ВПЛИВ ХРОНІЧНОЇ ГІПЕРГЛІКЕМІЇ НА СТАН ОПОРНО-РУХОВОГО АПАРАТУ

  • A.O. Ponyrko Сумський державний університет, медичний інститут
Ключові слова: цукровий діабет, гіперглікемія, кістки, інсулін.

Анотація

Цукровий діабет - це порушення обміну речовин, яке на сьогоднішній день є загрозливою проблемою для здоров’я людини, поширеність цього захворювання протягом останніх десятиліть постійно збільшується у всьому світі. Цукровий діабет розглядається як невиліковний метаболічний розлад, який характеризується гіперглікемією, що була спричинена в результаті дефектів секреції інсуліну. Ця хвороба щороку вражає майже 3% всього населення. Хронічна гіперглікемія є причиною дисфункції різних органів організму, таких як очей, нирок, нервів, серця та кровоносних судин. До найчастіших ускладнень цукрового діабету відносять ураження судин дна ока, нирок, нижніх кінцівок та враження нервової системи. Високий рівень глюкози в крові спричинює розвиток широкого спектру патологічних порушень в тому числі і в кістках. Дослідження останніх років показали, що при цукровому діабеті часто спостерігаються захворювання кісток скелету. Говорячи про дію гіперглікемії на кістки, потрібно відзначити розвиток остеопенії та остеопорозу. В статті наведені патофізіологічні механізми дії гіперглікемії під час цукрового діабету 1 типу, які показують комплексні порушення органів опорно-рухового апарату. Патогенний вплив гіперглікемії має значний вплив на кісткову тканину а саме: зниження мінеральної щільності кісткової тканини, що обумовлено недостатністю інсуліну і як наслідок значними метаболічними порушеннями, зниження кісткової маси, пригнічення формування кісткової тканини, значне зниження мікроелементного складу кістки. Сукупність цих факторів формує відповідне патоморфологічне підґрунтя для розвитку діабетичної остеопатії. Стаття висвітлює механізм дії гіперглікемії на кістки скелету з метою стимулювання більш детального розгляду цукрового діабету на експериментальних тваринах.

Посилання

1. Kanazawa I. Interaction between bone and glucose metabolism. Endocrine Journal. 2017;64(1):1-10. DOI.org/10.1507/endocrj.EJ17-0323

2. Shepel'kevich AP, Kabak SL, Rogov YUI. i dr. Morfologicheskiye izmeneniya kostnoy tkani pri sakharnom diabete 1-go tipa [Morphological changes in bone tissue in type 1 diabetes]. Voyennaya meditsina. 2011;4(21):68-73. (Russian).

3. Ponyrko AO, Dmytruk SM, Bumeyster VI. Biomekhanichni vlastyvosti ta makroelementnyy sklad dovhykh trubchastykh kistok shchuriv za umov eksperymentalʹnoyi hiperhlikemiyi [ Biomechanical properties and macronutrient composition of long tubular bones of rats under conditions of experimental hyperglycemia]. Svit medytsyny ta biolohiyi. Podano do druku 2.09.2019:1-19. (Ukrainian)

4. Brandi ML Zdorove kostey i sakharnyy diabet [Bone health and diabetes]. Osteoporoz i osteopatii. 2011;2: 23-6. (Russian)

5. Shu A, Yin MT, Stein E, Cremers S, Dworakowski E, Ives R et al.Bone structure and turnover in type 2 diabetes mellitus. Osteoporos Int. 2012;23(2): 635-41. DOI: 10.1007/s00198-011-1595-0

6. Wongdee K, Charoenphandhu N. Osteoporosis in diabetes mellitus: Possible cellular and molecular mechanisms. World J. Diabetes. 2011; 2: 41-8. DOI:10.4239/wjd.v2.i3.41

7. Teslyk TP, Dmytruk SN, Ponyrko AA, Ivchenko VD. Osobennosti morfologicheskikh izmeneniy legochnoy tkani krys molodogo vozrasta v usloviyakh eksperimental'nogo alloksanovogo diabeta [Features of morphological changes in the lung tissue of young rats under conditions of experimental alloxan diabetes] . Azerbaijan Medical Journal. 2018;3:104-109.

