Вітамін D та імунітет

Вітамін D – жиророзчинний вітамін, найбільш відомий своєю роллю в кальцієвому гомеостазі. Однак метаболічно активний вітамін D також чинить широкий спектр позаскелетних впливів на клітинну фізіологію та імунну систему. Крім кісткової і інтестинальної, багато тканин експресують рецептори до вітаміну D (VDR), включаючи клітини кісткового мозку, головного мозку, товстої кишки, злоякісні клітини та імунні клітини.

Роль вітаміну D в регуляції імунної системи

Оскільки рецептори до вітаміну D експресуються на імунних клітинах, вони здатні синтезувати його активний метаболіт, який має здатність діяти аутокринним чином локально в імунологічному середовищі.

Вітамін D виконує сигнальну роль у модулюванні як адаптивної, так і вродженої імунної системи. Імуномодулюючу функцію вітамін D здійснює у формі кальцитріолу, взаємодіючи з ядерними рецепторами вітаміну D, експресованими на B- і T-лімфоцитах, нейтрофілах, моноцитах і дендритних клітинах. Крім того, ті самі імунні та запальні клітини мають здатність перетворювати кальцидіол на кальцитріол шляхом активації ферменту 1-α-гідроксилази, який гідроксилює кальцидіол у його активну форму, кальцитріол. Вітамін D також індукує вироблення антимікробних пептидів, таких як дефензини β2 і β4 і антимікробний пептид кателіцидину (CAMP) макрофагами, моноцитами, кератиноцитами, епітеліальними, кишковими, легеневими та клітинами рогівки, що посилює бар’єрну функцію цих клітин. Також протимікробні пептиди мають властивість посилення хемотаксису макрофагів і моноцитів і руйнування мікробних клітин всередині фагоцитів (внутрішньоклітинне перетравлення).

Вплив вітаміну D на специфічну імунну відповідь здійснюється шляхом супресії Т-клітинної проліферації та перемикання фенотипів Т-хелперів з T-хелперів 1 типу на Т-хелпери 2 типу, зниження імунної відповіді Т-хелперів 1 типу пригніченням продукції прозапальних цитокінів типу 1, таких як IL-12, IFN-γ, IL-6, IL-8 TNF-α та IL-9. Водночас вітамін D посилює вироблення протизапальних цитокінів 2 типу, таких як IL-4, IL-5 та IL-10. Ця регуляція цитокінів в основному опосередковується блокуванням активації NF-kB p65 через посилення інгібіторного білка NF-kB IkBa. Крім того, кальцитріол стимулює T-регуляторні клітини. Вітамін D також індукує зсув поляризації макрофагів від прозапального фенотипу M1 до протизапального фенотипу M2, пригнічує диференціювання дендритних клітин, зменшує експресію молекул MHC класу II на їх поверхні, костимулюючих молекул та IL-12. Інгібування диференціювання та дозрівання дендритних клітин запобігає аутоімунітету та сприяє імунологічній толерантності. Це пояснюється тим, що презентація антигену зрілими дендритними клітинами індукує імунну відповідь, тоді як презентація антигену незрілими дендритними клітинами індукує толерантність. Кальцитріол пригнічує диференціювання і проліферацію В-клітин і сприяє апоптозу. Це має клінічне значення для потенційних аутоімунних захворювань, де антитіла відіграють головну роль. Таким чином, очевидно, що вітамін D може регулювати принаймні деякі імунні реакції і його роль є переважно протизапальною, що допомагає запобігти гіперзапаленню та аутоімунітету.

Клінічне значення дефіциту вітаміну D в контексті впливу на імунітет

Дефіцит вітаміну D може супроводжуватись зниженою опірністю до інфекцій і сприяти маніфестації аутоімунних захворювань у генетично сприйнятливих до цього осіб.

Було проведено низку перехресних досліджень щодо рівня вітаміну D і рівня захворюваності на грип, а також інших респіраторних інфекцій і ВІЛ, які демонстрували зв’язок між зниженням рівня вітаміну D і збільшенням частоти інфекцій.

Нещодавно була продемонстрована здатність вітаміну D посилювати передачу сигналів IFN-альфа/бета як in vitro, так і у пацієнтів із тяжкою формою COVID-19, які отримували вітамін D. У контрольованому дослідженні Hafezi S. і колег (2022) вищі рівні активності сигнальних шляхів RIG-1/MDA-5 і JAK-STAT спостерігалися зі значно вищими рівнями генів і білків антивірусних генів, що стимулюють інтерферон, таких як MX-1 і ISG-15. Крім того, пацієнти із COVID-19, які отримували вітамін D, мали нижчий ризик смертності від будь-яких причин на 29-й день порівняно з пацієнтами, які його не отримували (скоригований коефіцієнт ризику, 0,37, 95% довірчий інтервал 0,14–0,94; P = 0,038).

Дефіцит вітаміну D поширений при аутоімунних захворюваннях, таких як ревматоїдний артрит, діабет 1 типу, системний червоний вовчак і запальні захворювання кишківника. Застосування вітаміну D має сприятливий вплив на перебіг аутоімунних захворювань, що, як вважають, не обмежується лише впливом на гомеостаз кісток і кальцію.

Таким чином, вітамін D відіграє важливу роль в регуляції імунної відповіді. Його дефіцит може пояснювати підвищену схильність до респіраторних інфекцій і їх затяжного перебігу та імунну дизрегуляцію. У пацієнтів із  клінічними ознаками імунної дисфункції (часті та важкі інфекції, гіперзапалення, аутоімунні захворювання) визначення рівня вітаміну D може бути суттєвим доповненням до власне імунологічних тестів (наприклад, «Базове імунологічне обстеження» або «Комплексне імунологічне обстеження»), слугуючи поясненням ряду кількісних або функціональних відхилень.

Джерела:

1. Aranow C. Vitamin D and the immune system. J Investig Med. 2011 Aug;59(6):881-6. doi: 10.2310/JIM.0b013e31821b8755. PMID: 21527855; PMCID: PMC3166406.
2. Zmijewski MA. Vitamin D and human health. Int J Mol Sci 2019; 20: 145.
3. Colotta F, Jansson B, Bonelli F. Modulation of inflammatory and immune responses by vitamin D. J Autoimmun 2017; 85: 78–97.
4. Bui L, Zhu Z, Hawkins S, Cortez-Resendiz A, Bellon A. Vitamin D regulation of the immune system and its implications for COVID-19: A mini review. SAGE Open Medicine. 2021;9. doi:10.1177/20503121211014073
5. Laaksi I, et al. An association of serum vitamin D concentrations < 40 nmol/L with acute respiratory tract infection in young Finnish men. Am J Clin Nutr. 2007;86(3):714–7.
6. Gombart AF, Pierre A, Maggini S. A review of micronutrients and the immune system-working in harmony to reduce the risk of infection. Nutrients 2020; 12: 236.
7. Urashima M, et al. Randomized trial of vitamin D supplementation to prevent seasonal influenza A in schoolchildren. Am J Clin Nutr. 2010;91(5):1255–60.
8. Hafezi, S., Saheb Sharif-Askari, F., Saheb Sharif-Askari, N. et al. Vitamin D enhances type I IFN signaling in COVID-19 patients. Sci Rep 12, 17778 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-22307-9.
9. Ricordi C, Clare-Salzler M, Infante M, et al. Vitamin D and omega 3 field study on progression of Type 1 diabetes. Cellr4 Repair Replace Regen Reprogram 2019; 7: e2737.