Charakterizace kostní dřeně na základě MR v jejím významu pro onemocnění skeletu u pacientů s diabetem

Dlouho nebyla pozorována přímá souvislost mezi dvěma běžnými onemocněními diabetes mellitus a osteoporózou. Protože však obezitou trpí stále více mladších lidí, rozvíjí se u nich diabetes mellitus 2. typu a trpí osteoporotickými zlomeninami, vyvstala nyní otázka souvislosti mezi těmito klinickými obrazy.

Moderní techniky zobrazování magnetickou rezonancí a spektroskopie umožňují detailní a neinvazivní charakterizaci kostní dřeně v různých oblastech těla.

Bylo prokázáno, že nízká tělesná hmotnost (BMI < 20 kg/m²) je spojena se sníženou hustotou kostí, zatímco obezita byla dlouho spojována s vysokou kortikální kostní hmotou – představou zdraví kostí. Nyní je prokázáno, že obezita má negativní vliv i na stavbu kostí. Zde není rozhodující pouze BMI, ale také lokalizace tukové tkáně v těle. Viscerální tuk má přímý škodlivý účinek na kostní mikroarchitekturu prostřednictvím dysregulované produkce a uvolňování cytokinů a adipokinů. Bylo tedy prokázáno, že pacienti s diabetem 1. i 2. typu mají sníženou míru kostní remodelace a velmi obézní pacienti s diabetem 2. typu mají zvýšené riziko zlomenin. Je třeba uzavřít, že tělesná hmotnost neboli BMI nemůže být jediným měřítkem pro odhad zdraví kostí. Diabetes 2. typu tedy vykazuje sníženou kostní remodelaci s normální nebo mírně zvýšenou hustotou kostí, ale horší stabilitou. To znamená, že diabetes 2. typu je spojen se zvýšeným rizikem osteoporotických zlomenin, i když měření hustoty kostí není pozoruhodné. Ztráta struktury trabekulární kosti v červené (hematopoetické) kostní dřeni je také charakterizována zvyšující se infiltrací prostoru kostní dřeně tukovými buňkami (tuková tkáň kostní dřeně). Naproti tomu žlutá kostní dřeň, která je přítomna především v diafýze tabulárních kostí, má zvláště velké množství tuku začleněného do buněk retikula.

Po dlouhou dobu byla těmto tukovým buňkám přisuzována pouze role „placeholder“, ale ukázalo se, že interagují s jinými buňkami prostřednictvím produkce autokrinních, parakrinních a endokrinních hormonů a cytokinů neboli adipokinů, a jsou tedy příbuzné na metabolický stav celého těla. Základním předpokladem je, že množství nenasycených mastných kyselin v tukové kostní dřeni je důležitým a funkčním markerem pro různé typy adipocytů. Bylo prokázáno, že 3 jedinci s horší citlivostí na inzulín mají ve žluté kostní dřeni více nenasycených mastných kyselin.

Koncept různých typů adipocytů v kostní dřeni s jejich inherentním odlišným složením mastných kyselin by tedy mohl sloužit ke sladění na první pohled kontraintuitivní fyziologické regulace tuku kostní dřeně a jeho reakce na metabolické poruchy.

Abychom ukázali, zda a jak se liší složení žluté (nenasycené mastné kyseliny) a červené (tuková tkáň kostní dřeně) kostní dřeně u zdravých jedinců, jedinců s poruchou citlivosti na inzulín v různých věkových skupinách a pacientů s diabetem 2. to lze použít k detekci časných změn v kostní matrici s ohledem na hustotu kostí, podíl tukové tkáně kostní dřeně v červené kostní dřeni na různých místech skeletu bude kvantifikován pomocí sekvencí MRI selektivních pro chemický posun jako stejně jako složení tuku kostní dřeně ve žluté kostní dřeni s ohledem na podíly mononenasycených a polynenasycených mastných kyselin pomocí objemově selektivní MRS.

Celkem bude zahrnuto 96 zdravých dobrovolníků (48 mužů a žen) ve věku 25 až 75 let s indexem tělesné hmotnosti mezi 18,5 a 35 kg/m². Kromě toho bude přijato 24 pacientů (12 žen/12 mužů) s diabetem 2. typu.

Po vyšetření magnetickou rezonancí proběhne antropometrická a metabolická charakterizace (orální glukózový toleranční test).