8. Akin O, Gol K, Akturk M, Erkaya S. Evaluation of bone turnover in postmenopausal patients with type 2 diabetes mellitus using biochemical markers and bone mineral density measurements. Gynecol. Endocrinol. 2003;17(1):19-29. DOI: 10.1080/gye.17.1.19.29

9. Ministerstvo okhorony zdorovya Ukrainy [Internet]. 2020. Available from: https://moz.gov.ua/article/health/vsesvitnij-den-borotbi-z-diabetom-scho-treba-znati-pro-hvorobu.

10. Obukhova OA, Kashiya Sh R, Kurmukov IA, SaltanovAI. Giperglikemiya pri kriticheskikh sostoyaniyakh: vozmozhnye puti resheniya problem [Hyperglycemia in Critical Conditions: Possible Solutions]. Zhurnal «Meditsina neotlozhnykh sostoyaniy». 2011;4(35). (Ukrainian)

11. Kaminskiy AV. Sakharnyy diabet Сhast1. Neprostye voprosy diagnostiki [Diabetes. Part 1. Difficult Diagnostic Issues]. Gazeta «Novosti meditsiny i farmatsii». 2012;8(410):43-7. (Ukrainian)

12. Titov VN, ShiryaevaYu K, Khokhlova NV. Glyukoza, glikotoksiny i produkty glikilirovaniya. Uchastie v patgeneze mikroangiopatiy, aterioloskleroza i ateroskleroza [Glucose, glycotoxins and glycation products. Participation in the pathogenesis of microangiopathies, arteriolosclerosis and atherosclerosis] . Klinicheskaya laboratornaya diagnostika. 2011;11:3-13. (Russian)

13. Kyung SP, Kwang BC, Seon H, Jae HP, Byung I J, Kyeong OK et all. Characterization of smooth muscle, enteric nerve, interstitial cells of Cajal, and fibroblast-like cells in the gastric musculature of patients with diabetes mellitus. World journal of gastroenterology. 2016;22:131-38. DOI: 10.3748/wjg.v22.i46.10131

14. Mehrabzadeh M, Pasalar P, Karimi M, Abdollahi M, Daneshpour M, Asadolahpour E et all. Association between ELMO1 gene polymorphisms and diabetic nephropathy in an Iranian population. Journal of Diabetes & Metabolic Disorders. 2016;15(43):1-7. DOI: 10.1186/s40200-016-0265-3

15. Dedukh NV. Kostnaya tkan: strukturno-funktsionalnye osobennosti i starenie [Bone tissue: structural and functional features of aging] . Problemi osteologiyi. 2007;10(3–4):9–16. (Ukrainian)

16. José G, Oliveir PL, Durigan BassoTL, Fontanar LA, Souza Faloni AP, Júnior EM, Perez Orrico SR. Glycemic control protects against trabecular bone microarchitectural damage in a juvenile male rat model of streptozotocin-induced diabetes. Endocrine Research. 2017;42(3). DOI.org/10.1080/07435800.2017.1292521

17. Jiao H; Xiao E; Dana T. Graves. Diabetes and Its Effect on Bone and Fracture Healing. Current Osteoporosis Reports. 2015;13(5):327-35. DOI 10.1007/s11914-015-0286-8

18. Heather B. Hunt, Jared C. Pearl, David R. Diaz, Karen B. King, Eve Donnelly. Bone tissue collagen maturity and mineral content increase with sustained hyperglycemia in the KK-Ay murine model of type 2 diabetes. Journal of Bone and Mineral Research. 2018;33(5):921-29. DOI: 10.1002/jbmr.3365

19. Avrunyn AS, Tykhylov RM, Abolyn AB. Urovny organyzatsyy myneralnogo matryksa kostnoy tkany y mekhanyzmy, opredelyayushchye parametry ykh formyrovanyya [ Levels of organization of the mineral matrix of bone tissue and mechanisms that determine the parameters of their formation]. Morfologyya.2005;2:78-81. (Ukrainian)

