Penelitian Menunjukan Penderita Diabetes Mudah Patah Tulang
Penelitian Menunjukan Penderita Diabetes Mudah Patah Tulang – Seseorang dengan diabetes tipe 2 tiga kali lebih mungkin mengalami patah tulang dibandingkan dengan nondiabetes. Karena jumlah penderita diabetes meningkat pesat di Amerika Serikat, kerapuhan tulang pada pasien dengan diabetes tipe 2 adalah masalah kesehatan masyarakat yang terus meningkat, tetapi sedikit diketahui.
Biasanya kepadatan tulang yang buruk adalah penyebab di balik tulang yang rapuh, tetapi tidak demikian halnya dengan penderita diabetes tipe 2, yang cenderung memiliki kepadatan tulang normal hingga tinggi. Namun, mereka masih menderita patah tulang dengan kecepatan yang mengkhawatirkan. Tidak ada yang tahu kenapa. slot gacor
Di Lab Biomekanik Tulang saya, kami mencoba memahami apa yang salah dengan melihat jauh ke dalam tulang penderita diabetes, pada tingkat mikro. Kami pikir kami sedang dalam perjalanan untuk mengidentifikasi salah satu mekanisme biologis yang menjelaskan kerapuhan tulang pada penderita diabetes.
Tulang masih hidup
Tulang adalah organ hidup. Mereka memberi struktur dan perlindungan tubuh; berisi ruang hidup untuk sumsum, tempat sel darah diproduksi; dan menyediakan pasokan mineral yang stabil, termasuk kalsium dan fosfor.
Jika cedera, tulang dapat memperbaiki dirinya sendiri – atau dengan intervensi medis, seperti yang dapat dibuktikan oleh siapa pun yang pernah mengalami patah tulang. Tetapi apa yang mungkin tidak Anda ketahui adalah bahwa tulang berada dalam kondisi perbaikan berkelanjutan melalui proses yang disebut renovasi.
Setiap hari, aktivitas fisik menyebabkan keausan pada tulang berupa retakan mikro yang rutin diperbaiki oleh tubuh. Proses penyembuhan tulang melibatkan pemecahan mineral dan protein di daerah yang rusak dan menggantinya dengan protein baru yang sehat.
Tautan silang protein
Protein segar ini terdiri dari asam amino, yang secara alami bereaksi dengan gula di dalam tubuh. Bayangkan bagaimana apel yang diiris berangsur-angsur menjadi cokelat saat terkena udara. Reaksi kimia antara asam amino dan gula di dalam tubuh serupa. Disebut glikasi non-enzimatik, proses ini terjadi pada jaringan di seluruh tubuh, termasuk di tulang.
Sama seperti apel yang berubah warna menjadi coklat, glikasi non-enzimatik memiliki efek pencoklatan pada protein, menciptakan jembatan kimiawi kecil yang disebut ikatan silang. Setiap orang mengembangkan ikatan silang karena setiap orang memiliki sedikit gula di tubuh mereka. Terlepas dari kenyataan bahwa mereka terbentuk secara alami, ikatan silang non-enzimatik tidak baik untuk Anda.
Mereka berbahaya karena mereka mengeraskan protein yang melekat padanya, mencegahnya melentur saat mengalami kekuatan sehari-hari hanya dengan berjalan-jalan. Kekakuan ini mungkin terdengar seperti hal yang baik, tetapi tulang perlu sedikit dilenturkan atau diberikan untuk mencegah terbentuknya fraktur mikro. Tautan silang non-enzimatik sebenarnya melemahkan tulang dengan membuatnya lebih rapuh.
Biasanya, tubuh dengan mudah mengelola tautan silang dengan memecahnya dan membuangnya. Tetapi pada tulang penderita diabetes tipe 2, ceritanya berbeda. Penelitian dari lab kami dan lainnya telah mengidentifikasi dua faktor yang mengganggu.
Yang pertama adalah penderita diabetes tipe 2 memiliki kadar gula yang tinggi dalam tubuhnya. Karena gula adalah bahan bakar untuk reaksi kimia yang membentuk ikatan silang, menurut kami ada lebih banyak ikatan silang di dalam tulang penderita diabetes daripada di tulang normal yang sehat. Kolega saya dan saya yakin penumpukan tautan silang ini mungkin menjadi salah satu alasan penderita diabetes memiliki tulang yang lebih rapuh.
Faktor kedua adalah penderita diabetes tipe 2 memiliki tingkat renovasi tulang yang rendah, yang berarti kemampuan mereka untuk membersihkan ikatan silang berkurang. Kami pikir ini berkontribusi lebih jauh pada tingginya jumlah ikatan silang pada tulang penderita diabetes.
Tautan silang telah dipelajari di organ lain. Pada penderita diabetes, mereka diketahui berkontribusi pada komplikasi seperti kerusakan pembuluh darah, kerusakan ginjal, dan kesehatan mata yang buruk. Mempelajari ikatan silang pada tulang secara umum merupakan bidang studi yang relatif muda – dan bahkan lebih baru pada tulang penderita diabetes.
Penemuan kami
Tim insinyur biomedis, insinyur mekanik, insinyur sipil, ahli kimia dan dokter medis kami menyelidiki tautan silang dan fraktur mikro dengan menggunakan tulang penderita diabetes dari pasien dan mayat.
Dalam satu penelitian, kami merekrut pasien diabetes yang menjalani terapi penggantian pinggul dan mengumpulkan spesimen tulang pinggul yang dibuang selama operasi untuk penelitian. Kami menemukan bahwa tulang yang keras dan padat yang membentuk kulit terluar cenderung memiliki lebih banyak ikatan silang dan sifat mekanis yang lebih lemah pada penderita diabetes daripada pada penderita non diabetes.
Kami juga mensimulasikan kadar gula yang tinggi pada tulang mayat. Meski tulang mayat sudah tidak hidup lagi, struktur proteinnya masih utuh. Saat kita menginkubasi sampel tulang ini dalam larutan gula, gula masih dapat bereaksi dengan asam amino dalam protein tulang untuk menghasilkan ikatan silang. Baru-baru ini, kami menggunakan teknik ini untuk menunjukkan bahwa sampel tulang yang terpapar pada lingkungan gula tinggi menghasilkan lebih banyak ikatan silang, lebih lemah, dan lebih mungkin mengembangkan fraktur mikro.
Rekan-rekan saya dan saya saat ini sedang bekerja untuk mengukur berbagai jenis tautan silang dan berencana untuk melihat lebih dekat bagaimana dan di mana fraktur mikro terbentuk di tulang. Kami berharap dapat memprediksi bagaimana patah tulang dapat terjadi pada pasien. Selain itu, kami menguji senyawa berbeda yang mungkin memecah ikatan silang tulang atau mencegahnya terbentuk di tempat pertama, dengan harapan pekerjaan kami akan berkontribusi pada perawatan di masa depan dan perawatan medis yang lebih baik untuk pasien diabetes.