Цукровий діабет: вплив на метаболізм кісткової тканини

Резюме. І причина підвищення ризику переломів кісток

Ускладнення цукрового діабету і переломи кісток, обумовлені остеопорозом, є одними з найбільш важливих причин захворюваності та смертності у пацієнтів похилого віку і мають безліч особливостей, включаючи генетичну схильність, молекулярні механізми і фактори навколишнього середовища. Зв'язок між цими двома хронічними захворюваннями обумовлює ймовірність того, що деякі антидіабетичні методи лікування можуть впливати на метаболізм кісткової тканини.

Як глікемічний, так і кістковий гомеостаз контролюються загальними регуляторними факторами, які включають інсулін, накопичення кінцевих продуктів глікірованія, гастроінтестинальні гормони, остеокальцин і ін. Цей фон дозволяє окремим фармакологічним агентам в рамках антидіабетичної терапії впливати на метаболізм кісткової тканини через їх непрямого впливу на диференціювання клітин і процес ремоделювання кістки. Виходячи з цього, важливо розглядати переломи кісток через їх крихкості як ще одне ускладнення цукрового діабету і більш детально обговорити потребу в адекватному скринінгу і профілактичні заходи.

Цукровий діабет 2-го типу пов'язаний з підвищеним ризиком перелому кісток, хоча мінеральна щільність кісткової тканини, згідно із заявами деяких вчених, не схильна до його впливу або навіть вище у пацієнтів з цукровим діабетом. Така причинність обумовлена ​​ймовірністю поєднання ознак, включаючи тривалість захворювання на цукровий діабет, недостатній глікемічний контроль, більш високий ризик падіння внаслідок гіпоглікемії, остеопению, порушення мінеральної щільності кісток і побічні ефекти лікарських засобів, що може привести до більш високому ризику розвитку крихкості і переломів кісток.

На жаль, в даний час є недолік наукових знань про вплив цукрового діабету і більшості антидиабетических методів лікування на кісткову тканину і ризик переломів кісток. У зв'язку з цим бразильські вчені провели огляд з метою вивчення впливу цукрового діабету 2-го типу на метаболічні і механічні властивості кісткової тканини і ризик переломів кісток, результати якого опубліковані 19 жовтня 2017 року в журналі «Diabetology & Metabolic Syndrome».

Поширеність цукрового діабету підвищилася з ростом епідемії ожиріння головним чином через зміни способу життя, нав'язаних сучасними умовами. Пацієнти з погано контрольованим цукровим діабетом 2-го типу схильні до підвищеного ризику розвитку ускладнень цього захворювання, включаючи макрососудістие захворювання, ретинопатію, нефропатію, нейропатию і ін. Останнім часом деякі вчені вважають підвищений ризик переломів кісток через їх крихкості ще одним серйозним ускладненням цукрового діабету .

Згідно з результатами Роттердамського дослідження, в осіб з цукровим діабетом 2-го типу виявлено підвищений (на 69%) ризик переломів кісток у порівнянні зі здоровими людьми. Хоча, як це не парадоксально, відзначено, що у пацієнтів з цукровим діабетом 2-го типу підвищена мінеральна щільність кісткової тканини шийки стегнової кістки та поперекового відділу хребта.

Остеопороз є однією з найбільш важливих причин зниження мінеральної щільності кісткової тканини, його діагностують у близько 200 млн жінок у всьому світі. На частку жіночого населення у віці старше 50 років припадає понад 8,9 млн випадків переломів кісток в рік. Як цукровий діабет 2-го типу, так і остеопороз - хронічні захворювання, які значно прогресують з віком, з можливим одночасним перебігом, поширеність яких стрімко підвищується в усьому світі.

Деякі вчені відзначають, що цукровий діабет 2-го типу негативно впливає на міцність кісток, причому незалежно від мінеральної щільності кісткової тканини. Більш високий ризик перелому продемонстрований в одному з досліджень, де вказано, що відносний ризик перелому кісток становить 1,64 (95% довірчий інтервал 1,07-2,51) у пацієнтів з цукровим діабетом у порівнянні зі здоровими людьми навіть після корекції по мінеральної щільності кісток і додаткових чинників ризику їх перелому.

