono necessarie ricerche future per rispondere pienamente a queste domande.


https://en.wikipedia.org/wiki/Vitamin_D_and_neurology

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