Type 2-diabetes kan de wervelschijven aantasten en lage rugpijn veroorzaken

Hoe diabetes de wervelkolom beïnvloedt

Eerdere onderzoeken hebben aangetoond dat diabetes type 2 een negatieve invloed kan hebben op de wervelkolom en de rug van het lichaam.

Mensen met diabetes type 2 lopen bijvoorbeeld een verhoogd risico op het ontwikkelen van diffuse idiopathische skelethyperostose. Diffuse idiopathische skeletale hyperostose is een vorm van artritis die de pezen en ligamenten rond de wervelkolom verhardt, waardoor stijfheid, verminderde beweging en pijn ontstaan.

Uit een in maart 2022 gepubliceerde studie bleek dat mensen met type 2-diabetes een hoger risico lopen op het ontwikkelen van lumbale schijfdegeneratie.

Andere onderzoeken hebben diabetes type 2 in verband gebracht met een verhoogd risico op het ontwikkelen van andere ziekten van de wervelkolom, waaronder spinale stenose en vertebrale osteomyelitis.

Eerder onderzoek heeft ook de progressie van diabetes type 2 in verband gebracht met chronische rugpijn.

Eerdere onderzoeken hebben aangetoond dat mensen met diabetes een 35% verhoogd risico hebben op het ervaren van lage rugpijn en een 24% verhoogd risico op nekpijn vergeleken met degenen die geen diabetes hebben.

Diabetes kan collageenfibrillen in de wervelkolom beschadigen

“We wilden zien of de effecten van diabetes die we in de botten zagen, ook aanwezig waren in de wervelschijven of niet. De bevinding kan degeneratie van de tussenwervelschijf en lage rugpijn in deze populaties verklaren”, zegt dokter Claire Acevedo, assistent-professor bij de afdeling Werktuigbouwkunde en Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek van de Universiteit van Californië in San Diego, adjunct-assistent-professor biomedische technologie en werktuigbouwkunde aan de Universiteit van Californië. Utah, en mede-hoofdauteur van deze studie, legden ons uit toen hem werd gevraagd waarom ze besloten zich voor hun onderzoek op de wervelkolom te concentreren.

Voor deze studie gebruikten onderzoekers een rattenmodel van type 2-diabetes. Wervelschijven van ratten met diabetes type 2 werden vergeleken met gezonde ratten om te zoeken naar eventuele vervorming van collageenfibrillen in de schijven. Het buitenste gedeelte van de wervelschijven is gemaakt van lagen collageen en eiwitten.

De onderzoekers ontdekten dat bij ratten met diabetes type 2 het compressievermogen van de collageenfibrillen tussen de tussenwervelschijven aangetast werd, waardoor het collageen stijf en broos werd. Daarom heeft het collageen een slechte weerstand tegen compressiekracht in vergelijking met gezond collageen.

“Type 2-diabetes en de daarmee gepaard gaande hyperglykemie beschadigen de collageenfibrillen sneller dan normaal, als een snel verouderingsproces.”
– Dokter Claire Acevedo

“Type 2-diabetes en de bijbehorende hyperglykemie beperken de gebruikelijke compressiemechanismen (mechanismen voor energiedissipatie) in de tussenwervelschijven door de vervorming van de collageenfibrillen te beperken, het collageen stijver en brozer te maken en door de lamellaire rotatie te beperken”, legt dokter Acevedo uit.

“Toekomstige behandelingen kunnen zich op deze ziekten richten en het vermogen van de tussenwervelschijf om normaal te vervormen herstellen”, voegde ze eraan toe.

Waarnemen op nanoschaal

Wetenschappers gebruikten een experimentele techniek genaamd synchrotron small-angle röntgenverstrooiing (SAXS) om te zoeken naar veranderingen in het gedrag van schijfcollageen op nanoschaal.

“Kleine-hoek-röntgenverstrooiing is een röntgendiffractietechniek waarmee we de periodiciteit van de collageenfibrillen (67 nm) kunnen meten. Wanneer we een trekproef uitvoeren voor de röntgenstraal, neemt de periodiciteit van het collageen toe”, aldus dokter Acevedo.

“We kunnen deze verandering in de periodiciteit van collageen vastleggen, waardoor we de vervorming of rek van collageen kunnen berekenen en tegelijkertijd de vervorming of rek van de hele schijf kunnen meten,” vervolgde ze. “Daarom kunnen we zien hoeveel schijfspanning op nanoschaal wordt overgebracht naar het collageenniveau.”

Voor de volgende stappen in dit onderzoek zei dokter Acevedo dat ze zullen zoeken naar manieren om een ​​proxy te vinden voor de beoordeling van geavanceerde glycatie-eindproducten (AGE’s). AGE’s zijn een biomarker die verband houdt met veroudering en zowel de ontwikkeling als de verergering van degeneratieve aandoeningen zoals diabetes.

“Het beoordelen van de AGE-inhoud in schijven of botten is ingewikkeld en indringend, terwijl het beoordelen van de toename van AGE’s crosslink in de huid een goede manier kan zijn om dezelfde toename in schijven en botten te beoordelen, ook al zal de absolute inhoudswaarde per weefsel verschillen,” zei ze.

Type 2-diabetes beïnvloedt collageen over het hele lichaam

We spraken ook over dit onderzoek met dokter Neel Anand, een orthopedisch chirurg en mededirecteur van wervelkolomtrauma bij het Cedars-Sinai Spine Center in Los Angeles.

Dokter Anand zei dat hij niet verrast was door de bevindingen van dit onderzoek.

“Type 2-diabetes beïnvloedt collageen – het is een collageenziekte en wervelschijven zijn collageen”, legde hij uit. “De ring van de schijf aan de buitenkant is gemaakt van collageenvezels. Het is dus niet verrassend dat diabetes type 2 de tussenwervelschijf in een of andere vorm aantast.”

“Type 2-diabetes beïnvloedt collageen over het hele lichaam. Het collageen zal worden aangetast, net zoals diabetes type 2 de bloedvaten in het lichaam beïnvloedt. Dat is wat diabetes type 2 doet: daarom krijg je vaatproblemen, krijg je hartproblemen, krijg je nierproblemen. Je krijgt een miljoen problemen met type 2-diabetes, inclusief oogproblemen, dus het beïnvloedt veel dingen.”
– Dokter Neel Anand

Dokter Anand herinnerde ons er echter aan dat dit onderzoek werd uitgevoerd via een rattenmodel.

“Mensen zijn geen ratten”, vervolgde hij. “Is deze bevinding waar bij mensen? Dat is waarschijnlijk zo; er zit waarschijnlijk een element in. Iemand moet op een gegeven moment bewijzen dat dit waar is bij mensen. Uiteindelijk moet het zich vertalen naar de mens.”

Informatiebron

• Link naar het onderzoek: https://academic.oup.com/pnasnexus/article/2/12/pgad363/7342234