Cukrzyca typu 2 może wpływać na dyski kręgowe i powodować ból krzyża

Jak cukrzyca wpływa na kręgosłup

Wcześniejsze badania wykazały, że cukrzyca typu 2 może niekorzystnie wpływać na kręgosłup i plecy.

Na przykład u osób chorych na cukrzycę typu 2 ryzyko wystąpienia rozlanej idiopatycznej hiperostozy szkieletowej jest zwiększone. Rozlana idiopatyczna hiperostoza szkieletowa to rodzaj zapalenia stawów, które powoduje stwardnienie ścięgien i więzadeł wokół kręgosłupa, powodując sztywność, ograniczenie ruchu i ból.

Badanie opublikowane w marcu 2022 r. wykazało, że osoby chore na cukrzycę typu 2 są obarczone większym ryzykiem wystąpienia choroby zwyrodnieniowej krążka międzykręgowego w odcinku lędźwiowym.

Inne badania powiązały cukrzycę typu 2 ze zwiększonym ryzykiem rozwoju innych chorób kręgosłupa, w tym zwężenia kręgosłupa i zapalenia kości i szpiku kręgowego.

Poprzednie badania powiązały także postęp cukrzycy typu 2 z przewlekłym bólem pleców.

Wcześniejsze badania wykazały, że u osób chorych na cukrzycę ryzyko wystąpienia bólu krzyża jest o 35% wyższe, a ryzyko bólu szyi o 24% wyższe w porównaniu z osobami nie chorującymi na cukrzycę.

Cukrzyca może uszkodzić włókienka kolagenowe w kręgosłupie

„Chcieliśmy sprawdzić, czy skutki cukrzycy, które obserwowaliśmy w kościach, były również obecne w krążkach kręgowych, czy nie. Odkrycie może wyjaśnić zwyrodnienie krążka międzykręgowego i ból krzyża w tych populacjach” – dr Claire Acevedo, adiunkt na Wydziale Inżynierii Mechanicznej i Lotniczej Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego, adiunkt inżynierii biomedycznej i inżynierii mechanicznej na Uniwersytecie Kalifornijskim Utah i współautor tego badania wyjaśnili nam, gdy zapytaliśmy, dlaczego zdecydowali się skupić w swoich badaniach na kręgosłupie.

W tym badaniu naukowcy wykorzystali szczurzy model cukrzycy typu 2. Porównano krążki kręgowe szczurów chorych na cukrzycę typu 2 ze zdrowymi szczurami w celu wykrycia deformacji włókien kolagenowych w krążkach. Zewnętrzna część krążków kręgowych zbudowana jest z warstw kolagenu i białek.

Naukowcy odkryli, że u szczurów chorych na cukrzycę typu 2 zdolność do ściskania włókien kolagenowych krążka międzykręgowego uległa pogorszeniu, co spowodowało, że kolagen stał się sztywny i łamliwy. Dlatego kolagen ma słabą odporność na siłę ściskającą w porównaniu ze zdrowym kolagenem.

„Cukrzyca typu 2 i związana z nią hiperglikemia uszkadzają włókna kolagenowe szybciej niż zwykle, podobnie jak szybki proces starzenia”.
— Doktor Claire Acevedo

„Cukrzyca typu 2 i związana z nią hiperglikemia ograniczają zwykłe mechanizmy kompresji (mechanizmy rozpraszania energii) w krążkach krwi, ograniczając deformację włókienek kolagenowych, czyniąc kolagen bardziej sztywnym i łamliwym oraz ograniczając rotację blaszek” – wyjaśnił doktor Acevedo.

„Przyszłe leczenie może być ukierunkowane na te choroby i przywrócić zdolność krążka do normalnego odkształcania” – dodała.

Obserwacje w nanoskali

Naukowcy wykorzystali technikę eksperymentalną zwaną synchrotronowym rozpraszaniem promieni rentgenowskich pod małym kątem (SAXS), aby wykryć jakiekolwiek zmiany w zachowaniu kolagenu krążkowego w nanoskali.

„Rozpraszanie promieni rentgenowskich pod małymi kątami to technika dyfrakcji promieni rentgenowskich, która umożliwia nam pomiar okresowości włókienek kolagenu (67 nm). Kiedy przeprowadzamy próbę rozciągania przed wiązką promieni rentgenowskich, okresowość kolagenu wzrasta” – powiedział doktor Acevedo.

„Możemy uchwycić tę zmianę w okresowości kolagenu, co pozwala nam obliczyć odkształcenie lub odkształcenie kolagenu i jednocześnie zmierzyć odkształcenie lub odkształcenie całego krążka międzykręgowego” – kontynuowała. „Dlatego możemy zobaczyć, jak duże obciążenie dysku jest przenoszone na poziom kolagenu w nanoskali”.

Doktor Acevedo powiedział, że w kolejnych etapach badań będą szukać sposobów na znalezienie zastępczego wskaźnika oceny wiązań krzyżowych zaawansowanych produktów końcowych glikacji (AGE). AGE są biomarkerami związanymi ze starzeniem się oraz rozwojem i pogorszeniem chorób zwyrodnieniowych, takich jak cukrzyca.

„Ocena zawartości AGE w krążkach lub kościach jest skomplikowana i inwazyjna, natomiast ocena wzrostu wiązań krzyżowych AGE w skórze może być dobrym sposobem na ocenę tego samego wzrostu w krążkach i kościach, mimo że bezwzględna wartość zawartości będzie różna w zależności od tkanki” – powiedziała.

Cukrzyca typu 2 wpływa na kolagen w całym organizmie

Rozmawialiśmy również o tym badaniu z doktorem Neelem Anandem, chirurgiem ortopedą i zastępcą dyrektora ds. urazów kręgosłupa w Cedars-Sinai Spine Center w Los Angeles.

Doktor Anand stwierdził, że nie był zaskoczony wynikami tego badania.

„Cukrzyca typu 2 wpływa na kolagen — jest to choroba kolagenowa, a krążki kręgowe składają się z kolagenu” – wyjaśnił. „Pierścień krążka na zewnątrz zbudowany jest z włókien kolagenowych. Nic więc dziwnego, że cukrzyca typu 2 w jakiejś formie wpływa na dysk”.

„Cukrzyca typu 2 wpływa na kolagen w całym organizmie. Kolagen ulegnie uszkodzeniu w podobny sposób, w jaki cukrzyca typu 2 wpływa na naczynia krwionośne w organizmie. Tak właśnie działa cukrzyca typu 2 — dlatego występują problemy naczyniowe, problemy z sercem i nerki. Z cukrzycą typu 2 pojawia się milion problemów, w tym problemy z oczami, więc ma to wpływ na wiele rzeczy”.
— Doktor Neel Anand

Jednakże doktor Anand przypomniał nam, że badania te przeprowadzono na modelu szczurzym.

„Ludzie nie są szczurami” – kontynuował. „Czy to odkrycie jest prawdziwe w przypadku ludzi? Prawdopodobnie tak jest – prawdopodobnie jest w tym jakiś element. Ktoś kiedyś musi udowodnić, że to prawda u ludzi. Ostatecznie trzeba to przełożyć na ludzi”.

Źródło informacji

• Link do badania: https://academic.oup.com/pnasnexus/article/2/12/pgad363/7342234