揭示糖尿病患者为什么容易骨折？
来源：本站原创 2020-06-10 06:46
2020年6月10日讯 /生物谷BIOON /——2型糖尿病患者骨折的可能性是非糖尿病患者的三倍。由于美国糖尿病患者的数量正在迅速增加，2型糖尿病患者的骨骼脆弱性是一个日益增长但鲜为人知的公共卫生问题。通常骨密度低是骨质脆弱的罪魁祸首，但2型糖尿病患者并非如此，他们的骨密度往往正常到很高。然而，他们仍然以惊人的速度遭受骨折之苦。没有人知道为什么。在Lamya
2020年6月10日讯 /生物谷BIOON /——2型糖尿病患者骨折的可能性是非糖尿病患者的三倍。由于美国糖尿病患者的数量正在迅速增加，2型糖尿病患者的骨骼脆弱性是一个日益增长但鲜为人知的公共卫生问题。
通常骨密度低是骨质脆弱的罪魁祸首，但2型糖尿病患者并非如此，他们的骨密度往往正常到很高。然而，他们仍然以惊人的速度遭受骨折之苦。没有人知道为什么。
在Lamya Karim的骨骼生物力学实验室里，研究人员试图通过观察糖尿病患者骨骼的内部微观结构来了解到底是哪里出了问题。他们认为他们正在发现糖尿病患者骨质脆弱的生物学机制之一。
骨头还活着
骨骼是活的器官。它们给身体结构和保护；包含骨髓的生存空间，在那里产生血细胞；并提供稳定的矿物质供应，包括钙和磷。
如果受伤了，骨头可以自己修复，或者通过医疗干预，任何曾经断过骨头的人都可以证明这一点。但你可能不知道的是，骨骼通过一个被称为重塑的过程处于持续的修复状态。
图片来源：Taraneh Rezaee, CC BY
每天，身体活动都会以微骨折的形式对骨骼造成磨损和撕裂，而身体通常会进行修复。骨骼愈合的过程包括分解受损区域的矿物质和蛋白质，并用健康的新蛋白质取而代之。
蛋白质交联
这些新鲜的蛋白质由氨基酸组成，氨基酸在体内与糖发生自然反应。想想切开的苹果在空气中是如何慢慢变黄的。氨基酸和糖在体内的化学反应是相似的。这一过程被称为非酶糖化，发生在全身组织，包括骨骼。
就像苹果会变成棕色一样，非酶糖化作用会对蛋白质产生褐变作用，产生称为交联的微小化学桥梁。每个人都会出现交联，因为每个人体内都有一些糖。尽管它们是自然形成的，非酶交联对你没有好处。
它们是有害的，因为它们会使附着的蛋白质变硬，防止它们在日常行走的压力下弯曲。这种硬度听起来可能是一件好事，但骨骼需要一点弯曲或弯曲，以防止微骨折的形成。非酶交联实际上会使骨骼变得更脆，从而削弱骨骼。
通常情况下，人体很容易通过分解和消除交联来控制交联。但在2型糖尿病患者的骨骼中，情况就不同了。Karim实验室和其他人的研究发现了两个令人不安的因素。
首先，2型糖尿病患者体内的糖分含量很高。因为糖是形成交联的化学反应的燃料，他们认为在糖尿病患者的骨骼中比正常健康的骨骼中有更多的交联。Karim和他的同事们认为，这些交联的积累可能是糖尿病患者骨骼更脆弱的原因之一。
第二个因素是，2型糖尿病患者的骨重建水平较低，这意味着他们清除交联的能力降低。研究人员认为这进一步促进了糖尿病患者骨组织中大量的交联。
交联在其他器官中也会发生在糖尿病患者中，它们被发现会导致血管损伤、肾脏损伤和眼部健康不良等并发症。总的来说，研究骨骼中的交联是一个相对新兴的研究领域，在糖尿病患者的骨骼中甚至更新。
Karim实验室的发现
Karim的团队由生物医学工程师、机械工程师、土木工程师、化学家和医生组成，他们利用病人和尸体的糖尿病骨来研究交联和微骨折。
图片来源：Taraneh Rezaee, CC BY
在一项研究中，他们招募了接受髋关节置换治疗的糖尿病患者，收集手术过程中丢弃的髋骨标本进行研究。他们发现，与非糖尿病患者相比，骨骼外壳形成的坚硬、致密的骨头往往有更多的交联、机械性能较弱。他们还模拟了尸体骨骼中的高糖水平。虽然尸骨已不复存在，但其蛋白质结构却完好无损。当他们在糖溶液中培养这些骨骼样本时，糖仍然可以与骨骼蛋白质中的氨基酸发生反应，产生交联。最近，研究人员利用这项技术表明，暴露在高糖环境下的骨骼样本产生了更多的交联，更弱，更容易发生微骨折。
Karim和他的同事们目前正致力于测量不同类型的交联，并计划更仔细地研究微骨折是如何以及在哪里形成的。他们希望能够预测骨折是如何在病人身上发生的。此外，他们正在测试不同的化合物，这些化合物可能会破坏骨交联或阻止其形成，希望他们的工作将有助于未来的治疗和更好的糖尿病患者的医疗护理。（生物谷Bioon.com）
参考资料：
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