В одному з перехресних досліджень за участю хворих на цукровий діабет 2-го типу за допомогою периферичної кількісної комп'ютерної томографії високої роздільної здатності та магнітно-резонансної томографії виявлено дефекти як кортикальної, так і трабекулярної кістки. Також порушується ремоделирование кісткової тканини, що підтверджується гістоморфометріческім її аналізом і є додатковим фактором підвищення ризику переломів кісток через їх крихкості у пацієнтів з цукровим діабетом 2-го типу.

Ці ж пацієнти мають підвищений ризик всіх клінічних типів переломів кісток, особливо це стосується афроамериканської та латиноамериканської популяцій. Старіння, переломи кісток в анамнезі, застосування глюкокортикостероїдів, більш тривала тривалість цукрового діабету і поганий глікемічний контроль є лише деякими з безлічі можливих факторів. Як ускладнення супутніх захворювань, так і діабетичні ускладнення, такі як сенсорна нейропатія і порушення зору, припускають більший ризик падіння. Крім того, ризик падіння може також асоціюватися, принаймні частково, з підвищенням частоти розвитку гіпоглікемії, постуральної гіпотензії і судинних захворювань, що сприяє зростанню ризику перелому кісток через їх крихкості.

Вивчено вплив рівня вітаміну D в крові на глікемічний контроль і мінеральну щільність кісток у жінок з цукровим діабетом 2-го типу в постменопаузі. Вітамін D грає фундаментальну роль в метаболізмі кісткової тканини і може впливати як на ризик розвитку цукрового діабету 2-го типу, так і на ефективність лікування пацієнтів з цим захворюванням. У деяких дослідженнях повідомляється про зворотного зв'язку між рівнями глікозильованого гемоглобіну і вітаміну D в сироватці крові, в той час як інші вчені виявили, що підвищення рівня вітаміну D в крові покращує глікемічний контроль у пацієнтів з цукровим діабетом 2-го типу.

Вітамін D, мабуть, стимулює експресію рецепторів інсуліну, тому дефіцит цього вітаміну може бути пов'язаний з інсулінорезистентністю. Вчені спробували оцінити вплив рівнів вітаміну D в крові на глікемічний контроль і метаболізм кісткової тканини, проте не змогли продемонструвати чіткий зв'язок між рівнями цього вітаміну і контролем глюкози або переломами кісток через остеопорозу, хоча повідомлялося, що пацієнти з низьким глікемічним контролем мали більш низькі рівні вітаміну D, ніж особи в групі контролю.

Глюкозозалежний інсулінотропний поліпептид і глюкагоноподобний пептиди-1 і -2 представляють собою гормони, що вивільняються кишковими ентероендокрінние K-клітинами в дванадцятипалій кишці, проксимальному відділі тонкої кишки і з L-клітин, розташованих в дистальному відділі клубової і поперечно-ободової кишці відповідно. Глюкозозалежний інсулінотропний поліпептид і глюкагоноподобний пептид-1 секретируются відразу після прийому їжі. Вони відразу потрапляють в кровотік в їх активної гормональної формі і взаємодіють з рецепторами, що зв'язують G-білки, присутніми в деяких клітинах і тканинах-мішенях. Однак биоактивность цих двох гормонів обмежена швидкої деградацією і інактивацією ферментом діпептіділпептідазой-4, який присутній в плазмі крові і експресується в багатьох тканинах.

Глюкозозалежний інсулінотропний поліпептид і глюкагоноподобний пептид-1 стимулюють вивільнення інсуліну з β-клітин підшлункової залози з метою пригнічення продукції глюкагону α-клітинами. Ці гормони активно впливають на метаболізм кісткової тканини, оскільки, як тільки їжа надходить в організм, резорбція кісткової тканини пригнічується. Під час надходження енергії в організм і надлишку поживних речовин баланс схиляється до утворення кісткової тканини, тоді як при відсутності енергії та поживних речовин посилюється її резорбція.

