Діабет та остеопороз Розгалужена взаємодія

Фассбендер, Вальтер Йозеф; Віллманн, Біргіт

У хворих на цукровий діабет 2 типу спостерігається зниження ремоделювання кісток при нормальній або дещо підвищеній щільності кісток, але менша стабільність.

Дотепер не було помічено прямого зв'язку між цими двома загальними захворюваннями цукровий діабет та остеопороз. Оскільки за останні роки кількість нових захворювань зросла, а складність хвороб означає значну погіршення якості життя та скорочення тривалості життя постраждалих людей, виникає нагальне питання щодо причин такого розвитку та можливих зв’язків між цими двома захворюваннями.

Близько 6 мільйонів людей по всій Німеччині страждають на остеопороз, із приблизної кількості трохи менше мільйона нових пацієнтів на рік, половина з яких вже перенесла остеопоротичний перелом (1). Системне захворювання скелета пов’язане зі зменшенням кісткової маси, погіршенням мікроархітектури кісткової тканини і, отже, підвищеним ризиком переломів. Ризик переломів також збільшується із збільшенням віку, і перелом призводить до значного збільшення смертності, особливо в наступному році.

Причиною остеопорозу є диспропорція між активністю остеокластів та остеобластів як вираження порушеного кісткового метаболізму. Це регулюється балансом кальцію/фосфату за допомогою системних гормонів вітаміну D, паратиреоїдного гормону, кальцитоніну та їх медіаторів. Основними групами ризику є жінки в постменопаузі, люди похилого віку, пацієнти з тривалою кортикостероїдною терапією та все частіше чоловіки.

Первинний остеопороз - це спадкова хвороба, на яку може впливати навколишнє середовище та спосіб життя. Найважливішими причинами є, з одного боку, вікові зміни метаболізму (включаючи зниження синтезу вітаміну D в шкірі, порушення всмоктування кальцію і вітаміну D, зниження рівня статевих гормонів, зниження гормону росту), а з іншого боку, такі аспекти способу життя, як неправильне харчування, відсутність фізичних вправ, недостатня вага, нікотин і надмірне вживання алкоголю.

Однак розвиток вторинного остеопорозу залежить від основного захворювання.

Наукова перспектива змінилася

Цукровий діабет описує синдром гіперглікемії з супутніми складними змінами в білково-жировому обміні та метаболізмі кісток. Факторами, що викликають діабет 2 типу, є хронічне недоїдання, наприклад, їжа з високим вмістом жиру, солодка їжа та напої, відсутність фізичних вправ та ожиріння. Можливі наслідки ожиріння та цукрового діабету на кісткову систему довго не розглядались поглиблено, оскільки зміни кісток завжди розглядалися з точки зору дисбалансу кальцій-залежних гормонів. Однак, оскільки все більше і більше людей страждають ожирінням, цукровим діабетом і страждають на остеопоротичні переломи навіть у молоді роки, наукова перспектива змінилася, і постало питання про зв'язок між цими клінічними картинами.

ІМТ - не єдиний показник, що використовується для оцінки стану кісток

В основному знижена маса тіла пов’язана з підвищеним ризиком переломів (наприклад, переломів стегна), тоді як ожиріння пов’язане з високою кістковою масою кірки, тобто ідеєю здоров’я кісток. Однак ожиріння як таке не відповідає за покращення якості кісток; скоріше, обставини, що призвели до цього, вирішують, чи є позитивний чи негативний вплив на метаболізм кісток.

Показано, що ожиріння негативно впливає на кісткову систему, наприклад, у літньому віці, постменопаузі, у дітей або викликане терапією глюкокортикоїдами. Ожиріння також є фактором ризику для розвитку інсулінорезистентності і, отже, розвитку цукрового діабету.

Також відомо, що локалізація жирової тканини має вирішальне значення. Вісцеральний жир впливає безпосередньо на мікроархітектуру кістки через вироблення та вивільнення цитокінів. На цьому тлі не дивно, що є також результати досліджень, згідно з якими як діабетики 1-го, так і 2-го типу мають знижену частоту ремоделювання кісток, а дуже діабетики 2-го ожиріння мають підвищений ризик переломів (7). З цього слід зробити висновок, що маса тіла або ІМТ не можуть бути єдиним показником для оцінки здоров'я кісток.