20. Alekseenko NA, Gushcha SG, Tikhokhod LV. Vliyanie slabomineralizovannykh kremniysoderzhashchikh mineralnykh vod Ukrainy na vodno-solevoy obmen v organizme eksperimentalnykh zhivotnykh [Influence of low-mineralized silicon-containing mineral waters of Ukraine on water-salt metabolism in the body of experimental animals]. Medichna reabilitatsiya kurortologiya fizioterapiya.2005;3:21-3. (Ukrainian)

21. Lunt M, Masaryk P, Scheidt-Nave C, Nijs J, Poor G, Pols H et all. The effects of lifestyle, dietary dairy intake and diabetes on bone density and vertebral deformity prevalence: the EVOS study. Osteoporos Int. 2001;12:688-98. DOI: 10.1007/s001980170069

22. Danylchenko LI. Shvydkist vtraty kistkovoi masy u khvorykh na menopauznyy osteoporoz [The rate of bone loss in patients with menopausal osteoporosis] . Odeskyy medychnyy zhurnal.2002;3:43-5. (Ukrainian)

23. Anisimova OO. BAD pri narusheniyakh funktsiy opornodvigatelnogo aparata [Dietary supplement for disorders of the musculoskeletal system]. Rossiyskie apteki. 2007;5:35. (Russian)

24. Kartamysheva NN, Chumakova OV. Kostnoe remodelirovanie kak model mezhkletochnykh vzaemodeystviy [Bone remodeling as a model of intercellular interactions]. Nefrologiya i dializ. 2004;6(1):43-6. (Russian)

25. Cherkasov VG, Kovalchuk OI, Bobryk II, Guminskyy YuY. Mizhnarodna anatomichna terminologiya (latynski, ukrainski, rosiyski ta angliyski ekvivalenty) [International anatomical terminology (Latin, Ukrainian, Russian and English equivalents)]. Vinnytsya : Nova Knyga; 2010:392р. (Ukrainian)

26. Kichenko AA , Tvere VM , Nyashin YuI, Simanovskaya EYu, Elovikova AN. Stanovlenie i razvitie klassicheskoy teorii opisaniya struktury kostnoy tkani [Formation and development of the classical theory of describing the structure of bone tissue]. Rossiyskiy zhurnal biomekhaniki. 2008;12(1):69–89. (Russian)

27. Mozheyko LA. Eksperimentalnye modeli dlya izucheniya sakharnogo diabeta. Chast 1. Alloksanovyy diabet [Еxperimental models for the study of diabetes mellitus. part 1.alloxan diabetes]. Zhurnal Grodnenskogo meditsinskogo universiteta. 2013;3:26-8.[ Belarus]

28. Pisarev VB, Snigur GL, Spasov AA, Samokhina MP. Kletochnaya gibel β-endokrinotsitov pankreaticheskikh ostrovkov, obuslovlennaya allksanovoy tsitotoksichnostyu [Cell death of β-endocrinocytes of pancreatic islets due to allxan cytotoxicity]. Morfologiya. 2008;4:24-25. (Ukrainian)

29. Spasov AA, Voronkova MP, Singur GL, Chepleyeva NI, Chepurnova MV. Eksperimentalnaya model sakharnogo diabeta 2 tipa [An experimental model of type 2 diabetes mellitus]. Biomeditsina. – 2011;3:12-8. (Russian)

30. Skoromnaya NN. Vliyanie metabolicheskogo sindroma na sostoyanie kostnoy tkani u detey [Influence of metabolic syndrome on the state of bone tissue in children]. Tavricheskiy Mediko-biologicheskiy vesnik. 2013;16(1,ch.3 (61):271-275. (Ukrainian)

31. Kanazawa I. Interaction between bone and glucose metabolism. Endocrine Journal. 2017; 64 (1):1-10. DOI. 10.1507/endocrj.EJ17-0323

32. Kao WH, Kammerer CM, Schneider JL, Bauer RL, Mitchell BD. Type 2 diabetes is associated with increased bone mineral density in Mexican-American women. Arch Med Res. 2003;34(5):399-406. DOI: 10.1016/j.arcmed.2002.07.001

