肩袖的组成及功能 维生素D在肩袖损伤修复中的作用研究进展

2019-08-02 - 肩袖

肩袖损伤临床较为常见,多见于中老年人,近年来发病率有逐渐增高趋势。肩关节镜手术是治疗肩袖损伤的常用方法,虽然肩关节镜技术日趋成熟,但手术失败率仍然较高。肩袖损伤修复机制较为复杂,与多种因素有关,如肌腱-骨界面的愈合、肌肉脂肪变性及炎症反应等。

肩袖的组成及功能

有关降低肩袖损伤手术失败率的研究,目前主要集中在减少或逆转肌肉纤维化、脂肪浸润、肌肉萎缩和抑制炎症反应等方面。维生素D是维持骨骼健康的重要物质,常用于治疗合并骨质疏松症的肩袖损伤。

肩袖的组成及功能

维生素D3在体内经羟化作用后形成活性维生素D3,不仅可促进钙的吸收,还可间接作用于破骨细胞,维持骨代谢平衡。维生素D缺乏在世界范围内普遍存在,维生素D严重不足可导致骨密度和硬度降低,也不利于损伤后肌肉功能恢复。本文从维生素D在肌腱-骨界面愈合、肌肉脂肪变性及炎症反应中的作用3个方面,对维生素D在肩袖损伤修复中的作用研究进展进行了综述。

肩袖的组成及功能

维生素D在肌腱-骨界面愈合中的作用

肌腱-骨界面愈合是影响肩袖损伤修复手术成功率的重要因素。肩袖损伤及修复术后,肌腱-骨界面之间的纤维软骨被新生的纤维血管瘢痕组织替代,改变了界面之间的胶原蛋白成分,而新生的纤维血管瘢痕组织对骨界面的附着能力较差,不利于肌腱-骨界面愈合。

肩袖的组成及功能

在肩袖损伤修复过程中,将Ⅲ型胶原蛋白转换为Ⅰ型胶原蛋白的主要物质是基质金属蛋白酶(MMP)。Mall等研究发现,MMP-1和MMP-9的高表达不利于肩袖损伤修复。Pusparini等研究发现,维生素D可抑制MMP-9的表达。

Robertson等研究发现,MMP-1和MMP-9高表达有利于胶原蛋白降解,由此认为可通过抑制MMP过度表达来促进肩袖损伤修复。Reider研究发现,MMPs的含量增加不利于肩袖损伤后肌腱-骨界面愈合。

基质金属蛋白酶组织抑制剂(TIMPs)可以调控MMPs的表达,抑制结缔组织重建。Timms等研究发现,TIMP-1的表达与MMP-9的表达有一定关系,维生素D可通过下调MMP-9的表达抑制TIMP-1的表达,促进肩袖损伤后肌腱-骨界面的愈合。

维生素D在肌肉脂肪变性中的作用

肩袖损伤及修复术后,多数患者会出现不同程度的肌肉脂肪变性。Wylie等研究发现,脂肪浸润情况越严重,肩袖肌腱-骨界面愈合的可能性就越小。Jensen等研究发现,血小板衍生生长因子受体的阳性表达是引起肩袖撕裂模型小鼠肌肉纤维化和脂肪变性的重要因素,这种肌肉损伤不利于肩袖损伤术后恢复。

Valencia等对肩袖肌腱切断模型兔进行了相关研究,发现脂肪浸润程度与肩袖损伤术后愈合呈负相关。Oh等研究发现,血清维生素D水平与肩袖组织的脂肪变性程度呈负相关;维生素D缺乏可引起Ⅱ型肌纤维的萎缩,导致肌力下降。

维生素D可以通过维生素D受体(VDR)调节靶基因的转录,促进肌肉细胞的发育,同时可以调节钙磷代谢,间接影响肌肉功能。

Girgis等研究发现,维生素D和VDR在肌肉力量、形态及基因表达方面的协同作用与钙磷水平无关,认为维生素D与骨骼肌有重要关系。Li等研究发现,维生素D可通过调节过氧化物酶体增殖物激活受体γ和脂滴包被蛋白-2的表达来抑制小鼠肌肉脂质积累。

Nossov等研究发现,维生素D水平与Ⅱ型肌纤维的大小、数量和强度呈正相关。Cipriani等研究发现,长期补充维生素D有助于改善肌力,可以降低老年人的跌倒风险。

维生素D在炎症反应中的作用

在损伤修复的炎症反应阶段,受损组织可释放多种细胞因子吸引炎症细胞,如白细胞介素1-β(IL1-β)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)等,从而产生炎症级联反应,激活核因子-KB(NF-KB),导致细胞外基质释放和激活促血管生成因子,这些因子属于转化生长因子-β的超家族成员,可促进瘢痕组织的形成。

TNF-α的释放,不利于肩袖损伤组织愈合。Goldsmith等研究发现,维生素D可以阻断炎症细胞因子,抑制细胞增殖和血管生成,具有一定的免疫调节和抗炎作用。

Bahar-Shany等研究发现,VDR可以通过与1,25-二羟维生素D3结合介导DNA的转录,阻断NF-KB信号通路,抑制TNF-α诱导的炎症反应。Ling等研究发现,IL-6与肩袖损伤修复术后肩关节僵硬的风险和程度有一定关系。Laird等研究发现,维生素D水平在正常范围内的患者,其血清IL-6含量较低。

小结

维生素D在肩袖损伤修复过程中具有积极促进作用,其主要通过促进肌腱-骨界面愈合、抑制肌肉脂肪变性及炎症反应来发挥作用。对于维生素D在肩袖损伤修复中的作用,目前的研究多从细胞层面分析其作用机制,动物实验相对较多,临床研究较少。未来还需通过大样本、多中心的临床研究来发现或证实维生素D在肩袖损伤修复中的作用。

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