Ⅰ型糖尿病对骨折愈合影响的研究进展
糖尿病,1糖尿病对胶原的影响,2糖尿病对骨细胞及相关生长因子的影响,3糖尿病对骨骼生物力学的影响,4胰岛素干预治疗对于糖尿病骨折愈合的影响,5研究糖尿病影响骨折愈
Ⅰ型糖尿病指胰岛B细胞破坏,导致胰岛素绝对缺乏,引起以高血糖为特征的代谢紊乱,可造成人体多系统慢性损害。糖尿病患者骨质脆弱,比正常人群更易发生骨折,且骨折后愈合缓慢,甚至出现骨不愈合。了解糖尿病对骨折愈合的具体影响方式对临床有非常重要的意义。近年来,国内外学者利用大鼠制作Ⅰ型糖尿病动物模型,应用免疫组化、分子生物学、生物力学等手段对糖尿病动物模型的骨折愈合过程和机制进行了一些探索和研究,取得了一定的成果,现将目前的研究进展综述如下:1 糖尿病对胶原的影响
骨组织是由细胞和细胞间质组成,其细胞间质又由基质和纤维组成,骨纤维大都属于胶原纤维,约占骨有机成分干重的90%。因此,胶原对于改善和维持骨的机械强度非常重要。胶原代谢紊乱会导致骨骼机械强度下降。Spanheimer等[1]证实:糖尿病鼠骨和关节软骨中,胶原的合成减少。并且糖尿病鼠血清可以抑制正常鼠软骨胶原的合成过程。
骨折愈合过程与骨痂的细胞外基质中胶原演变过程有密切的联系。最初,细胞合成的Ⅰ型和Ⅲ型胶原构成了细胞外基质,早期骨痂内的软骨细胞中同时有Ⅰ型胶原和Ⅱ型胶原的mRNA表达,但随着软骨细胞的分化,演变为以产生Ⅱ型胶原为主。随后,软骨区扩大,软骨细胞体积增大,进入软骨内化骨阶段,I型胶原的合成又开始占优势。关于糖尿病对结缔组织的影响,有作者认为:糖尿病动物结缔组织胶原(主要是I或Ⅱ型胶原)含量降低,其原因是胶原合成减少,或分解增加,或两种因素同时存在,也可能与胶原酶活性增强有关[2]。
有报道[3],Ⅹ型胶原与软骨内化骨密切相关,因为它是肥大的软骨细胞合成的,它可能通过调节基质矿化和划分基质成分,促进软骨内成骨。Topping等[4]从糖尿病组和正常对照组骨折动物的骨痂中提取放射示踪蛋白以测量X型胶原的含量,结果发现X胶原在软骨内化骨整个过程中持续存在,正常组X型胶原在骨痂中的表达在14 d达到高峰,而糖尿病大鼠组X型胶原减少54%~70%,因此推论X型胶原合成减少可能对糖尿病骨折愈合能力下降有一定的影响。
Macey等[5]制备糖尿病大鼠的股骨闭合骨折模型,分正常组、胰岛素治疗组、非治疗组。与胰岛素治疗组相比较,在骨折的第4 d和11 d,未接受胰岛素治疗的糖尿病组动物中,骨痂内胶原的含量下降50~55%。另外,在骨折的第4 d,未接受胰岛素治疗的糖尿病组动物骨痂中总DNA含量(骨痂中细胞构成的标志) 下降40%,在骨折的第4 d和第11 d,骨痂内胶原-DNA比率(每个细胞网状胶原合成的指标) 下降15~50%。他们推测骨折修复早期的机械力量降低是由于胶原合成减少、细胞增殖或迁移受影响的结果 ......
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