Новости
хирургии

 Журнал включен
в систему цитирования Scopus
journal cover
android icon Приложение Android

2020 г. №4 Том 28

ОБЗОРЫ

В.В. ПОВОРОЗHЮК, Н.В. ДЕДУХ, М.А. БЫСТРИЦКАЯ

ВИТАМИH D В РЕГЕHЕРАЦИИ КОСТИ: ОТ ЭКСПЕРИМЕHТАЛЬHЫХ ИССЛЕДОВАHИЙ К КЛИHИЧЕСКОЙ ПРАКТИКЕ

Институт геронтологии имени Д.Ф. Чеботарева
Национальной академии медицинских наук Украины, г. Киев,
Украина

Витамин D обладает плейотропным действием, оказывая влияние на органы и ткани организма. Его влияние на костную ткань осуществляется за счет контроля гомеостаза кальция и фосфатов, а также путем прямого действия на клетки костной ткани и их метаболизм. Регенерация кости в условиях дефицита витамина D находится в стадии активного изучения. Представленный обзор литературы обобщает механизмы действия витамина D на кость. В обзоре раскрываются особенности регенерации кости и роль дефицита витамина D на этапах регенерации (воспаления, формирования мягкого и твердого регенератов с последующим его ремоделированием). Отмечено, что данные, представленные в литературе, фрагментарны, однако дают возможность оценить значение витамина D в этом сложном процессе. Данные экспериментальных исследований на животных свидетельствуют, что в большинстве исследований добавление в рацион питания животным с экспериментально моделированным травматическим повреждением витамина D способствовало формированию полноценного регенерата. Результаты клинических исследований рассмотрены в трех аспектах: распространенность дефицита витамина D у пациентов с переломом, роль витамина D в профилактике и влияние препаратов витамина D на заживление перелома. Показана высокая частота присутствия дефицита витамина D у пациентов с нарушением консолидации отломков, однако данные, касающиеся профилактики риска перелома и лечения пациентов с переломами, противоречивы, что побуждает к проведению дальнейших исследований в этом направлении.