33. Grishchyuk MI, Boychuk ТМ, Petryshev OI. Porivnyalna kharakteristika eksperimentalnikh modeley tsukrovogo diabetu [Сomparative characteristics of experimental models of diabetes mellitus]. Svit meditsini ta biologiyi. 2014;2(44): 199-202. (Ukrainian)

34. Dzhafarova RE Sravnitelnoe issledovanie razlichnykh modeley alloksan-indutsirovannogo sakharnogo diabeta [Comparative study of different models of alloxan-induced diabetes mellitus]. Kazanskiy meditsinskiy zhurnal. 2013;6: 915-19. (Russian)

35. Vashishth D, Gibson GJ, Khoury JI, Schaffler MB, Kimura J, Fyhrie DP. Influence of nonenzymatic glycation on biomechanical properties of cortical bone. Bone. 2001;28:195-201. DOI: 10.1016/s8756-3282(00)00434-8

36. Gennari L, Merlotti D, Valenti R, Ceccarelli E, Ruvio M, Pietrini MG et all. Circulating Sclerostin Levels and Bone Turnover in Type 1 and Type 2 Diabetes. The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism. 2012;97(5):1737–1744. DOI. 10.1210/jc.2011-2958

37. Pacicca DM, Brown T, Watkins D, Kover K, Yan Y, Prideaux M et all. Elevated glucose acts directly on osteocytes to increase sclerostin expression in diabetes. Scientific Reports. 2019; 9(1): 17353. DOI. 10.1038/s41598-019-52224-3

38. Zhukouskaya VV, Eller-Vainicher C, Shepelkevich AP, Dydyshko Y, Cairoli E, Chiodini I. Bone health in type 1 diabetes: focus on evaluation and treatment in clinical practice. Journal of Endocrinological Investigation Official Journal of Italian Society of Endocrinology (SIE). 2015;38(9):941–50. DOI 10.1007/s40618-015-0284-9.

39. Schwartz AV. Diabetes mellitus: does it affect bone. Calcif. Tissue Int. 2003;73:515-19. DOI.org/10.1007/s00223-003-0023-7

40. Pan H, Wu N, Yang T, He W. Association between bone mineral density and type 1 diabetes mellitus: a meta-analysis of cross-sectional studies. Diabetes Metab Res Rev. 2014;30(7): 531-42. DOI: 10.1002/dmrr.2508

41. Shchubelka KM, Oleksyk OT, Ganych TM. Stan oporno-rukhovogo aparatu u khvorykh na tsukrovyy diabet [The state of the musculoskeletal system in patients with diabetes]. Mizhnarodnyy endokrynologichnyy zhurnal. 2017;13(6):450-54. (Ukrainian)

42. Roggen I, Gies I, Vanbesien J, Louis O, Schepper J. Trabecular bone mineral density and bone geometry of the distal radius completion of pubertal growth in childhood type 1 diabetes. Horm Res Paediatr.2013;79(2):68-74. DOI: 10.1159/000346686

43. Wongdee K, Charoenphandhu N. Osteoporosis in diabetes mellitus: Possible cellular and molecular mechanisms. World J. Diabetes. 2011;2:41-8. DOI: 10.4239/wjd.v2.i3.41

44. Marin C, Frank P. Luyten, Schueren BV, Kerckhofs G, Vandamme K. The Impact of Type 2 Diabetes on Bone Fracture Healing. Frontiers in Endocrinology.2018;9(6):1-15. DOI 10.3389/fendo.2018.00006

45. Rohilla A, Shahjad A. Alloxan Induced Diabetes: Mechanisms and Effects. International Journal of Research in Pharmaceutical and Biomedical Sciences. 2012;3(2):819-23.
Опубліковано
2021-03-21
Як цитувати
Ponyrko, A. (2021). ВПЛИВ ХРОНІЧНОЇ ГІПЕРГЛІКЕМІЇ НА СТАН ОПОРНО-РУХОВОГО АПАРАТУ. Актуальні проблеми сучасної медицини: Вісник Української медичної стоматологічної академії, 21(1), 184-187. https://doi.org/10.31718/2077-1096.21.1.184