DOI: https://doi.org/10.1186/s13054-024-05001-2
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38956732
تاريخ النشر: 2024-07-01
المؤلف: Michelle Carmen Paulus وآخرون
الموضوع الرئيسي: دراسات أبحاث فيتامين ك
نظرة عامة
تسلط المراجعة الضوء على الدور الحاسم لفيتامين ك في العمليات الفسيولوجية المختلفة، وخاصة في التخثر وعمليات التمثيل الغذائي للعظام، وتؤكد على نقصه بين المرضى الذين يعانون من حالات حرجة في وحدات العناية المركزة. يرتبط هذا النقص بسوء التغذية، وضعف الامتصاص، واستخدام المضادات الحيوية، وزيادة الطلبات الفسيولوجية، مما يؤدي إلى ارتفاع مستويات PIVKA-II، التي تشير إلى انخفاض حالة فيتامين ك. قامت المراجعة بتحليل 1712 مقالة، وشملت في النهاية 13 دراسة تؤكد على العلاقة بين نقص فيتامين ك والنتائج السلبية مثل طول فترة الإقامة في وحدات العناية المركزة، والتهوية الميكانيكية، وزيادة الوفيات.
تشير النتائج إلى أنه بينما يمكن أن يحسن مكمل فيتامين ك حالة النقص، إلا أنه قد لا يعيد المستويات إلى طبيعتها بالكامل. عوامل مثل التعدد الجيني والميكروبات المعطلة تعقد إدارة نقص فيتامين ك، مما يشير إلى الحاجة لاستراتيجيات غذائية مخصصة. تعتبر المراجعة مصدرًا رائدًا للأطباء والباحثين وصانعي السياسات، حيث تقدم رؤى حول انتشار وآثار نقص فيتامين ك في بيئات الرعاية الحرجة وتدعو إلى مزيد من البحث حول استراتيجيات المكملات المثلى.
مقدمة
تسلط المقدمة الضوء على الدور الأساسي لفيتامين ك في العمليات الفسيولوجية المختلفة، بما في ذلك التجلط، والالتهاب، وعمليات التمثيل الغذائي للعظام، وتكلس الأنسجة، والنشاط المضاد للأكسدة. يعمل كعامل مساعد للإنزيم غاما-جلوتاميل كاربوكسيلاز (GGCX)، الذي يسهل عملية الكاربوكسيلاز ما بعد الترجمة لحمض الجلوتاميك (Gla) في البروتينات المعتمدة على فيتامين ك. تم تحديد شكلين نشطين بيولوجيًا من فيتامين ك: فيتامين ك1 (فيلاكوينون)، الذي يشارك بشكل أساسي في إنتاج عوامل التخثر الكبدية، وفيتامين ك2 (ميناكوينونات)، الذي يلعب دورًا في الكاربوكسيلاز للبروتينات مثل أوستيوكالسين وبروتين Gla في المصفوفة (MGP). على الرغم من تناول كميات أكبر من فيتامين ك1 في النظام الغذائي، إلا أن امتصاصه أقل كفاءة مقارنة بفيتامين ك2.
تناقش النصوص أيضًا آلية إعادة تدوير فيتامين ك، التي تسمح له بالاستفادة منه عدة مرات في عملية الكاربوكسيلاز. يؤدي نقص فيتامين ك إلى ضعف الكاربوكسيلاز للبروتينات Gla، مما ينتج عنه بروتينات غير كاربوكسيلاز تعرف باسم “البروتينات المستحثة في غياب أو معارضة فيتامين ك” (PIVKA). من الجدير بالذكر أن نقص فيتامين ك شائع بين المرضى الذين يعانون من حالات حرجة، حيث يؤثر على ما لا يقل عن 20% من أولئك في وحدات العناية المركزة (ICUs). تهدف هذه المراجعة إلى التحقيق في العوامل المساهمة في نقص فيتامين ك لدى مرضى وحدات العناية المركزة، وآثاره، واستراتيجيات المكملات المحتملة، والأهداف العلاجية.