Виходячи з цього, глюкозозалежний інсулінотропний поліпептид і, можливо, глюкагоноподобний пептиди-1 і -2 можуть пояснювати взаємозв'язок між споживанням поживних речовин і придушенням розробці або стимуляцією формування кісткової тканини. Дослідження показують, що глюкагоноподобний пептид-2 може впливати на метаболізм кісткової тканини, діючи головним чином в якості антірезорбтівного гормону, тоді як глюкозозалежний інсулінотропний поліпептид може діяти як антірезорбтівного і анаболічний гормон.

Додатковим підходом до вивчення впливу цукрового діабету на метаболізм кісткової тканини є оцінка маркерів кісткового метаболізму в сироватці крові, зокрема остеокальцину і аміно-термінального пропептида проколагену I типу, рівень яких в крові знижується у пацієнтів з цукровим діабетом і назад корелює з рівнями глюкози в крові і кількістю жирової тканини. Ця концепція підтримує ідею про те, що біохімічні показники формування кісткової тканини нижче у пацієнтів з цукровим діабетом.

Вказується, що остеокальцин також відіграє вагому роль в енергетичному обміні. У своїй певній формі він стимулює секрецію інсуліну і підвищує чутливість як жирової, так і м'язової тканини до інсуліну. Продемонстровано зворотна взаємозв'язок між рівнем остеокальцину в крові і метаболічним синдромом , Що вказує на те, що його знижені рівні можуть впливати на патофізіологію цукрового діабету 2-го типу.

Склеростін, експрессіруемий остеоцитами, також є негативним регулятором кісткового метаболізму. Відзначається, що пацієнти з цукровим діабетом 2-го типу мають більш високі рівні склеростіна в сироватці крові, що пов'язано з підвищеним ризиком переломів кісток. Дослідження також показують, що рівні склеростіна напряму пов'язані з тривалістю цукрового діабету 2-го типу, так і з рівнем глікозильованого гемоглобіну і обернено пропорційні рівням маркерів метаболізму кісткової тканини.

Резюмуючи результати огляду, автори дійшли висновку, що пацієнти з цукровим діабетом 2-го типу мають підвищений ризик переломів кісток через їх крихкості, що не прогнозовані вимірами мінеральної щільності кісткової тканини. Цей вищий ризик, ймовірно, є багатофакторним. Незважаючи на ці особливості, в даний час немає рекомендацій щодо цілеспрямованого рутинного скринінгу або призначення профілактичних препаратів при остеопорозі у пацієнтів з на цукровий діабет .

Адекватний глікемічний контроль знижує цей ризик, а також ризик розвитку мікро- та макросудинних ускладнень, що, отже, може сприяти зниженню продукції кінцевих продуктів глікірованія, зменшення пошкодження судин в цілому і в кістковій тканині зокрема, а також зниження ризику падіння. Повідомляється про тісний взаємозв'язок між кістковим і енергетичним метаболізмом, причому цей зв'язок розвивається з моменту диференціювання адипоцитів і остеобластів з одних і тих же мезенхімальних стовбурових клітин.

У пацієнтів з гіперглікемією процес утворення кісткової тканини пригнічується, а всі описані механізми сприяють гіршого формуванню і «якості» кісткової тканини, що підвищує ризик переломів кісток. На думку вчених, в даний час важливо розглядати переломи кісток через їх крихкості як додаткове ускладнення цукрового діабету і необхідно визнати захворювання кісток при цукровому діабеті як специфічну патологію, а також більш детально обговорити необхідність адекватного скринінгу і профілактичних заходів.

• Sanches CP, Vianna AGD, Barreto FC (2017) The impact of type 2 diabetes on bone metabolism. Diabetol. Metab. Syndr., 9: 85.

Олег Мартишін