大量研究表明,特定食物和饮食模式会显著影响心理健康。人的情绪会影响营养状况,而食物偏好和体内维生素、矿物质水平也会对精神状态产生作用。此前诸多研究发现,维生素 D 水平低与抑郁、焦虑症状相关。维生素 D 有内分泌功能,以胆钙化醇(D3)和麦角钙化醇(D2)两种形式存在,其活性形式是骨化三醇(1α,25 - 二羟基维生素 D3),主要循环代谢物是 25 - 羟基维生素 D(Calcidiol,25 (OH) D),血清中 25 (OH) D 水平是衡量维生素 D 状态的可靠指标。
曾认为 1,25 (OH)2D 仅在肾脏由 25 (OH) D 转化生成,现在发现大脑的前额叶皮层、海马体和下丘脑等区域也能合成,这表明维生素 D 在调节认知和情绪过程中意义重大。血清素作为神经递质,对大脑功能和行为调节至关重要,参与执行功能、注意力和社交行为等过程,血清素异常与多种精神疾病相关。本综述旨在分析维生素 D 对大脑中血清素合成、释放和功能的影响,探究维生素 D、血清素与精神疾病的关系及其作用机制。
维生素 D
维生素 D 既是激素前体,也是脂溶性维生素。D2源于酵母、蘑菇等,D3在体内经复杂过程合成,先由皮肤中 7 - 脱氢胆固醇经紫外线转化为胆钙化醇,再在肝脏羟化生成 25 (OH) D3,最后经 1α - 羟化酶转化为有生物活性的 1,25 (OH)2D3。1α - 羟化酶不仅存在于肾脏,还存在于多种肾外组织。人体维生素 D 主要通过自身合成,少量从食物获取。维生素 D 代谢受甲状旁腺激素(PTH)、血钙和血磷水平调节。
维生素 D 受体(VDR)广泛分布于人体细胞,能调节众多基因,影响约 3% 的人类基因组,对细胞分化、增殖有重要作用,还与癌症、心脏病和代谢综合征等疾病相关,充足的维生素 D 对免疫调节、神经系统健康和钙代谢意义重大。维生素 D 在神经递质合成、释放和调节中也扮演重要角色,维生素 D 缺乏在老年人中常见,与海马体和距状沟灰质体积减少、扣带回皮层变薄有关。血清维生素 D 水平受地理环境、生活方式和遗传因素影响,全球约 50% 的人存在维生素 D 不足问题,其缺乏与多种因素有关,如衰老、户外活动少、过度使用防晒霜等。爱尔兰一项针对 50 岁及以上人群的研究发现,维生素 D 缺乏者患抑郁症的可能性比充足者高 75%,多项研究也证实血浆 25 (OH) D3与抑郁症状和重度抑郁症(MDD)呈负相关。
维生素 D 的活性代谢产物 1,25 (OH)2D 能显著诱导 TPH,该酶是维生素 D 影响血清素合成的限速酶。维生素 D 还能通过控制 TPH1 和 TPH2 基因转录调节中枢和血液中血清素浓度。Jiang 等人的实验表明,长期给予 1,25 (OH)2D 的大鼠前额叶皮层中 TPH2 mRNA 显著增加。血清素能神经传递失调与多种精神疾病病因相关,充足的血清素生成对血清素能功能正常发挥至关重要,而 TPH 活性在其中起主要控制作用。
维生素 D 和血清素在精神疾病治疗中的作用
维生素 D 对维持大脑和神经系统健康意义重大,它作为神经甾体激素参与大脑发育、神经可塑性和神经免疫调节,进而间接影响情绪调节。维生素 D 受体存在于大脑多个区域,如前额叶皮层、扣带回皮层、丘脑等,这些区域与抑郁症的神经生物学机制有关。维生素 D 激活酶 1 - α - 羟化酶在大脑广泛分布,其活性形式能穿过血脑屏障,表明维生素 D 在大脑和认知功能中可能有直接或间接作用。
维生素 D 不足可能改变与抑郁症相关的胆碱能、多巴胺能和去甲肾上腺素能神经递质的可及性。维生素 D 缺乏和中枢血清素浓度低是多种神经精神疾病的共同特征,这些疾病虽症状各异,但都对日常生活产生严重干扰。骨化三醇除影响基因表达外,还能通过多种方式影响神经系统,如增强胆碱能功能、调节神经生长因子活性、提高抗氧化能力等。
一项对 41 项随机对照试验(RCTs)的荟萃分析表明,补充维生素 D 对抑郁症状有一定影响,且剂量高于 2000 IU(50 μg)时效果更明显。尽管结果存在差异,但维持充足的 25 (OH) D 浓度通常有益健康。
维生素 D 具有神经活性,对大脑发育重要,参与大脑的免疫调节、神经炎症和神经营养信号传导过程。关于焦虑症的发病机制有多种假说,一种认为前扣带回皮层(ACC)是调节恐惧和焦虑的关键节点,其与海马体、杏仁核和腹内侧前额叶下丘脑的连接失衡可能导致焦虑症;另一种认为下丘脑 - 垂体 - 肾上腺(HPA)轴功能异常与焦虑症有关,维生素 D 缺乏时 HPA 轴异常,会使相关区域 VDR 表达上调,维生素 D 活性增加。
多项研究表明补充维生素 D 对缓解焦虑症状有效。一项 RCT 研究发现,连续 6 个月补充 1600 mg 维生素 D 能改善焦虑症状。一项对 20 项 RCT 的系统评价指出,根据患者营养生物标志物和临床状况,补充维生素 B 和 / 或维生素 D 可能是缓解焦虑和抑郁症状的有效辅助方法。Zhu 等人对 158 名 MDD 患者的研究发现,补充维生素 D 虽对抑郁症状无显著改善,但能明显缓解焦虑症状。
