Участие витамина D в развитии плаценты, фетальном программировании и эпигенетических изменениях

Актуальность. Витамин D (D представляет собой витамины D2, D3 или оба сразу) представляет собой секостерол, производимый эндогенно в коже благодаря солнечному свету или получаемый из продуктов. Интерес к участию витамина D в развитии плаценты, фетальном программировании и эпигенетических изменениях, приобрел свою актуальность в недавнем времени, но уже вызвали интерес у широкой публике.

На данный момент, повсеместно считается, что дефицит витамина D является мировой проблемой, которая отражается не только на здоровье опорно-двигательной системы, но и на многих острых и хронических заболеваниях. Дефицит витамина D у матери предрасполагает к низкому запасу витамина D у новорожденного и увеличивает риск развития детского рахита, так как мать служит для ребенка единственным источником витамина D во время беременности. Распространенность дефицита или недостаточности витамина D во время беременности является особым вопросом и ранжируется от 8% до 100%, в зависимости от страны проживания и определений дефицита или недостаточности витамина D. Недавние данные особо подчеркивают высокую распространенность дефицита витамина D по всему миру, не только в группах риска. В перспективе существует большой потенциал роста для повышения содержания витамина D у детей и взрослых по всему миру с целью улучшения опорно-двигательной системы и уменьшения риска хронических заболеваний, включая рак, аутоиммунные заболевания, инфекционные болезни сахарный диабет 2 типа, нейрокогнитивные нарушения, и смертности. Уровень дефицита витамина D был признан пандемическим с огромным числом последствий для здоровья. Низкий уровень витамина D связывается с ростом риска заболевания сахарным диабетом 1 типа, сердечнососудистыми заболеваниями, некоторыми видами рака, снижением когнитивных функций, депрессией, осложнениями беременности, аутоиммунными заболеваниями, аллергией и т.д. Низкий уровень витамина D в пренатальном периоде и у новорожденных может повысить восприимчивость к шизофрении, диабету 1 типа и рассеянному склерозу в последующей жизни путем специфического воздействия на определенные  органы, включая иммунную систему, или через эпигенетические изменения. Воздействие витамина D на фетальное программирование эпигенетики и регуляцию генов могло бы потенциально объяснить, почему считается, что витамин D имеет такой широкий круг полезных для здоровья свойств.

Учитывая вышеизложенное,  в работе была поставлена цель изучить влияние витамина D на фетальное программирование эпигенетики, а также на развитие основного провизорного органа плода,  плаценту.

Для достижения данной цели, были поставлены следующие задачи:

1.Разобрать особенности метаболизм витамина D во время беременности;

2. Роль витамина D в развитии плаценты;

3. Влияние на фетальное программирование и эпигенетические изменения.

Материал и методы исследования. Для решения поставленной цели нами был проведен анализ современной литературы, по данной теме.

Результаты исследования. Метаболизм витамина D увеличивается в периоды беременности и лактации. Плацента формируется за 4 недели беременности. С этого времени в перспективе 25(OH)D передается через плаценту, а концентрация 25(OH)D в пуповинной крови плода находится в связи с концентрацией его в крови матери. Однако, активный метаболит 1,25(OH)2D не без труда проникает в плаценту. Почки эмбриона и плацента обеспечивают фетальную циркуляцию 1,25(OH)2D с помощью экспрессии 25(ОН)D-Iα-гидроксилазы.

В материнском (децидуальном) и фетальном плацентарном (трофобластическом) компонентах плаценты действует 25(ОН)D-Iα-гидроксилаза ; развитые человеческие синцитиотрофобласты и децидуальные клетки синтезируют 1,25(OH)2D3. Пространственно-временная организация плацентарной 25(ОН)D-Iα-гидроксилазы (CYP27B1) и ядерных рецепторов витамина D (VDR) в течение всей беременности характеризуется также тем, что энзимы и рецепторы локализуются в материнской и фетальной частях плаценты. Уровень связывающего витамин D белка (DBP) в крови возрастает от 46% до 103% во время беременности, что говорит о том, что связывающий витамин D белок (DBP) может играть роль в управлении метаболизмом витамина D и функционировании во время беременности. Связывающий витамин D белок (DBP) обладает намного большим связывающим свойством для 25(OH)D, чем для 1,25(OH)2D, и в эпителии клеток почек связывающий витамин D белок (DBP) играет основную роль, сохраняя 25(OH)D путем облегчения его (25(OH)D) восстановления из гломерулярного фильтрата.