Цукровий діабет та остеопороз

Хоча остеопоротичні переломи дотепер не розглядались як супутні фактори цукрового діабету через обширну, іноді важку діагностику, і давно не враховувались (4), збільшення кількості пацієнтів, які страждають на діабет, і зростаюча частота остеопоротичних переломів призвело до переосмислення. Для визначення ризику переломів при цукровому діабеті слід застосовувати методи діагностики остеопорозу (включаючи: вимірювання щільності кісткової тканини, "інструменти оцінки переломів", можливо визначення параметрів ремоделювання кісток).

Якщо застосовуються описані методи діагностики, діабет 2 типу демонструє зменшення реконструкції кісток із нормальною або дещо підвищеною щільністю кісток, але меншу стабільність. Це означає, що діабет 2 типу асоціюється з підвищеним ризиком остеопоротичного перелому, навіть якщо вимірювання щільності кісткової тканини непомітні (2). (Це також може бути пов'язано з тим, що нормальна експресія рецепторів АТФ Р2 [P2R] і кальцієзалежний сигнальний шлях для вивільнення АТФ-шини через постійно підвищений рівень цукру в крові і погіршують АТФ-залежний сигнальний шлях для остеоцитів і, отже, здоров'я кісток [8]. )

Цукровий діабет - це серйозне захворювання, яке дисбалансує всю метаболічну ситуацію і має значний негативний вплив на здоров’я кісток, що призводить до підвищеного ризику переломів та гіршого загоєння переломів.

Як при цукровому діабеті 1, так і 2 типу, гіперглікемія означає посилення глікації. Ці неконтрольовані, неферментативні реакції глюкози з власними білками організму призводять до посиленого накопичення AGE ("розвинені кінцеві продукти глікації") (11), наприклад HbA1c як кінцевий продукт глікації гемоглобіну.

У довгостроковій перспективі, і особливо у випадку підвищеного рівня цукру в крові, AGE мають клітинно-руйнуючу дію. Посилене утворення активних форм кисню внаслідок окисного стресу та запальних процесів є подальшими наслідками тривалого гіперглікемічного метаболічного стану (7).

Таким чином, цукровий діабет 1 і 2 типу спричиняє посилений апоптоз остеобластів та зниження продукції остеобластстимулюючих факторів через запальні процеси (10, 11).

Навіть якщо сигнальний шлях ще не повністю з’ясований, експерименти на тваринах показали, що контрольована загибель остеоцитів у клітинах (апоптоз) призводить до внутрішньокортикального ремоделювання кісток. Передбачається, що вивільнення АТФ через розкриття каналів паннексину служить сигналом локалізації фагоцитів. Це може означати, що активація паннексинових каналів контролює апоптоз остеоцитів у втомленій кістці та стимулює вироблення RANKL сусідніх остеоцитів, так що АТФ, імовірно, є вирішальним посередником у сигнальному шляху (9).

Але тепер ми також знаємо, що не тільки тривала гіперглікемія негативно впливає на здоров’я кісток. Значно знижені параметри ремоделювання кісток у діабетиків 2 типу, на відміну від діабетиків 1 типу, також можна пояснити різкими змінами рівня цукру в крові, які через лігандну систему OPG-RANK мають згубний вплив на здоров'я кісток у діабетиків (5).

За наслідки посиленої мінералізації кісткового матриксу, серед іншого, зміни факторів колагену, IGF-1 та склеростин, ймовірно, частково відповідальні (6), але лонгітюдні дослідження з цієї теорії все ще очікуються.

Ожиріння, цукровий діабет та остеопороз

Причини очевидної, але дуже розгалуженої взаємодії ожиріння, цукрового діабету та остеопорозу ще недостатньо з'ясовані.

На додаток до вже згаданих причин, важливу роль відіграє також загальна історія розвитку гормонально активних адипоцитів та остеобластів з мезенхімальних стовбурових клітин.

