Діабет 2 типу може вражати хребетні диски, викликати біль у попереку

Люди з діабетом 2 типу мають високий ризик розвитку ряду захворювань і ускладнень зі здоров’ям, включаючи біль у спині.
Дослідники з Університету Каліфорнії в Сан-Дієго та Університету Юти повідомляють, що діабет 2 типу негативно впливає на хребетні диски, які утворюють хребет, на тваринній моделі.
Це відкриття може пояснити, чому люди з діабетом 2 типу часто відчувають хронічний біль у тілі, включаючи біль у спині.

За оцінками дослідників, близько 508 мільйонів людей у всьому світі мають діабет 2 типу — стан, при якому організм перестає належним чином використовувати інсулін.

Людина, яка страждає на діабет 2 типу, має більш високий ризик розвитку серцево-судинних захворювань, інсульту, високого кров’яного тиску, захворювань нирок і деменції.

Діабет 2 типу може спричинити кілька ускладнень здоров’я, включаючи пошкодження нервів, захворювання очей, проблеми зі шкірою, проблеми зі сном і хронічний біль у тілі, включаючи біль у спині.

Зараз дослідники з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго та Університету Юти повідомляють, що діабет 2 типу негативно впливає на хребетні диски, які утворюють хребет.

За допомогою тваринної моделі вчені виявили, що діабет 2 типу призводить до того, що колагенові фібрили всередині дисків стають негнучкими, що включає їхню здатність витримувати тиск.

Це нове дослідження нещодавно було опубліковано в журналі PNAS Nexus.

Як діабет впливає на хребет

Минулі дослідження показують, що діабет 2 типу може негативно впливати на хребет і спину.

Наприклад, люди з діабетом 2 типу мають підвищений ризик розвитку дифузного ідіопатичного гіперостозу скелета. Дифузний ідіопатичний скелетний гіперостоз — це різновид артриту, який ущільнює сухожилля та зв’язки навколо хребта, спричиняючи скутість, зниження рухливості та біль.

Дослідження, опубліковане в березні 2022 року, показало, що люди з діабетом 2 типу мають вищий ризик розвитку захворювання поперекового диска.

Інші дослідження пов’язують діабет 2 типу з підвищеним ризиком розвитку інших захворювань хребта, включаючи стеноз хребта та вертебральний остеомієліт.

Попередні дослідження також пов’язували прогресування діабету 2 типу з хронічним болем у спині.

Попередні дослідження показали, що люди з діабетом мають на 35% більший ризик відчувати біль у попереку та на 24% більший ризик болю в шиї порівняно з тими, хто не має діабету.

Діабет може пошкодити колагенові фібрили в хребті

«Ми хотіли побачити, чи наслідки діабету, які ми спостерігали в кістках, також присутні в хребетних дисках чи ні. Це відкриття може пояснити дегенерацію диска та біль у попереку в цих популяціях», – доктор Клер Асеведо, доцент кафедри механічної та аерокосмічної інженерії Каліфорнійського університету в Сан-Дієго, ад’юнкт-доцент кафедри біомедичної інженерії та машинобудування в Університеті США. Юта та один із провідних авторів цього дослідження пояснили нам, коли їх запитали, чому вони вирішили зосередитися на хребетному стовпі для свого дослідження.

Для цього дослідження вчені використовували щурячу модель діабету 2 типу. Хребетні диски щурів із діабетом 2 типу порівнювали зі здоровими щурами, щоб виявити будь-яку деформацію колагенових фібрил у дисках. Зовнішня частина хребетних дисків складається з шарів колагену та білків.

Дослідники виявили, що у щурів з діабетом 2 типу знижується здатність до стиснення колагенових фібрил диска, що призводить до того, що колаген стає жорстким і крихким. Отже, колаген має слабку стійкість до сили стиснення порівняно зі здоровим колагеном.

«Діабет 2 типу та пов’язана з ним гіперглікемія пошкоджують колагенові фібрили швидше, ніж зазвичай, як швидкий процес старіння».
— Доктор Клер Асеведо

«Діабет 2 типу та пов’язана з ним гіперглікемія обмежують звичайні механізми стиснення (механізми розсіювання енергії) у дисках, обмежуючи деформацію колагенових фібрил, роблячи колаген більш жорстким і крихким, а також обмежуючи обертання пластинок», – пояснив доктор Асеведо.

«Майбутнє лікування може бути спрямоване на ці захворювання, щоб відновити здатність диска нормально деформуватися», – додала вона.

Спостереження в нанорозмірі

Вчені використовували експериментальний метод під назвою синхротронне малокутове рентгенівське розсіювання (SAXS), щоб шукати будь-які зміни в поведінці дискового колагену на наномасштабі.

«Малокутове рентгенівське розсіювання — це техніка рентгенівської дифракції, яка дає нам змогу виміряти періодичність колагенових фібрил (67 нм). Коли ми проводимо випробування на розтягування перед рентгенівським променем, періодичність колагену збільшується», – сказав доктор Асеведо.

«Ми можемо зафіксувати цю зміну в періодичності колагену, що дозволяє нам обчислити деформацію або деформацію колагену та одночасно виміряти деформацію або деформацію всього диска», — продовжила вона. «Тому ми можемо бачити, скільки напруги диска передається на рівень колагену на нанорозмірі».

Щодо наступних кроків у цьому дослідженні, доктор Асеведо сказав, що вони шукатимуть шляхи пошуку проксі для розширеної оцінки перехресних зв’язків кінцевих продуктів глікації (AGE). AGE є біомаркером, пов’язаним із старінням, а також розвитком і погіршенням таких дегенеративних станів, як діабет.

«Оцінка вмісту AGEs у дисках або кістках є складною та нав’язливою, тоді як оцінка збільшення поперечних зв’язків AGEs у шкірі може бути хорошим способом оцінити те саме збільшення дисків та кісток, навіть якщо абсолютне значення вмісту буде відрізнятися для різних тканин», — сказала вона.

Діабет 2 типу впливає на колаген у всьому тілі

Ми також говорили про це дослідження з доктором Нілом Анандом, хірургом-ортопедом і співдиректором відділу травм хребта в Центрі хребта Cedars-Sinai у Лос-Анджелесі.

Доктор Ананд сказав, що його не здивували результати цього дослідження.

«Діабет 2 типу впливає на колаген — це колагенова хвороба, а хребетні диски — це колаген», — пояснив він. «Кільце диска ззовні складається з колагенових волокон. Тож не дивно, що діабет 2 типу в тій чи іншій формі вплине на диск».

«Діабет 2 типу впливає на колаген у всьому тілі. Колаген постраждає так само, як діабет 2 типу впливає на кровоносні судини в організмі. Ось що робить діабет 2 типу — тому у вас виникають проблеми з судинами, серцем і нирками. Ви отримуєте мільйон проблем з діабетом 2 типу, включаючи проблеми з очима, тому це впливає на багато речей».
— Доктор Ніл Ананд

Однак доктор Ананд нагадав нам, що це дослідження проводилося на моделі щура.

«Люди — не щури, — продовжив він. «Чи правдиве це відкриття щодо людей? Ймовірно, це так — певно, в цьому є певний елемент. Хтось колись має довести, що це правда щодо людей. Зрештою, це має бути перекладено на людей».

Джерело інформації