Эпидемиологические свидетельства говорят о связи между событиями в жизни плода и болезнями во взрослой жизни. Согласно этому, фетальное программирование или истоки развития здоровья и болезней, может оказать глубокое воздействие на стратегию здравоохранения с целью предупреждения основных болезней. Роль витамина D в допустимом отклонении имплантации (эмбриона) и развитии плаценты изучена. 1,25(OH)2D3 регулирует ключевые целевые гены, связанные с имплантацией (эмбриона), поскольку мощное иммунодепрессивное действие 1,25(OH)2D3 указывает на роль в плацентарном развитии. Возрастание экспрессии 25(ОН)D-Iα-гидроксилазы и ядерных рецепторов витамина D в человеческих трофобластах и децидуальной оболочке в первый триместр может быть связано с иммунодепрессивным эффектом 1,25(OH)2D3 и может помочь улучшить допустимое отклонение имплантациию (эмбриона). Плацентарное развитие играет ключевую роль для здоровой беременности, и его связь с дефицитом витамина D у матери может объяснить связанные с этим неблагоприятные последствия. Были проведены исследования, новорожденных крыс, подвергшихся до родов низкому уровню 25(OH)D в сыворотке крови матери, наблюдалось общее замедление сердечного развития со значительно меньшим весом сердца, пониженная активность синтетазы цитрата и 3-дигидроксиацил-КоА-дегидрогеназы, а содержание миофибриллярного белка снижена на 15%. Двухмесячный человеческий ребенок с дилатационной кардиомиопатией и сильным дефицитом витамина D имел резкое улучшение фракции выброса после приема витамина D. Кроме того, дефицит материнского витамина D у крыс стимулировал нефрогенез у потомков с 20% увеличением числа нефронов и снижением размера почечных частиц, наблюдавшегося между обеспеченными витамином D и испытывающими дефицит витамина D крысами, несмотря на то, что у них не было различий в весе тела, а также в весе и объеме почек. Эти данные подтверждают роль витамина D в фетальном программировании и плацентарном развитии.

Эпигенетическое изменение относится к наследуемым изменениям в генной экспрессии, которые не связаны с отклонениями в цепи ДНК. Эта гипотеза, впервые высказанная Баркером и др. утверждает, что в период внутриутробного развития эпигенетическое фетальное программирование (как результат экологической ситуации во время беременности) активирует специфические гены и геномные пути, которые контролируют развитие плода и последующий риск возникновения болезней. Роль витамина D в эпигенетических изменениях и фетальном программировании могла бы потенциально объяснить, почему витамину D приписывается такой широкий круг полезных для здоровья свойств. Недавние исследования утверждают, что эпигенетическое разъединение катаболизма обратной связи витамина D играет важную роль в максимизации биологической доступности 1,25(OH)2D между плодом и матерью. Модифицированная экспрессия генов, кодирующая плацентарные передатчики кальция при эпигенетической модификации посредством 1,25(OH)2D может представлять собой средство, с помощью которого содержание витамина D в организме матери может повлиять на накопление минералов в костях у новорожденных.  Поэтому, дефицит витамина D во время беременности может не только нарушить сохранность опорно-двигательного аппарата матери и формирование скелета плода, но и повлиять на фетальный «импринтинг», что может вызвать восприимчивость к хроническому заболеванию вскоре после рождения, как и в последующие годы жизни.

Выводы. И так, дефицит  витамин D является достаточно распространенным явлением, которое привлекло к себе внимание многих ученых. Дефицит витамина D во время беременности может негативно повлиять на плацентарное развитие и фетальное программирование. Дефицит витамина D у обоих родителей может также негативно воздействовать на исход беременности и подверженность ребенка различных болезням во взрослой жизни, причем даже в следующем поколении. Таким образом, нормальный уровень витамина D при беременности — залог правильного формирования органов и систем плода.