Жирові клітини виробляють і секретують тканинні гормони лептин і адипонектин. Лептин регулює енергетичний баланс, контролюючи голод і ситість. Мутація гена лептину, наприклад, призводить до підвищення рівня лептину, підвищення апетиту та патологічного ожиріння (ожиріння, пов’язане з ендокринною системою). Згідно з результатами експериментів на мишах на тваринах, центральним контрольним ядром лептину є вентромедіальний гіпоталамус. Однак лептин, очевидно, також може ефективно діяти в інших областях мозку. Наприклад, якщо ви пригнічуєте вироблення серотоніну, негативні наслідки дефіциту лептину на метаболізм кісткової тканини та щільність кісткової тканини можуть бути змінені. Побічна регуляція також відбувається через активацію симпатичної нервової системи. Периферійні механізми дії є

підвищення чутливості до інсуліну (можливо, через IGFBP-2) та
утворення рецепторів лептину на остеобластах, що, мабуть, має прямий вплив на диференціацію остеобластів і, отже, на здоров’я кісток.

Взаємодія між центральним та периферичним способами дії, ймовірно, також залежить від сироваткової концентрації лептину. Зрештою, ці відносини ще не повністю зрозумілі (3). Адипонектин діє по-різному на метаболізм глюкози та жирів. Це підвищує чутливість клітин-мішеней до інсуліну та призводить до розвитку метаболічного синдрому у разі збоїв. Відповідно, науково доведено зв’язок між низьким рівнем адипонектину та розвитком діабету 2 типу.

Остеобласти виробляють пептидний гормон остеокальцин. Він сприяє виробленню адипонектину, підвищує чутливість м’язів та жирових клітин до інсуліну та збільшує кількість β-клітин у підшлунковій залозі, а отже, і вивільненню інсуліну. Крім того, остеокальцин призводить до негайного зменшення жирової маси.

Не тільки кісткові клітини демонструють високий рівень гормональної активності за участю в різних метаболічних процесах, жирові клітини також беруть участь в метаболічних процесах людського організму завдяки вивільненню тканинних гормонів і, здається, дуже тісно пов’язані між собою за наслідками та наслідками. Хоча лептин позитивно впливає на здоров'я кісток, вже згаданий метаболічно активний вісцеральний жир через секрецію цитокінів і адипокінів є негативним фактором, що впливає на мікроархітектуру кістки і пов'язаний з підвищеним ризиком переломів.

Втрата трабекулярної кісткової структури характеризується також збільшенням інфільтрації простору кісткового мозку жировими клітинами та одночасним зміщенням остеобластів. Ця зміна також часто спостерігається при вторинному остеопорозі, і в цьому контексті також відзначається збільшення активності так званих рецепторів PPARγ, що пов'язано з остеопоротичними змінами кісток. Тривалий час тіазолідиндіони, також відомі як глітазони, використовувались для лікування СД 2 типу.

Глітазони, які сьогодні вже заборонені для протидіабетичного лікування, ведуть через агоністичний вплив на рецептори PPAR до сенсибілізації клітин-мішеней до інсуліну і, таким чином, спричиняють поліпшення засвоєння глюкози. На додаток до контролю рівня цукру в крові, цей протидіабетичний засіб також спричинює витіснення остеобластів з простору кісткового мозку (адипогенну замість остеогенної диференціації) та посилення колонізації жировими клітинами, як при ЦД 2 типу. В результаті вони пригнічують диференціювання остеобластів і збільшують ризик переломів.

Ожиріння, цукровий діабет та остеопроз - явища не окремі, а навпаки, вбудовані в багатофакторний процес захворювання.
З'ясування різних взаємозалежностей та механізмів дії між глюкозою, метаболізмом ліпідів та метаболізмом кісток представляє не лише великий науковий інтерес; Це важливий крок на шляху профілактики та лікування обох захворювань, особливо для пацієнтів та тих, хто їх лікує.

Професор доктор мед. Вальтер Йозеф Фассбендер, магістр.

Ендокринологія/діабетологія FMH, Клінічна хімія FAMH

medica - Медичні лабораторії Dr. Ф. Кдппелі А. Г., Цюріх

Лікар з медицини праці; корпорація ias,
компанія групи ias

Конфлікт інтересів: автори заявляють, що конфліктів інтересів не існує.