Ключевые слова: витамин D, дефицит, риск перелома, регенерация кости, экспериментальные исследования, клинические наблюдения
с. 428-438 оригинального издания
Список литературы
  1. Marsell R, Einhorn TA. The biology of fracture healing. Injury. 2011 Jun;42(6):551-55. doi: 10.1016/j.injury.2011.03.031
  2. Gorter EA, Hamdy NA, Appelman-Dijkstra NM, Schipper IB. The role of vitamin D in human fracture healing: a systematic review of the literature. Bone. 2014 Jul;64:288-97. doi: 10.1016/j.bone.2014.04.026
  3. Поворознюк ВВ, Плудовски П (ред). Дефицит и недостаточность витамина D: эпидемиология, диагностика, профилактика и лечение: моногр. Киев: Издат. Заславский АЮ; 2015. 262 с.
  4. Holick MF. Vitamin D deficiency. N Engl J Med. 2007 Jul 19;357(3):266-81. doi: 10.1056/NEJMra070553
  5. Wacker M, Holick MF. Vitamin D – effects on skeletal and extraskeletal health and the need for supplementation. Nutrients. 2013 Jan 10;5(1):111-48. doi: 10.3390/nu5010111
  6. Carlberg C. Genome-wide (over)view on the actions of vitamin D. Front Physiol. 2014 Apr 29;5:167. doi: 10.3389/fphys.2014.00167. eCollection 2014.
  7. Pike JW. Genome-wide principles of gene regulation by the vitamin D receptor and its activating ligand. Mol Cell Endocrinol. 2011 Dec 5;347(1-2):3-10. doi: 10.1016/j.mce.2011.05.012
  8. Płudowski P, Karczmarewicz E, Bayer M, Carter G, Chlebna-Sokół D, Czech-Kowalska J, Dębski R, Decsi T, Dobrzańska A, Franek E, Głuszko P, Grant WB, Holick MF, Yankovskaya L, Konstantynowicz J, Ksiazyk JB, Księzopolska-Orłowska K, Lewiński A, Litwin M, Lohner S, Lorenc RS, Lukaszkiewicz J, Marcinowska-Suchowierska E, Milewicz A, Misiorowski W, Nowicki M, Povoroznyuk V, Rozentryt P, Rudenka E, Shoenfeld Y, Socha P, Solnica B, Szalecki M, Tałałaj M, Varbiro S, Zmijewski MA. 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):319-27. doi: 10.5603/ep.2013.0012
  9. Anderson PH. Vitamin D Activity and Metabolism in Bone. Curr Osteoporos Rep. 2017 Oct;15(5):443-49. doi: 10.1007/s11914-017-0394-8
  10. Saldaña L, Vallés G, Bensiamar F, José Mancebo F, García-Rey E, Vilaboa N. Paracrine interactions between mesenchymal stem cells and macrophages are regulated by 1,25-dihydroxyvitamin D3. Sci Rep. 06 Nov 2017, 7(1):14618. doi: 10.1038/s41598-017-15217-8
  11. van Driel M, Koedam M, Buurman CJ, Roelse M, Weyts F, Chiba H, Uitterlinden AG, Pols HA, van Leeuwen JP. Evidence that both 1alpha, 25-dihydroxyvitamin D3 and 24-hydroxylated D3 enhance human osteoblast differentiation and mineralization. J Cell Biochem. 2006 Oct 15;99(3):922-35. doi: 10.1002/jcb.20875
  12. Takahashi N, Udagawa N, Suda T. Vitamin D endocrine system and osteoclasts. Bonekey Rep. 2014 Feb 5;3:495. doi: 10.1038/bonekey.2013.229. eCollection 2014.
  13. Christakos S, Dhawan P, Verstuyf A, Verlinden L, Carmeliet G. Vitamin D: metabolism, molecular mechanism of action, and pleiotropic effects. Physiol Rev. 2016 Jan;96(1):365-408. doi: 10.1152/physrev.00014.2015
  14. Posa F, Di Benedetto A, Cavalcanti-Adam EA, Colaianni G, Porro C, Trotta T, Brunetti G, Lo Muzio L, Grano M, Mori G. Vitamin D Promotes MSC Osteogenic Differentiation Stimulating Cell Adhesion and αVβ3 Expression. Stem Cells Int. 2018 Feb 28;2018:6958713. doi: 10.1155/2018/6958713. eCollection 2018.
  15. Martineau C, Naja RP, Husseini A, Hamade B, Kaufmann M, Akhouayri O, Arabian A, Jones G, St-Arnaud R. Optimal bone fracture repair requires 24R,25-dihydroxyvitamin D3 and its effector molecule FAM57B2. J Clin Invest. 2018 Aug 1;128(8):3546-57. doi: 10.1172/JCI98093
  16. Gorter EA, Krijnen P, Schipper IB. Vitamin D status and adult fracture healing. J Clin Orthop Trauma. 2017 Jan-Mar;8(1):34-37. doi: 10.1016/j.jcot.2016.09.003
  17. Ramos M. Vitamin D and fragility fractures. Rev Osteoporos Metab Miner. 2017;9(1 Suppl):40-44. doi: 10.4321/S1889-836X2017000200008
  18. de Freitas RP, Nunes FP, dos Santos LM, Weckwerth PH, Silveira EMV, Gulinell JL, Santos PL. Influence of vitamin D in bone healing. J. Oral Diag. 2017; 02:e20170014. doi: 10.5935/2525-5711.20170014
  19. Street J, Bao M, deGuzman L, Bunting S, Peale FV Jr, Ferrara N, Steinmetz H, Hoeffel J, Cleland JL, Daugherty A, van Bruggen N, Redmond HP, Carano RA, Filvaroff EH. Vascular endothelial growth factor stimulates bone repair by promoting angiogenesis and bone turnover. Proc Natl Acad Sci U S A. 2002 Jul 23;99(15):9656-61. doi: 10.1073/pnas.152324099
