综述：维生素在骨折愈合中的作用与治疗潜力

《Nutrition Journal》：The role and therapeutic potential of vitamins in fracture healing

　　

摘要

骨折愈合是一个需要大量能量且高度协调的过程，其中炎症、血管生成、骨痂形成以及骨骼重塑必须紧密配合。然而，仍有高达10%的骨折会出现延迟愈合或无法愈合的情况。最新研究表明，维生素在骨折修复的不同阶段中起着调节骨免疫学、细胞代谢和基质矿化的重要作用。在本综述中，我们首先介绍了骨折愈合的细胞与代谢特征，重点阐述了成骨细胞、破骨细胞、骨细胞、骨膜细胞以及间充质前体细胞的角色，以及骨细胞与免疫细胞之间的相互作用。随后，我们总结了维生素A、C、E、K和B在维护骨骼健康及促进骨折愈合方面的作用。生理剂量的视黄醇信号传导有助于促进成骨细胞早期分化，而维生素A缺乏或长期过量则会促使破骨细胞生成，扰乱FGF23–维生素D–Wnt信号通路，并以剂量、时间和部位为依据影响骨骼矿化过程。维生素C作为胶原蛋白交联的辅因子以及强效抗氧化剂，能够促进成骨细胞和间充质干细胞的分化，调节破骨细胞的存活率，还有可能减轻氧化应激对骨痂形成的阻碍。维生素E，尤其是生育三烯酚，能够降低氧化应激水平，抑制RANKL介导的破骨细胞生成，同时激活Wnt/β-连环蛋白和BMP信号通路，从而有利于骨骼形成。维生素K则通过调控骨组织中依赖维生素K的蛋白质的γ-羧基化反应，结合PXR/SXR途径以及线粒体介导的信号传导，来促进正常的钙化过程并抑制过度骨吸收。B族维生素则通过一碳代谢——同型半胱氨酸和NAD?–Sirtuin途径，影响成骨基因的表观遗传调控、胶原蛋白交联以及骨骼干细胞的功能。最后，我们探讨了各种维生素之间的协同与拮抗作用（例如维生素D–K与维生素C–E之间的相互作用，以及维生素A或α-生育酚过量时的影响），并提出了一种基于分阶段评估、生物标志物指导、最低有效剂量的策略，以便为骨折治疗提供个性化的维生素辅助治疗。