الطرق
اتبعت قسم الطرق في هذه المراجعة الإرشادات الخاصة بإضافة PRISMA للمراجعات الاستكشافية، مع تسجيل البروتوكول على إطار العلوم المفتوحة. تم إجراء بحث شامل في الأدبيات عبر قواعد بيانات PubMed وEmbase وCochrane لتحديد المقالات ذات الصلة بوظائف فيتامين ك الفسيولوجية، وخاصة لدى المرضى الذين يعانون من حالات حرجة. تضمنت مصطلحات البحث الرئيسية “حالات حرجة” و”فيتامين ك”، دون قيود على سنة النشر أو الحالة أو اللغة. ركزت معايير الإدراج على الدراسات التي تشمل مرضى بالغين في وحدات العناية المركزة (≥ 18 عامًا) تناقش نقص فيتامين ك و/أو المكملات، بينما تم فحص المراجعات المنهجية وقوائم المراجع أيضًا للعثور على مقالات ذات صلة إضافية.
شمل عملية الفرز مراجعة العناوين والملخصات، تلتها استرجاع النص الكامل للمقالات المختارة. تم حل الخلافات خلال عملية الاختيار من خلال المناقشة، مع وجود حكم عندما لم يتم التوصل إلى توافق. يبرز القسم أيضًا الأدوار الحاسمة لفيتامين ك في تجلط الدم، وصحة العظام، ووظيفة القلب والأوعية الدموية، مؤكدًا على المخاطر المرتبطة بنقص فيتامين ك في بيئات الرعاية الحرجة، مثل ضعف التخثر وزيادة خطر النزيف الصغير وتليف الرئة. تشمل المواد التكميلية معايير الاستبعاد وقائمة مراجعة نقدية للدراسات المدرجة.
النتائج
في هذا القسم، حدد المؤلفون 1,712 دراسة ذات صلة محتملة من خلال عملية الفرز الخاصة بهم، مما أدى في النهاية إلى تقليص هذا العدد إلى 121 دراسة استوفت معايير الإدراج (كما هو موضح في الشكل التكميلية 1). بعد مراجعة شاملة للنص الكامل، تم اختيار 13 مقالة للإدراج في التحليل. من بين هذه المقالات، تناولت ست مقالات نقص فيتامين ك، بينما ركزت سبع مقالات على مكملات فيتامين ك.
كانت الدراسات المتعلقة بنقص فيتامين ك ملاحظة بحتة، بينما تضمنت دراسات مكملات فيتامين ك تصميمين مستقبليين وأربعة تصميمات استعادية. من الجدير بالذكر أن المراجعين المستقلين توصلوا إلى توافق بالإجماع بشأن اختيار الدراسات المدرجة، مما يبرز صرامة عملية المراجعة.
المناقشة
تسلط المناقشة الضوء على الخطر الكبير لنقص فيتامين ك لدى مرضى وحدات العناية المركزة، والذي يمكن أن يحدث عند القبول ويتفاقم خلال إقامتهم. تشير الدراسات، مثل تلك التي أجراها داهلبرغ وزملاؤه، إلى أن مرضى وحدات العناية المركزة لديهم مستويات مرتفعة من PIVKA-II، وهو علامة على نقص فيتامين ك، مقارنة بالأفراد الأصحاء، مع زيادة المستويات خلال فترة الاستشفاء. تشمل العوامل المساهمة في هذا النقص سوء التغذية، وضعف الامتصاص بسبب مشاكل الجهاز الهضمي، وتأثيرات المضادات الحيوية التي تعطل الميكروبات المعوية الضرورية لتخليق فيتامين ك. بالإضافة إلى ذلك، قد يعاني المرضى الذين يعانون من حالات حرجة من زيادة في معدل الدوران والطلب على فيتامين ك بسبب الضغط الأيضي وضعف وظائف الأعضاء، مما يزيد من تفاقم النقص.
