Impacto de la diabetes tipo 2 en la salud ósea
Un estudio revela cómo la diabetes afecta la fuerza ósea y la expresión genética.
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Tabla de contenidos
- Participantes del estudio
- Recolección de muestras
- Análisis de salud ósea
- Análisis de expresión genética
- Análisis estadístico
- Características de los sujetos
- Hallazgos sobre la salud ósea
- Hallazgos sobre la expresión genética
- Correlaciones con AGEs y niveles de azúcar en sangre
- Propiedades mecánicas y relaciones genéticas
- Discusión
- Conclusión
- Fuente original
La diabetes tipo 2 (T2D) es una condición común que afecta cómo el cuerpo maneja el azúcar, lo que lleva a niveles altos de azúcar en sangre. Esta condición se está volviendo más común en todo el mundo y puede tener muchos efectos negativos en el cuerpo, incluyendo problemas con los huesos. Las personas con T2D tienen un riesgo más alto de fracturarse los huesos, especialmente en la zona de la cadera, en comparación con quienes no tienen diabetes. Estudios muestran que los individuos con T2D tienen 1.27 veces más probabilidades de sufrir una fractura de cadera. Curiosamente, estas fracturas pueden ocurrir incluso cuando la densidad ósea es normal o más alta, lo que sugiere que la calidad de los huesos podría verse afectada en la diabetes.
La investigación muestra que la diabetes está relacionada con una menor tasa de recambio óseo, lo que significa que el proceso de construir y descomponer el hueso no está equilibrado. Esto se observa en los niveles más bajos de ciertos marcadores en la sangre que indican la formación y descomposición ósea en personas con T2D en comparación con quienes no la tienen. Además, estudios de muestras óseas de mujeres postmenopáusicas con T2D han mostrado tasas más bajas de formación ósea.
Investigaciones anteriores también han señalado que ciertos genes relacionados con la salud ósea se ven afectados en personas con T2D. Por ejemplo, hay cambios en genes que regulan el crecimiento y la fortaleza ósea. La esclerostina es una proteína que inhibe una vía de señalización importante para mantener la salud ósea. Se encuentran niveles más altos de esclerostina en la diabetes, lo que puede contribuir a la debilidad de los huesos.
La diabetes también se caracteriza por niveles elevados de Productos finales de glicación avanzada (AGEs). Estos compuestos pueden dañar las células que ayudan a construir huesos y alterar cómo se comporta la estructura ósea. Se sugirió que la T2D y la acumulación de AGEs podrían dañar las vías de señalización ósea y afectar negativamente la fortaleza del hueso.
Participantes del estudio
En este estudio, se inscribieron 36 mujeres postmenopáusicas, 15 con T2D y 21 sin diabetes. Estas mujeres se sometieron a cirugía por problemas de cadera. El diagnóstico de diabetes fue confirmado a través de pruebas médicas, con criterios específicos establecidos para lo que constituye la diabetes. Solo se incluyeron mujeres de 60 años o más. Se excluyeron a mujeres con otras enfermedades que afectaran la salud ósea o aquellas que tomaban ciertos medicamentos que pudieran influir en los huesos. Todos los procedimientos siguieron pautas éticas, y las participantes dieron su consentimiento antes de participar.
Recolección de muestras
Durante la cirugía, se recolectaron muestras de hueso de la cabeza femoral. Estas muestras se limpiaron cuidadosamente y se almacenaron hasta que se pudieran analizar.
Análisis de salud ósea
Las muestras óseas fueron sometidas a un análisis histomorfométrico. Este proceso implicó fijar las muestras en una solución y preparar secciones delgadas para su examen. Se usaron técnicas de tinción especiales para resaltar los diferentes componentes del hueso. Se analizaron áreas específicas del hueso para medir el volumen de hueso presente.
Para evaluar la fortaleza del hueso, se realizaron pruebas de compresión en muestras cilíndricas. Esto ayuda a entender cuán fuertes o débiles son los huesos en las participantes del estudio.
Análisis de expresión genética
Se extrajo ARN, los bloques de construcción para la producción de proteínas en las células, de las muestras óseas. Este ARN fue analizado para medir los niveles de varios genes relacionados con la salud ósea. Se puso el foco en genes que se sabe que influyen en la formación y fortaleza ósea. Se encontró que algunos genes estaban más activos, mientras que otros mostraron actividad reducida en quienes tienen T2D en comparación con aquellos que no.
Análisis estadístico
Los datos recolectados fueron analizados usando métodos estadísticos. Esto implicó comparar las características de las participantes con y sin diabetes y examinar las relaciones entre varios factores. Se utilizaron diferentes pruebas para evaluar si las diferencias observadas eran significativas.
Características de los sujetos
El grupo de mujeres estudiadas no difería en Edad, índice de masa corporal (IMC) o edad de menopausia. Sin embargo, las que tenían T2D presentaban niveles más altos de azúcar en sangre en ayunas en comparación con quienes no tenían diabetes. Además, se registró la duración de la diabetes en las participantes. Se anotaron diferentes medicamentos que tomaban quienes tenían diabetes, siendo la metformina el tratamiento más común.
