複合筋骨格系外傷におけるビタミンDのプレオトロピック作用。

Pleiotropic actions of Vitamin D in composite musculoskeletal trauma.

• Michael S Valerio
• Naveena B Janakiram
• Stephen M Goldman
• Christopher L Dearth

抄録

複合組織損傷は、自動車事故、銃創、または爆風によって引き起こされた高エネルギーの衝撃の結果である。これらの外傷は、筋骨格系全体に影響を及ぼす広範囲で貫通する創傷を特徴とする高度な外傷であり、一般的には筋肉の体積的な損失とそれに付随する骨の欠損によって定義される。組織レベルでは、複数の組織系への損傷の幅広さ、および貫通による感染の可能性は、通常の筋骨格系の治癒メカニズムの制御障害に続く、過剰な、しばしば慢性的な炎症反応につながることが示されている。筋形成および骨形成に対する炎症の直接的な影響とは別に、率直な筋喪失は骨折の結合を直接的に阻害し、最終的には創傷の再生の失敗に寄与することが示されている。これらの損傷のケアには、広範な外科的介入および急性期治療戦略が必要である。しかし、多くの場合、これらの介入は、炎症を十分に緩和しないか、または適切な筋骨格系損傷の修復を促進しないため、四肢の切断を余儀なくされる。したがって、組織再生を促進し、炎症を緩和する因子を特定することが、複合組織損傷後の創傷治癒を回復させる鍵となる可能性がある。従来の役割を超えて、ビタミンDのプリーオトロピックで局所的な作用は、複雑な組織損傷における創傷治癒のほとんどの側面、例えば、炎症の調節、筋形成、骨折時のカルスの鉱物化およびリモデリングなどで認識されるようになってきている。逆に、既存のビタミンD欠乏は、筋骨格系の機能障害、骨折リスクの増加または骨折非接合部の増加、強度/機能の低下、および炎症の増加を介して創傷を治癒する能力の低下をもたらす。このようなビタミンD欠乏状態では、循環レベルを迅速に最適なレベルに回復させ、それによって強固な創傷治癒反応を促進するために、急性補填が必要である。本レビューの目的は、創傷治癒過程におけるビタミンDの役割と重要な機能について考察することである。このレビューから得られた知見は、複合組織損傷の創傷再生には、ビタミンDの慎重なモニタリングおよび/または補給が重要であることを示唆している。

Composite tissue injuries are the result of high energy impacts caused by motor vehicle accidents, gunshot wounds or blasts. These are highly traumatic injuries characterized by wide-spread, penetrating wounds affecting the entire musculoskeletal system, and are generally defined by frank volumetric muscle loss with concomitant segmental bone defects. At the tissue level, the breadth of damage to multiple tissue systems, and potential for infection from penetration, have been shown to lead to an exaggerated, often chronic inflammatory response with subsequent dysregulation of normal musculoskeletal healing mechanisms. Aside from the direct effects of inflammation on myogenesis and osteogenesis, frank muscle loss has been shown to directly impair fracture union and ultimately contribute to failed wound regeneration. Care for these injuries requires extensive surgical intervention and acute care strategies. However, often these interventions do not adequately mitigate inflammation or promote proper musculoskeletal injury repair and force amputation of the limb. Therefore, identification of factors that can promote tissue regeneration and mitigate inflammation could be key to restoring wound healing after composite tissue injury. One such factor that may directly affect both inflammation and tissue regeneration in response to these multi-tissue injuries may be Vitamin D. Beyond traditional roles, the pleiotropic and localized actions of Vitamin D are increasingly being recognized in most aspects of wound healing in complex tissue injuries - e.g., regulation of inflammation, myogenesis, fracture callus mineralization and remodeling. Conversely, pre-existing Vitamin D deficiency leads to musculoskeletal dysfunction, increased fracture risk or fracture non-unions, decreased strength/function and reduced capacity to heal wounds through increased inflammation. This Vitamin D deficient state requires acute supplementation in order to quickly restore circulating levels to an optimal level, thereby facilitating a robust wound healing response. Herein, the purpose of this review is to address the roles and critical functions of Vitamin D throughout the wound healing process. Findings from this review suggest that careful monitoring and/or supplementation of Vitamin D may be critical for wound regeneration in composite tissue injuries.

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