تكون آثار نقص فيتامين ك عميقة، مما يؤدي إلى اضطرابات تخثر وزيادة خطر النزيف، خاصة لدى المرضى الذين يعانون من قصور كبدي أو أولئك الذين يتناولون مضادات التخثر. تلاحظ المناقشة أيضًا إمكانية تحسين حالة المرضى من خلال مكملات فيتامين ك، على الرغم من أن النتائج غالبًا ما تكون غير مكتملة، ولا تزال الجرعات المثلى وطرق الإدارة غير مؤكدة. توصي التوصيات الحالية بأن يكون الإعطاء الوريدي أكثر فعالية من الطرق الفموية، خاصة في حالات فرط التجلط، ولكن هناك حاجة لمزيد من البحث لتأسيس بروتوكولات موحدة للمكملات لدى المرضى الذين يعانون من حالات حرجة. بشكل عام، تؤكد النتائج على الحاجة إلى اليقظة بشأن حالة فيتامين ك في بيئات وحدات العناية المركزة والفوائد المحتملة لاستراتيجيات المكملات الاستباقية.
القيود
تعتبر هذه المراجعة الاستكشافية التحقيق الأول في دور فيتامين ك في الأمراض الحرجة، مما يبرز نقاط قوته وقيوده. إحدى القيود الكبيرة هي ندرة الدراسات الملاحظة والغياب التام للتجارب السريرية العشوائية، مما يقيد قوة النتائج. بالإضافة إلى ذلك، تعقد تعقيدات مقارنة الدراسات جهود التحليل التلوي، بشكل رئيسي بسبب نقص الاختبارات المعتمدة للكشف عن نقص فيتامين ك وعلاجه.
علاوة على ذلك، فإن غياب قيم مرجعية محددة لنقص فيتامين ك لدى المرضى الذين يعانون من حالات حرجة في وحدات العناية المركزة يعقد التحليلات المقارنة. تلاحظ المراجعة أيضًا التحديات في التمييز بين نقص فيتامين ك السريري والفرعي، حيث توجد دراسات محدودة تستكشف تأثيراتهما على النتائج السريرية الحرجة. تؤكد هذه القيود على الحاجة لمزيد من البحث لتوضيح دور فيتامين ك في هذه الفئة من المرضى.
DOI: https://doi.org/10.1186/s13054-024-05001-2
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38956732
Publication Date: 2024-07-01
Author(s): Michelle Carmen Paulus et al.
Primary Topic: Vitamin K Research Studies
Overview
The review highlights the critical role of vitamin K in various physiological processes, particularly in coagulation and bone metabolism, and emphasizes its deficiency among critically ill ICU patients. This deficiency is associated with malnutrition, impaired absorption, antibiotic use, and increased physiological demands, leading to elevated levels of PIVKA-II, which indicate reduced vitamin K status. The review analyzed 1712 articles, ultimately including 13 studies that underscore the correlation between vitamin K deficiency and adverse outcomes such as prolonged ICU stays, mechanical ventilation, and increased mortality.
The findings suggest that while vitamin K supplementation can improve deficiency status, it may not fully normalize levels. Factors such as genetic polymorphisms and disrupted microbiomes further complicate the management of vitamin K deficiency, indicating a need for personalized nutritional strategies. The review serves as a pioneering resource for clinicians, researchers, and policymakers, providing insights into the prevalence and implications of vitamin K deficiency in critical care settings and advocating for further research on optimal supplementation strategies.
Introduction
The introduction highlights the essential role of vitamin K in various physiological processes, including hemostasis, inflammation, bone metabolism, tissue calcification, and antioxidant activity. It functions as a cofactor for the enzyme gamma-glutamyl carboxylase (GGCX), which facilitates the post-translational γ-carboxylation of specific glutamic acid (Gla) residues in vitamin K-dependent proteins. Two biologically active forms of vitamin K are identified: vitamin K1 (phylloquinone), primarily involved in hepatic coagulation factor production, and vitamin K2 (menaquinones), which plays a role in the carboxylation of proteins such as osteocalcin and matrix Gla protein (MGP). Despite higher dietary intake of vitamin K1, its absorption is less efficient compared to vitamin K2.