双相情感障碍
双相情感障碍(BD)历史悠久,目前被定义为严重的精神疾病,表现为抑郁、躁狂或两者兼有,发病率约为 1 - 2%,双相 I 型障碍在男女中发病率相近,双相 II 型障碍在女性中更常见。BD 患者常伴有不健康的生活方式和共病,饮食因素在其发病中可能起作用,营养干预被视为有前景的治疗方法。
研究发现,摄入或补充 n - 6 和 n - 3 脂肪酸,尤其是 n - 3 脂肪酸,与 BD 症状改善有关,海鲜、维生素 D、叶酸和锌等对 BD 患者可能有益。ω - 3 脂肪酸不足可能是 BD 的风险因素,BD 患者血浆 DHA 水平显著降低。BD 患者死亡率约为普通人群的两倍,自杀是主要死因之一,自杀念头与大脑中 ω - 3 脂肪酸和血清素水平低有关。RCT 研究表明,补充二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)能改善 BD 患者的抑郁和自杀观念及行为。此外,58% 的自杀未遂者存在维生素 D 缺乏,且其维生素 D 水平明显低于健康人和无自杀倾向的抑郁症患者,日照时间短也与自杀率升高有关。
维生素 D 缺乏在自闭症谱系障碍(ASD)、注意缺陷多动障碍(ADHD)、BD、精神分裂症和冲动行为患者中常见,补充维生素 D 可能对这些患者有益。最新研究表明,新生儿维生素 D 缺乏会增加日后患精神分裂症的风险,McGrath 等人的研究发现,婴儿期补充维生素 D 可使精神分裂症发病率降低 77%。临床前研究显示,维生素 D 缺乏可能通过影响多巴胺相关基因导致精神分裂症,成人维生素 D 缺乏还可能影响认知功能,与肥胖有关。
维生素 D 与 OCD 的病理生理过程可能存在多种联系。一方面,1,25 (OH)2D 调节酪氨酸羟化酶和色氨酸羟化酶水平,维生素 D 缺乏可能干扰血清素和儿茶酚胺合成途径,影响 OCD 发病;另一方面,维生素 D 具有抗氧化作用,能抑制诱导型一氧化氮合酶,减少一氧化氮合成,维生素 D 缺乏可能因损害神经保护作用而参与 OCD 发病。
一些研究表明,维生素 D 治疗与接受标准药物治疗(SSRIs)的患者临床改善显著相关,这支持了维生素 D 可作为有效辅助治疗的假设。然而,长期使用 SSRIs 可能导致骨密度降低,增加骨质疏松风险,其具体机制尚不清楚,可能与抑制骨基质沉积有关,且抑郁症本身也可能因生物变化、不健康饮食和缺乏运动等因素导致骨量减少。目前关于 SSRIs 对骨健康影响的研究结论复杂,需要进一步研究明确其与骨骼的关系,并验证动物实验中关于预防或治疗骨丢失的潜在方法。
维生素 D 减少对 SSRIs 需求的潜力:比较与评估
由于传统药物治疗(如 SSRIs)存在局限性和副作用,人们开始关注替代或补充疗法。与 SSRIs 相比,维生素 D 治疗抑郁症的不良反应更轻微,耐受性更好,且能促进骨骼健康,不会像 SSRIs 那样导致胃肠道紊乱和性功能障碍等常见不良反应。在经济方面,维生素 D 补充剂成本效益更高,更易获得。
在治疗效果方面,SSRIs 通常需要 4 - 6 周才能显现效果,而 Khoraminya 等人的研究表明,氟西汀和维生素 D 联合使用仅 4 周就取得了显著效果,说明维生素 D 对血清素合成的调节作用更快。维生素 D 应被视为增强 SSRIs 疗效的辅助药物,而非完全替代 SSRIs,二者联合使用可提高血清素浓度,产生更快更强的治疗效果,还能降低 SSRIs 剂量,减少副作用。评估维生素 D 在抑郁症治疗中的辅助作用,有助于开发更安全有效的治疗策略。
结论
2019 年全球约 9.7 亿人患有精神疾病,焦虑症和抑郁症最为常见,COVID - 19 大流行使这些疾病的患者数量进一步增加。同时,全球约 10 亿人存在维生素 D 缺乏问题。维生素 D 具有免疫调节、神经保护和神经营养特性,但目前研究结果存在差异,可能与维生素 D 充足标准、研究对象和测量工具不同有关。
维生素 D 不仅与神经精神疾病的发生有关,还在使用 SSRIs 治疗的患者中起辅助作用。它与血清素合成关系复杂,可能通过改变 TPH2、SERT 和 MAO - A 水平来优化血清素能活性,增强 SSRIs 治疗精神疾病的效果。与 SSRIs 相比,维生素 D 具有多种优势,但目前研究存在不一致的地方,需要进一步研究确定最佳剂量、不同人群的效果及补充持续时间。
不同精神疾病中维生素 D 的作用可能不同,反映了血清素能功能障碍的异质性。未来研究应关注维生素 D 的潜在副作用,尤其是高剂量或长期补充时的副作用,如高钙血症和药物相互作用等。还应更全面地研究维生素 D 缺乏对心理健康的影响,特别是在易感人群中的作用,这将有助于进一步明确其在精神疾病预防和治疗中的作用。总体而言,维生素 D 有潜力成为神经精神疾病传统药物治疗的重要辅助手段,但需要通过精心设计的纵向研究填补现有证据的空白,才能更好地将其应用于临床实践,为精神健康护理提供更全面、个性化的方案。