Diabetes jenis-2 boleh menjejaskan cakera vertebra, menyebabkan sakit pinggang

Bagaimana diabetes menjejaskan tulang belakang

Kajian lepas menunjukkan bahawa diabetes jenis-2 boleh menjejaskan tulang belakang dan belakang badan.

Sebagai contoh, orang yang menghidap diabetes jenis-2 mempunyai risiko yang lebih tinggi untuk mengalami hiperostosis rangka idiopatik meresap. Hiperostosis rangka idiopatik meresap ialah sejenis arthritis yang mengeras tendon dan ligamen di sekeliling tulang belakang, menyebabkan kekakuan, penurunan pergerakan dan kesakitan.

Satu kajian yang diterbitkan pada Mac 2022 mendapati bahawa penghidap diabetes jenis-2 berisiko lebih tinggi untuk mengalami penyakit degenerasi cakera lumbar.

Kajian lain telah mengaitkan diabetes jenis-2 dengan peningkatan risiko mengembangkan penyakit tulang belakang yang lain, termasuk stenosis tulang belakang dan osteomielitis vertebra.

Penyelidikan terdahulu juga telah mengaitkan perkembangan penyakit diabetes jenis-2 dengan sakit belakang kronik.

Kajian terdahulu menunjukkan bahawa penghidap diabetes mempunyai 35% peningkatan risiko mengalami sakit pinggang dan 24% peningkatan risiko sakit leher berbanding mereka yang tidak menghidap diabetes.

Diabetes boleh merosakkan fibril kolagen di tulang belakang

“Kami ingin melihat sama ada kesan diabetes yang kami lihat pada tulang juga terdapat pada cakera vertebra atau tidak. Penemuan itu boleh menjelaskan kemerosotan cakera dan sakit pinggang dalam populasi ini, “Doktor Claire Acevedo, penolong profesor di Jabatan Kejuruteraan Mekanikal dan Aeroangkasa di Universiti California San Diego, penolong profesor tambahan kejuruteraan bioperubatan dan kejuruteraan mekanikal di Universiti of Utah, dan pengarang ketua bersama kajian ini menjelaskan kepada kami, apabila ditanya mengapa mereka memutuskan untuk memberi tumpuan pada lajur vertebra untuk kajian mereka.

Untuk kajian ini, penyelidik menggunakan model tikus diabetes jenis 2. Cakera vertebra dari tikus dengan diabetes jenis 2 dibandingkan dengan tikus yang sihat untuk mencari sebarang ubah bentuk fibril kolagen dalam cakera. Bahagian luar cakera vertebra dibuat daripada lapisan kolagen dan protein.

Para penyelidik mendapati pada tikus dengan diabetes jenis 2, keupayaan mampatan fibril kolagen cakera menjadi terjejas, menyebabkan kolagen menjadi kaku dan rapuh. Oleh itu, kolagen mempunyai ketahanan yang lemah terhadap daya mampatan jika dibandingkan dengan kolagen yang sihat.

“Diabetes jenis 2 dan hiperglikemia yang berkaitan merosakkan fibril kolagen lebih cepat daripada biasa, seperti proses penuaan yang cepat.”
– Doktor Claire Acevedo

“Diabetes jenis 2 dan hiperglikemia yang berkaitan mengehadkan mekanisme mampatan biasa (mekanisme pelesapan tenaga) dalam cakera dengan mengehadkan ubah bentuk fibril kolagen, menjadikan kolagen lebih kaku dan rapuh, dan dengan mengehadkan putaran lamellar,” jelas Doktor Acevedo.

“Rawatan masa depan boleh menyasarkan penyakit ini untuk memulihkan keupayaan cakera untuk berubah bentuk secara normal,” tambahnya.

Memerhati pada skala nano

Para saintis menggunakan teknik eksperimen yang dipanggil synchrotron small-angle x-ray scattering (SAXS) untuk mencari sebarang perubahan dalam tingkah laku kolagen cakera pada skala nano.

“Penyebaran sinar-X sudut kecil ialah teknik pembelauan sinar-X yang membolehkan kita mengukur periodicity fibril kolagen (67 nm). Apabila kami melakukan ujian tegangan di hadapan pancaran sinar-X, periodicity kolagen meningkat,” kata Doktor Acevedo.

“Kami boleh menangkap perubahan dalam keteraturan kolagen ini, yang membolehkan kami mengira ubah bentuk atau terikan kolagen dan mengukur ubah bentuk atau terikan keseluruhan cakera pada masa yang sama,” sambungnya. “Oleh itu, kita dapat melihat berapa banyak ketegangan cakera dipindahkan ke tahap kolagen pada skala nano.”

Untuk langkah seterusnya dalam penyelidikan ini, Doktor Acevedo berkata mereka akan mencari cara untuk mencari proksi bagi penilaian pautan silang produk akhir glikasi lanjutan (AGEs). AGEs adalah biomarker yang dikaitkan dengan penuaan dan kedua-dua perkembangan dan kemerosotan keadaan degeneratif seperti diabetes.

“Menilai kandungan AGE dalam cakera atau tulang adalah rumit dan mengganggu sementara menilai peningkatan pautan silang AGE dalam kulit mungkin cara yang baik untuk menilai peningkatan yang sama dalam cakera dan tulang, walaupun nilai kandungan mutlak akan berbeza antara tisu,” katanya.

Diabetes jenis-2 menjejaskan kolagen di seluruh badan

Kami juga bercakap tentang kajian ini dengan Doktor Neel Anand, pakar bedah ortopedik dan pengarah bersama trauma tulang belakang di Pusat Tulang Belakang Cedars-Sinai di Los Angeles.

Doktor Anand berkata dia tidak terkejut dengan penemuan kajian ini.

“Kencing manis jenis 2 menjejaskan kolagen – ia adalah penyakit kolagen dan cakera vertebra adalah kolagen,” jelasnya. “Gelang cakera di bahagian luar diperbuat daripada gentian kolagen. Jadi tidak menghairankan bahawa diabetes jenis-2 akan menjejaskan cakera dalam beberapa bentuk.

“Diabetes jenis 2 menjejaskan kolagen di seluruh badan. Kolagen akan terjejas sama seperti cara diabetes jenis-2 menjejaskan saluran darah dalam badan. Itulah yang dilakukan oleh diabetes jenis 2 — itulah sebabnya anda mendapat masalah vaskular, anda mendapat masalah jantung, anda mendapat masalah buah pinggang. Anda mendapat sejuta masalah dengan diabetes jenis 2, termasuk masalah mata, jadi ia memberi kesan kepada banyak perkara.”
– Doktor Neel Anand

Bagaimanapun, Doktor Anand mengingatkan kami bahawa kajian ini dijalankan melalui model tikus.

“Manusia bukan tikus,” sambungnya. “Adakah penemuan ini benar pada manusia? Ia mungkin – mungkin terdapat beberapa elemen padanya. Seseorang perlu membuktikan itu benar pada manusia pada satu ketika. Akhirnya, ia perlu diterjemahkan kepada manusia.”

Sumber maklumat

• Pautan ke kajian: https://academic.oup.com/pnasnexus/article/2/12/pgad363/7342234