Hallazgos sobre la salud ósea
Al analizar las muestras óseas de individuos con T2D, no se encontraron diferencias significativas en el volumen total de hueso en comparación con quienes no tenían diabetes. Sin embargo, había una tendencia que sugería que el volumen mineralizado era menor en quienes tenían T2D.
Las pruebas de compresión ósea mostraron que la fortaleza de los huesos era menor en individuos con T2D. El módulo de Young, que mide la rigidez del hueso, fue significativamente más bajo en el grupo de diabetes. Esto indica que las propiedades mecánicas de los huesos están alteradas en personas con T2D.
Hallazgos sobre la expresión genética
Se analizaron varios genes relacionados con la Vía de señalización WNT, que es crucial para la salud ósea. SOST, un gen que inhibe la formación ósea, mostró niveles más altos en quienes tienen T2D. En contraste, varios otros genes, incluyendo LEF-1 y WNT10B, que promueven la salud ósea, se encontraron en niveles más bajos en quienes tienen T2D. También se observaron cambios en otros genes relacionados, lo que indica que las vías de señalización que regulan la salud ósea están interrumpidas en individuos con diabetes.
Correlaciones con AGEs y niveles de azúcar en sangre
El estudio encontró que niveles más altos de AGEs estaban vinculados a una menor expresión de ciertos genes de salud ósea, como LEF-1 y COL1A1, mientras que estaban positivamente asociados con SOST y WNT5A. Esto sugiere que la acumulación de AGEs influye negativamente en la salud ósea al afectar vías de señalización importantes.
Además, hubo correlaciones positivas entre los niveles de SOST y el azúcar en sangre en ayunas, así como la duración de la diabetes. Esto resalta un vínculo entre los niveles de azúcar, la duración de la diabetes y la expresión de genes relacionados con la salud ósea.
Propiedades mecánicas y relaciones genéticas
Un análisis adicional indicó que varias medidas de fortaleza ósea estaban correlacionadas con la expresión de genes específicos. Por ejemplo, una mayor fortaleza ósea se relacionó con LEF-1 y WNT10B, mientras que se observaron correlaciones negativas con SOST y otros genes. Estas relaciones enfatizan cómo los cambios a nivel molecular pueden afectar la mecánica ósea en individuos con T2D.
Discusión
Los hallazgos sugieren que la T2D impacta la expresión de genes críticos que regulan la salud ósea. A pesar de un buen manejo de los niveles de azúcar en sangre, los genes involucrados en el mantenimiento de la fortaleza y calidad ósea mostraron cambios adversos. También se notaron niveles elevados de AGEs y esclerostina, lo que indica que incluso una diabetes bien controlada podría seguir representando riesgos para la salud ósea.
Los resultados demuestran que las vías de señalización involucradas en la formación ósea están interrumpidas en individuos con T2D. Los niveles más bajos de marcadores de formación ósea y la alteración en la expresión genética destacan la compleja interacción entre la diabetes y la salud ósea.
Conclusión
En resumen, el estudio indica que la T2D está asociada con cambios en la salud ósea debido a alteraciones en la expresión genética y la acumulación de compuestos dañinos. Estos hallazgos enfatizan la necesidad de más investigación para explorar los mecanismos detrás de la fragilidad ósea en la diabetes, lo que podría ayudar a desarrollar mejores estrategias de manejo para quienes están en riesgo de fracturas.
Título: Bone canonical Wnt signaling is downregulated in type 2 diabetes and associates with higher Advanced Glycation End-products (AGEs) content and reduced bone strength
Resumen: Type 2 diabetes (T2D) is associated with higher fracture risk, despite normal or high bone mineral density. We reported that bone formation genes (SOST and RUNX2) and Advanced Glycation End-products (AGEs) were impaired in T2D. We investigated Wnt signaling regulation and its association with AGEs accumulation and bone strength in T2D from bone tissue of 15 T2D and 21 non-diabetic postmenopausal women undergoing hip arthroplasty. Bone histomorphometry revealed a trend of low mineralized volume in T2D [(T2D 0.249% (0.156-0.366) vs non-diabetic subjects 0.352% (0.269-0.454); p=0.053)], as well as reduced bone strength [T2D 21.60 MPa (13.46-30.10) vs non-diabetic subjects 76.24 MPa (26.81-132.9); p=0.002]. We also showed that gene expression of Wnt agonists LEF-1 (p=0.0136) and WNT10B (p=0.0302) were lower in T2D. Conversely, gene expression of WNT5A (p=0.0232), SOST (p
Autores: Nicola Napoli, G. Leanza, F. Cannata, M. Faraj, C. Pedone, V. Viola, F. Tramontana, N. Pellegrini, G. Vadala', A. Piccoli, R. Strollo, F. Zalfa, A. T. Beeve, E. L. Scheller, S. Y. Tang, R. Civitelli, M. Maccarrone, R. Papalia
Última actualización: 2023-12-19 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.10.06.23296647
Fuente PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.10.06.23296647.full.pdf
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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