  20. Hu K, Olsen BR. The roles of vascular endothelial growth factor in bone repair and regeneration. Bone. 2016 Oct;91:30-38. doi: 10.1016/j.bone.2016.06.013
  21. Shah P, Keppler L, Rutkowski J. A review of platelet derived growth factor playing pivotal role in bone regeneration. J Oral Implantol. 2014 Jun;40(3):330-40. doi: 10.1563/AAID-JOI-D-11-00173
  22. Dumic-Cule I, Peric M, Kucko L, Grgurevic L, Pecina M, Vukicevic S. Bone morphogenetic proteins in fracture repair. Int Orthop. 2018 Nov;42(11):2619-26. doi: 10.1007/s00264-018-4153-y
  23. Eisman JA, Bouillon R. Vitamin D: direct effects of vitamin D metabolites on bone: lessons from genetically modified mice. Bonekey Rep. 2014 Feb 5;3:499. doi: 10.1038/bonekey.2013.233. eCollection 2014.
  24. Eschle D, Aeschlimann AG. Is supplementation of Vitamin D beneficial for fracture healing? A short review of the literature. Geriatr Orthop Surg Rehabil. 2011 May;2(3):90-93. doi: 10.1177/2151458511408568
  25. Hong HH, Chou TA, Yang JC, Chang CJ. The potential effects of cholecalciferol on bone regeneration in dogs. Clin Oral Implants Res. 2012 Oct;23(10):1187-92. doi: 10.1111/j.1600-0501.2011.02284.x
  26. Hong HH, Yen TH, Hong A, Chou TA. Association of vitamin D3 with alveolar bone regeneration in dogs. J Cell Mol Med. 2015 Jun;19(6):1208-17. doi: 10.1111/jcmm.12460
  27. Ray M. Vitamin D and fracture healing: an ongoing puzzle. Int J of Orth. 2019 April 28;6(2):1050-60. doi: 10.17554/j.issn.2311-5106.2019.06.302
  28. Gorter EA, Krijnen P, Schipper IB. Vitamin D deficiency in adult fracture patients: prevalence and risk factors. Eur J Trauma Emerg Surg. 2016; 42: 369–378. Published online 2015 Jul 21. doi: 10.1007/s00068-015-0550-8
  29. Ramason R, Selvaganapathi N, Ismail NH, Wong WC, Rajamoney GN, Chong MS. Prevalence of Vitamin D Deficiency in Patients With Hip Fracture Seen in an Orthogeriatric Service in Sunny Singapore. Geriatr Orthop Surg Rehabil. 2014 Jun;5(2):82-86. doi: 10.1177/2151458514528952
  30. Ettehad H, Mirbolook A, Mohammadi F, Mousavi M, Ebrahimi H, Shirangi A. Changes in the serum level of vitamin D during healing of tibial and femoral shaft fractures. Trauma Mon. 2014 Feb;19(1):e10946. doi: 10.5812/traumamon.10946
  31. Fentaw Y, Woldie H, Mekonnen S, Tsegaye AT. Change in serum level of vitamin D and associated factors at early phase of bone healing among fractured adult patients at University of Gondar teaching hospital, Northwest Ethiopia: a prospective follow up study. Nutr J. 2017 Sep 5;16(1):54. doi: 10.1186/s12937-017-0277-y
  32. Gorter EA, Krijnen P, Schipper IB. Vitamin D status and adult fracture healing. J Clin Orthop Trauma. 2017 Jan-Mar;8(1):34-37. doi: 10.1016/j.jcot.2016.09.003
  33. Maier S, Sidelnikov E, Dawson-Hughes B, Egli A, Theiler R, Platz A, Staehelin HB, Simmen HP, Meier C, Dick W, Grob D, von Eckardstein A, Bischoff-Ferrari HA. Before and after hip fracture, vitamin D deficiency may not be treated sufficiently. Osteoporos Int. 2013 Nov;24(11):2765-73. doi: 10.1007/s00198-013-2400-z
  34. Reid IR. Vitamin D Effect on Bone Mineral Density and Fractures. Endocrinol Metab Clin North Am. 2017 Dec;46(4):935-45. doi: 10.1016/j.ecl.2017.07.005
  35. Pourfeizi HH, Tabriz A, Elmi A, Aslani H. Prevalence of vitamin D deficiency and secondary hyperparathyroidism in nonunion of traumatic fractures. Acta Med Iran. 2013;51(10):705-10.
  36. Kolb JP, Schilling AF, Bischoff J, Novo de Oliveira A, Spiro A, Hoffmann M, Amling M, Rueger JM, Lehmann W. Calcium homeostasis influences radiological fracture healing in postmenopausal women. Arch Orthop Trauma Surg. 2013 Feb;133(2):187-92. doi: 10.1007/s00402-012-1650-0
  37. Doetsch AM, Faber J, Lynnerup N, Wätjen I, Bliddal H, Danneskiold-Samsøe B. The effect of calcium and vitamin D3 supplementation on the healing of the proximal humerus fracture: a randomized placebo-controlled study. Calcif Tissue Int. 2004 Sep;75(3):183-88. doi: 10.1007/s00223-004-0167-0
  38. Cianferotti L, Parri S, Gronchi G, Civinini R, Brandi ML. The use of cholecalciferol in patients with hip fracture. Clin Cases Miner Bone Metab. 2017 Jan-Apr;14(1):48-53. doi: 10.11138/ccmbm/2017.14.1.048
  39. Fischer V, Haffner-Luntzer M, Amling M, Ignatius A. Calcium and vitamin D in bone fracture healing and post-traumatic bone turnover. Eur Cell Mater. 2018 Jun 22;35:365-85. doi: 10.22203/eCM.v035a25
