Los diabéticos se rompen los huesos fácilmente: una nueva investigación está descubriendo por qué sus huesos son tan frágiles

Se incubaron muestras de huesos de cadáveres en soluciones de azúcar a temperatura corporal. Crédito: Taraneh Rezaee, CC BY

Una persona con diabetes tipo 2 tiene tres veces más probabilidades de romperse un hueso que una persona sin diabetes. Dado que el número de personas con diabetes está aumentando rápidamente en los Estados Unidos, la fragilidad esquelética en pacientes con diabetes tipo 2 es un problema de salud pública cada vez mayor, pero poco conocido.

Por lo general, la mala densidad ósea es la culpable de los huesos frágiles, pero ese no es el caso de los diabéticos tipo 2, que tienden a tener una densidad ósea entre normal y alta. Sin embargo, todavía sufren fracturas a un ritmo alarmante. Nadie sabe por qué.

En mi Laboratorio de Biomecánica Ósea, tratamos de comprender qué es lo que está fallando observando en el interior del hueso diabético, a nivel micro. Creemos que estamos en camino de identificar uno de los mecanismos biológicos que explican la fragilidad ósea en personas con diabetes.

Los huesos están vivos

Los huesos son órganos vivos. Dan estructura y protección al cuerpo; contener un espacio vital para la médula, donde se producen las células sanguíneas; y proporcionar un suministro constante de minerales, incluidos calcio y fósforo.

Si se lesionan, los huesos pueden repararse solos o con intervención médica, como puede atestiguar cualquier persona que se haya roto un hueso. Pero lo que quizás no sepas es que los huesos están en un estado continuo de reparación a través de un proceso llamado remodelación.

Cada día, la actividad física provoca un desgaste de los huesos en forma de microfracturas, que el el cuerpo se repara rutinariamente. El proceso de curación de los huesos consiste en descomponer los minerales y las proteínas en las regiones desgastadas y reemplazarlas con proteínas nuevas y saludables.

Entrecruzamientos de proteínas

Estas proteínas frescas están compuestas de aminoácidos, que reaccionan naturalmente con los azúcares en el cuerpo. Piense en cómo una manzana en rodajas se dora gradualmente cuando se expone al aire. La reacción química entre los aminoácidos y el azúcar dentro del cuerpo es similar. Este proceso, denominado glicación no enzimática, se produce en los tejidos de todo el cuerpo, incluidos los huesos.

Al igual que una manzana se vuelve marrón, la glicación no enzimática tiene un efecto de dorado en las proteínas, creando diminutos puentes químicos llamados entrecruzamientos Todo el mundo desarrolla enlaces cruzados porque todo el mundo tiene algo de azúcar en el cuerpo. A pesar de que se forman naturalmente, los enlaces cruzados no enzimáticos no son buenos para usted.

Después de la incubación, las muestras de hueso con alto contenido de azúcar (derecha) formaron más enlaces cruzados y se volvieron de color marrón oscuro, mientras que las muestras de hueso con un nivel mínimo de azúcar (izquierda) formaron pocos enlaces cruzados y no se doraron. Crédito: Taraneh Rezaee, CC BY

Son perjudiciales porque endurecen las proteínas a las que están unidas, evitando que se flexionen cuando se someten a las fuerzas diarias de simplemente caminar. Esta rigidez puede sonar como algo bueno, pero los huesos necesitan un poco de flexibilidad para evitar que se formen microfracturas. Los enlaces cruzados no enzimáticos en realidad debilitan los huesos haciéndolos más frágiles.

Por lo general, el cuerpo maneja fácilmente los enlaces cruzados descomponiéndolos y eliminándolos. Pero en los huesos de las personas con diabetes tipo 2, la historia es diferente. Las investigaciones de nuestro laboratorio y de otros han identificado dos factores preocupantes.

El primero es que las personas con diabetes tipo 2 tienen altos niveles de azúcar en el cuerpo. Debido a que el azúcar es el combustible para la reacción química que forma los enlaces cruzados, creemos que hay más enlaces cruzados dentro del hueso diabético que en el hueso sano normal. Mis colegas y yo creemos que la acumulación de estos enlaces cruzados puede ser una de las razones por las que los diabéticos tienen huesos más frágiles.

El segundo factor es que las personas con diabetes tipo 2 tienen un bajo nivel de remodelación ósea, lo que significa que se reduce su capacidad para eliminar los enlaces cruzados. Creemos que esto contribuye aún más a la ya elevada cantidad de enlaces cruzados en el hueso diabético.

Los enlaces cruzados se han estudiado en otros órganos. En los diabéticos, se ha descubierto que contribuyen a complicaciones como daño vascular, daño renal y mala salud ocular. El estudio de los enlaces cruzados en los huesos es un campo de estudio relativamente joven en general y aún más nuevo en el hueso diabético.

Nuestros descubrimientos

Nuestro equipo de ingenieros biomédicos, ingenieros mecánicos, ingenieros civiles, químicos y médicos investiga los enlaces cruzados y las microfracturas utilizando hueso diabético de pacientes y cadáveres.

En un estudio, reclutamos pacientes diabéticos que se sometían a una terapia de reemplazo de cadera y recolectamos las muestras de hueso de cadera descartadas durante la cirugía para el estudio. Descubrimos que el hueso duro y denso que forma la cubierta exterior de los huesos tendía a tener más enlaces cruzados y propiedades mecánicas más débiles en los diabéticos que en los no diabéticos.

También estamos simulando altos niveles de azúcar en huesos de cadáveres. Aunque el hueso del cadáver ya no vive, la estructura proteica aún está intacta. Cuando incubamos estas muestras de huesos en soluciones de azúcar, los azúcares aún pueden reaccionar con los aminoácidos en las proteínas óseas para producir enlaces cruzados. Recientemente, usamos esta técnica para demostrar que las muestras de hueso expuestas a ambientes con alto contenido de azúcar producían más enlaces cruzados, eran más débiles y tenían más probabilidades de desarrollar microfracturas.

Mis colegas y yo estamos trabajando actualmente para medir diferentes tipos de enlaces cruzados y planea observar más de cerca cómo y dónde se forman las microfracturas en el hueso. Esperamos poder predecir cómo pueden ocurrir las fracturas en los pacientes. Además, estamos probando diferentes compuestos que podrían descomponer los enlaces cruzados de los huesos o evitar que se formen en primer lugar, con la esperanza de que nuestro trabajo contribuya a futuros tratamientos y una mejor atención médica para los pacientes diabéticos.

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Este artículo se vuelve a publicar de The Conversation bajo una licencia Creative Commons. Lea el artículo original.

Cita: Los diabéticos se rompen los huesos fácilmente Una nueva investigación está descubriendo por qué sus huesos son tan frágiles (11 de mayo de 2020) consultado el 31 de agosto de 2022 en https://medicalxpress.com/news/2020 -05-diabetics-bones-easy-figuring-fragile.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.