Kortikaalisen huokoisuuden eteneminen ja etiologia diabeettisessa luusairaudessa (PREPT2D)

Tämän ehdotetun tutkimuksen yleistavoitteena on tutkia taustalla olevia biologisia prosesseja, jotka lisäävät aivokuoren huokoisuutta tyypin 2 diabeteksessa, ja ymmärtää ihmisen diabeettisen luusairauden pituussuuntaista kehitystä keskittyen erityisesti aivokuoren huokoisuuteen. Tutkijat ehdottavat ensimmäistä pitkittäistutkimusta huokosten etenemisestä T2D-potilailla, joka suoritetaan käyttämällä uutta yhdistettyä korkearesoluutioista perifeeristä kvantitatiivista tietokonetomografiaa (HR-pQCT) ja kontrastitehostemagneettista resonanssia (CE MR) -kuvausmenetelmää. Tutkijat käyttävät uusia kuva-analyysimenetelmiä huokossisällön ja huokoisuuden spatiaalisen jakautumisen luonnehtimiseen aivokuoressa ja mikrofinite element (μFE) -analyysiä huokoisuuden biomekaanisen vaikutuksen määrittämiseen.

T2D:n lisääntyneen haurauden taustalla olevia luun laadun puutteita ei täysin ymmärretä. Kudostasolla materiaaliominaisuuksien puutteita ja murtumiskestävyyttä arvioivat tutkimustyöt jatkuvat. Rakenteellisella tasolla lisääntynyt aivokuoren huokoisuus on selvästi havaittu puute luun laadussa T2D:ssä. Huokoisuus on aivokuoren kudoksen lujuuden, jäykkyyden ja murtolujuuden päätekijä, ja siksi se on tärkeä kohde T2D:hen liittyvän luuston haurauden ehkäisyssä tai kääntämisessä.

Mekanismeja, jotka lisäävät aivokuoren huokoisuutta T2D:ssä, ei tunneta. Erityisesti patologisen huokoisuuden ehkäisyyn tai kumoamiseen tähtäävien hoitojen kehittämiseksi tutkijoiden on ymmärrettävä huokoisuuden biologiset tekijät. Nykyään näitä biologisia tekijöitä ei tunneta. Kompaktissa aivokuoressa suurten aivokuoren huokosten muodostumisen on katsottu johtuvan osteonien ryhmittymisestä ja Haversin kanavien sulautumisesta. Endokortikaalisella rajalla "trabekularisaation" tai luuydintilan laajenemisen oletetaan lisäävän havaittuja kortikaalisen huokoisuuden lisääntymistä. Diabeettisessa luusairaudessa on todennäköisesti useita huokostilan laajenemisen mekanismeja.

Lisääntynyt luuytimen rasvaisuus ja vaarantunut mikrovaskulaarinen terveys ovat tunnustettuja T2D mellituksen näkökohtia, ja ne voivat olla osallisena patologisen huokoisuuden kehittymisessä. Jyrsijämalleja ja ihmisiä tutkivat tutkimukset ovat osoittaneet lisääntyneen luuytimen rasvan yhteyden T2D:hen. (Pelkästään BMI:llä ei sitä vastoin ole osoitettu olevan yhteyttä luuytimen rasvaan.) Lisääntynyt luuydinrasva - vuorostaan ​​- liittyy alhaiseen luun mineraalitiheyteen (BMD) ja huonoon trabekulaariseen mikrorakenteeseen. Tutkijat ovat myös dokumentoineet, että lisääntynyt luuydinrasva liittyy nikamamurtumaan, riippumatta BMD:stä. Historiallinen käsitys luuydinrasvasta pelkkänä passiivisena täyteaineena on korvattu arvostuksella tätä rasvavarastoa kohtaan dynaamisena luun laadun toimijana. Tähän mennessä tätä yhteyttä on tutkittu ensisijaisesti trabekulaarisen luun mikrorakenteen kannalta; tutkijat ehdottavat, että se voisi olla toimija myös aivokuoren luun mikrorakenteessa. T2D:n mikrovaskulaariset komplikaatiot ovat yksi taudin vakavimmista ilmenemismuodoista. Pitkälle edenneessä taudissa neovaskularisaatio angiogeneesiprosessin kautta johtaa retinopatian ja nefropatian etenemiseen. Viimeaikainen tutkimus on ehdottanut, että mikrovaskulaarinen patologia vaikuttaa myös trabekulaarisen luun laatuun diabeteksessa. Kortikaalisessa luussa, jossa suurin osa huokoisuudesta sisältää verisuonia, uudissuonittuminen edellyttää luukudoksen poistamista. Siksi tutkijat olettavat, että mikrovaskulaarinen patologia saattaa vaikuttaa aivokuoren mikrorakenteen muutoksiin T2D:ssä.

Patologisen huokostilan sisältö voi viitata huokostilan laajenemiseen vaikuttaviin tekijöihin ja johtaa strategioihin huokoisuuteen liittyvien murtumien ennustamiseksi ja ehkäisemiseksi. Huokossisällön karakterisointi voi viitata huokostilan laajentumiseen luuydinontelon laajenemisen, verisuoniverkoston laajenemisen tai molempien vuoksi. Jos tutkijat huomaavat, että muuttunut luuytimen jakautuminen tai koostumus liittyy lisääntyneeseen huokoisuuteen T2D:ssä, tämä viittaa siihen, että luuydinontelon laajeneminen saattaa myötävaikuttaa patologiseen huokoisuuteen. Tässä tapauksessa tutkijat suuntaisivat tulevaisuuden ponnistelut kohti esiin nousevaa rasva-luun vuorovaikutuksen aihetta, erityisesti: 1) tasapainoa osteoblastien ja adiposyyttien erilaistumisen välillä, joka tapahtuu yhteisestä multipotentista esiasteesta; ja 2) adipokiinien vaikutus luun uudelleenmuotoiluun. Jos tutkijat päättävät, että verisuonten muuttunut jakautuminen tai mikrovaskulaarinen terveys liittyy lisääntyneeseen huokoisuuteen T2D:ssä, tämä viittaa siihen, että verisuoniverkosto voi myötävaikuttaa patologiseen huokoisuuteen. Tässä tapauksessa tutkijat suuntasivat tulevaa tutkimusta kohti verisuonijärjestelmän ja aivokuoren luun uudelleenmuodostumisen välistä vuorovaikutusta. Verisuonijärjestelmän tiedetään vaikuttavan luun uusiutumiseen endoteelisolujen vapauttamien vasoaktiivisten aineiden kautta. Esimerkiksi käyttämättä jättämisen yhteydessä luun menetys liittyy lisääntyneeseen vaskulaarisuuteen ja hyperemiaan, mikä saavutetaan endoteelisolujen vasoaktiivisten aineiden vapautumisella. Kun tutkijat tarkastelevat näitä mahdollisia lisääntyneen aivokuoren huokoisuuden mekanismeja, sopivat hoitostrategiat selvitetään. Erityisesti rasvan aineenvaihduntaan liittyvä lisääntynyt huokoisuus saattaa viitata interventioihin, jotka keskittyvät ohjaamaan mesenkymaalisten kantasolujen erilaistumista kohti osteoblastogeneesiä tai säätelemään adipokiinien vaikutusta luun uudelleenmuodostukseen. Vaihtoehtoisesti lisääntynyt huokoisuus mikrovaskulaarisista vaurioista saattaa viitata vasoregulaattorien tai angiogeneesin vastaisen hoidon modulaatioon, jota käytetään torjumaan uudissuonittumista ja luun eroosiota nivelreumassa.