Type-2 diabetes kan påvirke ryggvirvelskiver, forårsake korsryggsmerter

Hvordan diabetes påvirker ryggraden

Tidligere studier viser at diabetes type 2 kan påvirke kroppens ryggrad og rygg negativt.

For eksempel har personer med type-2 diabetes økt risiko for å utvikle diffus idiopatisk skjeletthyperostose. Diffus idiopatisk skjeletthyperostose er en type leddgikt som herder sener og leddbånd rundt ryggraden, noe som forårsaker stivhet, redusert bevegelse og smerte.

En studie publisert i mars 2022 fant at personer med type 2-diabetes har en høyere risiko for å utvikle lumbal disc degeneration sykdom.

Andre studier har koblet type-2 diabetes med økt risiko for å utvikle andre spinalsykdommer, inkludert spinal stenose og vertebral osteomyelitt.

Tidligere forskning har også assosiert type-2 diabetes sykdomsprogresjon med kroniske ryggsmerter.

Tidligere studier har vist at personer med diabetes har 35 % økt risiko for å oppleve korsryggsmerter og 24 % økt risiko for å ha nakkesmerter sammenlignet med de som ikke har diabetes.

Diabetes kan skade kollagenfibriller i ryggraden

«Vi ønsket å se om effektene av diabetes vi så i beinene også var tilstede i ryggvirvelskivene eller ikke. Funnet kan forklare skivedegenerasjon og korsryggsmerter i disse populasjonene, sier doktor Claire Acevedo, assisterende professor ved Institutt for mekanisk og romfartsteknikk ved University of California San Diego, adjunkt assisterende professor i biomedisinsk ingeniørfag og maskinteknikk ved University of Utah, og medforfatter av denne studien, forklarte oss på spørsmål om hvorfor de bestemte seg for å fokusere på ryggraden for studien.

For denne studien brukte forskerne en rottemodell for type 2-diabetes. Virvelskiver fra rotter med type 2-diabetes ble sammenlignet med friske rotter for å se etter eventuell kollagenfibrillerdeformasjon i skivene. Den ytre delen av vertebrale skiver er laget av lag av kollagen og proteiner.

Forskerne oppdaget hos rotter med type 2-diabetes at kompresjonsevnen til skivekollagenfibrillerne ble kompromittert, noe som førte til at kollagenet ble stivt og sprøtt. Derfor har kollagenet dårlig motstand mot kompresjonskraft sammenlignet med sunt kollagen.

«Type 2-diabetes og den tilhørende hyperglykemien skader kollagenfibrillene raskere enn vanlig, som en rask aldringsprosess.»
– Doktor Claire Acevedo

«Type 2-diabetes og den tilhørende hyperglykemien begrenser de vanlige kompresjonsmekanismene (energispredningsmekanismene) i skivene ved å begrense kollagenfibrillenes deformasjon, gjøre kollagenet mer stivt og sprøtt, og ved å begrense lamellrotasjonen,» forklarte doktor Acevedo.

«Fremtidig behandling kan målrette disse sykdommene for å gjenopprette platens evne til å deformere normalt,» la hun til.

Observerer i nanoskala

Forskere brukte en eksperimentell teknikk kalt synchrotron small-angle x-ray scattering (SAXS) for å se etter endringer i platekollagenadferd på nanoskala.

«Småvinklet røntgenspredning er en røntgendiffraksjonsteknikk som gjør oss i stand til å måle kollagenfibrillens periodisitet (67 nm). Når vi utfører en strekktest foran røntgenstrålen, øker kollagenperiodisiteten,» sa doktor Acevedo.

«Vi kan fange opp denne endringen i kollagenperiodisiteten, som lar oss beregne kollagendeformasjonen eller belastningen og måle hele platens deformasjon eller belastning samtidig,» fortsatte hun. «Derfor kan vi se hvor mye skivebelastning som overføres til kollagennivået på nanoskala.»

For de neste trinnene i denne forskningen sa Doctor Acevedo at de vil se på måter å finne en proxy for avansert glycation end-products (AGEs) kryssbindingsvurdering. AGE er en biomarkør assosiert med aldring og både utvikling og forverring av degenerative tilstander som diabetes.

«Å vurdere AGEs innhold i plater eller bein er komplisert og påtrengende, mens vurdering av AGEs kryssbindingsøkning i huden kan være en god måte å vurdere den samme økningen i skiver og bein, selv om den absolutte innholdsverdien vil variere mellom vev,» sa hun.

Type-2 diabetes påvirker kollagen over hele kroppen

Vi snakket også om denne studien med doktor Neel Anand, en ortopedisk kirurg og meddirektør for ryggradstraumer ved Cedars-Sinai Spine Center i Los Angeles.

Doktor Anand sa at han ikke var overrasket over funnene i denne studien.

«Type 2-diabetes påvirker kollagen – det er en kollagensykdom og vertebrale skiver er kollagen,» forklarte han. «Ringen på skiven på utsiden er laget av kollagenfibre. Så det er ikke overraskende at diabetes type 2 vil påvirke platen i en eller annen form.»

«Type 2 diabetes påvirker kollagen over hele kroppen. Kollagenet vil bli påvirket på samme måte som diabetes type 2 påvirker blodårene i kroppen. Det er det type 2-diabetes gjør — det er derfor du får vaskulære problemer, du får hjerteproblemer, du får nyreproblemer. Du får en million problemer med diabetes type 2, inkludert øyeproblemer, så det påvirker mange ting.»
— Doktor Neel Anand

Imidlertid minnet doktor Anand oss ​​om at denne forskningen ble utført gjennom en rottemodell.

«Mennesker er ikke rotter,» fortsatte han. «Er dette funnet sant hos mennesker? Det er det sannsynligvis – det er sannsynligvis et element i det. Noen må bevise at det er sant hos mennesker på et tidspunkt. Til syvende og sist må det oversettes til mennesker.»

Informasjonskilde

• Link til studien: https://academic.oup.com/pnasnexus/article/2/12/pgad363/7342234