The text further discusses the recycling mechanism of vitamin K, which allows it to be utilized multiple times in the carboxylation process. A deficiency in vitamin K leads to impaired carboxylation of Gla proteins, resulting in undercarboxylated proteins known as “proteins induced in vitamin K absence or antagonism” (PIVKA). Notably, vitamin K deficiency is prevalent among critically ill patients, affecting at least 20% of those in intensive care units (ICUs). This scoping review aims to investigate the factors contributing to vitamin K deficiency in ICU patients, its implications, potential supplementation strategies, and therapeutic targets.
Methods
The methods section of this scoping review adhered to the PRISMA Extension for Scoping Reviews guidelines, with the protocol registered on the Open Science Framework. A comprehensive literature search was performed across PubMed, Embase, and Cochrane databases to identify articles relevant to vitamin K’s physiological functions, particularly in critically ill patients. Key search terms included ‘critically ill’ and ‘vitamin K’, with no restrictions on publication year, status, or language. Inclusion criteria focused on studies involving adult ICU patients (≥ 18 years) discussing vitamin K deficiency and/or supplementation, while systematic reviews and reference lists were also examined for additional relevant articles.
The screening process involved reviewing titles and abstracts, followed by full-text retrieval for selected articles. Disagreements during the selection process were resolved through discussion, with an adjudicator involved when consensus could not be reached. The section also highlights the critical roles of vitamin K in blood clotting, bone health, and cardiovascular function, emphasizing the risks associated with vitamin K deficiency in critical care settings, such as impaired clotting and increased risk of microbleeding and lung fibrosis. Supplementary materials include exclusion criteria and a critical appraisal checklist for included studies.
Results
In this section, the authors identified 1,712 potentially relevant studies through their screening process, ultimately narrowing this down to 121 studies that met the inclusion criteria (as illustrated in Supplementary Fig. 1). Following a comprehensive full-text review, 13 articles were selected for inclusion in the analysis. Among these, six articles addressed vitamin K deficiency, while seven focused on vitamin K supplementation.
The studies concerning vitamin K deficiency were exclusively observational in nature, whereas the vitamin K supplementation studies comprised two prospective and four retrospective designs. Notably, the independent reviewers reached a unanimous agreement on the selection of the included studies, underscoring the rigor of the review process.
Discussion
The discussion highlights the significant risk of vitamin K deficiency in ICU patients, which can arise upon admission and worsen during their stay. Studies, such as those by Dahlberg et al., indicate that ICU patients have elevated levels of PIVKA-II, a marker of vitamin K deficiency, compared to healthy individuals, with levels increasing further during hospitalization. Factors contributing to this deficiency include malnutrition, impaired absorption due to gastrointestinal issues, and the effects of antibiotics that disrupt gut microbiota essential for vitamin K synthesis. Additionally, critically ill patients may experience increased turnover and demand for vitamin K due to metabolic stress and organ dysfunction, exacerbating the deficiency.
The implications of vitamin K deficiency are profound, leading to coagulopathy and an increased risk of bleeding, particularly in patients with hepatic insufficiency or those on anticoagulants. The discussion also notes the potential for vitamin K supplementation to improve status, although results are often incomplete, and optimal dosing and administration routes remain uncertain. Current recommendations suggest intravenous administration may be more effective than oral routes, especially in cases of over-anticoagulation, but further research is needed to establish standardized protocols for supplementation in critically ill patients. Overall, the findings underscore the need for vigilance regarding vitamin K status in ICU settings and the potential benefits of proactive supplementation strategies.
Limitations
This scoping review is the inaugural investigation into the role of vitamin K in critical illness, highlighting both its strengths and limitations. A significant limitation is the scarcity of observational studies and the complete absence of randomized controlled trials, which restricts the robustness of the findings. Additionally, the complexity of comparing studies impeded meta-analysis efforts, primarily due to the lack of validated tests for detecting and treating vitamin K deficiency.
Furthermore, the absence of established reference values for vitamin K deficiency in critically ill patients in the ICU complicates comparative analyses. The review also notes challenges in distinguishing between clinical and subclinical vitamin K deficiency, as there are limited studies that explore their respective impacts on critical clinical outcomes. These limitations underscore the need for further research to clarify the role of vitamin K in this patient population.