  40. Aguilar Del Rey J, Jódar Gimeno E, Brañas Baztán F, Gómez Alonso C, González Lama Y, Malouf Sierra J, Borrego RS, Segura de la Morena J, Suárez Pérez JA, Valdés Y Llorca C. Is vitamin-D supplementation not useful in patients at risk of fractures and falls? Gynecol Endocrinol. 2020 Feb;36(2):93-95. doi: 10.1080/09513590.2019.1650346
  41. Bolland MJ, Grey A, Avenell A. Effects of vitamin D supplementation on musculoskeletal health: a systematic review, meta-analysis, and trial sequential analysis. Lancet Diabetes Endocrinol. 2018 Nov;6(11):847-58. doi: 10.1016/S2213-8587(18)30265-1
  42. Francis R, Aspray T, Fraser W, Macdonald H, Patel S, Mavroeidi A, Schoenmakers I, Stone M. Vitamin D and bone health: a practical clinical guideline for patient management. 2018 Dec [cited 2019 Dec 19]. Available from: https://www.endocrinology.org/media/3593/nos_vitamin_d_and_bone_-health_in_adults_web.pdf
  43. Burt LA, Billington EO, Rose MS, Raymond DA, Hanley DA, Boyd SK. Effect of high-dose vitamin D supplementation on volumetric bone density and bone strength: a randomized clinical trial. JAMA. 2019 Aug 27;322(8):736-45. doi: 10.1001/jama.2019.11889
  44. Sanders KM, Stuart AL, Williamson EJ, Simpson JA, Kotowicz MA, Young D, Nicholson GC. Annual high-dose oral vitamin D and falls and fractures in older women: a randomized controlled trial. JAMA. 2010 May 12;303(18):1815-22. doi: 10.1001/jama.2010.594
  45. Bischoff-Ferrari HA, Dawson-Hughes B, Orav EJ, Staehelin HB, Meyer OW, Theiler R, Dick W, Willett WC, Egli A. Monthly High-Dose Vitamin D Treatment for the Prevention of Functional Decline: A Randomized Clinical Trial. JAMA Intern Med. 2016 Feb;176(2):175-83. doi: 10.1001/jamainternmed.2015.7148
  46. NOGG 2017: Clinical guideline for the prevention and treatment of osteoporosis [Electronic resource]. National Osteoporosis Guideline Group. 23 June 2017. Avaiable from: https://www.guidelines.co.uk/musculoskeletal-and-joints-/nogg-osteoporosis-guideline/453250.article
  47. US Preventive Services Task Force, Grossman DC, Curry SJ, Owens DK, Barry MJ, Caughey AB, Davidson KW, Doubeni CA, Epling JW, Jr, Kemper AR, Krist AH, Kubik M, Landefeld S, Mangione CM, Silverstein M, Simon MA, Tseng CW. Vitamin D, calcium, or combined supplementation for the primary prevention of fractures in community-dwelling adults: us preventive services task force recommendation statement. JAMA. 2018 Apr 17;319(15):1592-99. doi: 10.1001/jama.2018.3185
  48. Kahwati LC, Weber RP, Pan H, Gourlay M, LeBlanc E, Coker-Schwimmer M, Viswanathan M. Vitamin D, Calcium, or Combined Supplementation for the Primary Prevention of Fractures in Community-Dwelling Adults: Evidence Report and Systematic Review for the US Preventive Services Task Force. JAMA. 2018 Apr 17;319(15):1600-12. doi: 10.1001/jama.2017.21640
  49. Rizzoli R, Stevenson JC, Bauer JM, van Loon LJ, Walrand S, Kanis JA, Cooper C, Brandi ML, Diez-Perez A, Reginster JY; ESCEO Task Force. The role of dietary protein and vitamin D in maintaining musculoskeletal health in postmenopausal women: a consensus statement from the European Society for Clinical and Economic Aspects of Osteoporosis and Osteoarthritis (ESCEO). Maturitas. 2014 Sep;79(1):122-32. doi: 10.1016/j.maturitas.2014.07.005
Адрес для корреспонденции:
04114, Украина,
г. Киев, ул. Вышгородская, 67,
Институт геронтологии имени Д.Ф. Чеботарева Национальной академии медицинских
наук Украины,
отдел клинической физиологии и патологии опорно-двигательного аппарата,
тел. +380 97 664-80-65,
.e-mail: dedukh_ninel@ukr.net,
Дедух Нинель Васильевна
Cведения об авторах:
Поворознюк Владислав Владимирович, д.м.н., профессор, заслуженный деятель науки и техники Украины, руководитель отдела клинической физиологии и патологии опорно-двигательного аппарата, Институт геронтологии имени Д. Ф. Чеботарева Национальной академии медицинских наук Украины, г. Киев, Украина.
https://orcid.org/0000-0002-8855-482X
Дедух Нинель Васильевна, д.б.н., профессор, ведущий научный сотрудник отдела клинической физиологии и патологии опорно-двигательного аппарата, Институт геронтологии имени Д.Ф. Чеботарева Национальной академии медицинских наук Украины, г. Киев, Украина.
https://orcid.org/0000-0003-0307-2328
Быстрицкая Марина Анатольевна, к.м.н., старший научный сотрудник отдела клинической физиологии и патологии опорно-двигательного аппарата, Институт геронтологии имени Д.Ф. Чеботарева Национальной академии медицинских наук Украины. г. Киев, Украина.
https://orcid.org/0000-0001-7755-1247
Контакты | ©Витебский государственный медицинский университет, 2007-2023