文摘
1型糖尿病相关并发症影响肌肉和骨骼,与糖尿病骨疾病和糖尿病肌病越来越报道在过去的几十年。本文旨在简洁回顾文献对当前关于这些越来越发现和知识可能在肌肉骨骼系统互联的并发症。此外,本文总结了几个nonmechanical因素可以调解的开发和发展不成熟的肌肉骨骼下降这人口和讨论预防措施以减少糖尿病在肌肉骨骼系统的负担。
1。介绍
1型糖尿病(近年来)是一种终身疾病诊断主要是在儿童时期。它的特点是自身免疫性破坏β肽在胰腺内,导致胰岛素缺乏,依赖外源性胰岛素。尽管那些近年来努力维持正常的血糖控制,不到三分之一的病人持续实现目标血糖水平(1]。因此,血糖变异性和糖尿病并发症是一种相当大的方面的疾病。此外,在近年来的流行有显著增加。具体地说,在2001年至2009年之间,有一个人增加21%诊断为内转至20岁以下的,近年来的发病率增加不仅在美国(2),但也在全球范围内(3]。由于上述事实,T1D-associated并发症和相关的成本将上升。
传统上,近年来一直与macrovascular和微血管并发症,如视网膜病变、神经病变、糖尿病肾病。减少传统上公认的近年来的并发症包括糖尿病骨病(DBD)和糖尿病肌病。临床上,DBD近年来越来越引起人们的注意与多个研究近年来报道的并发症低骨密度和骨折发生率增加患者近年来与一般人群相比,(4,5]。意识T1D-associated肌病也增加了近年来减少肌肉和力量,以及改变代谢能力报告(6- - - - - -10]。
骨骼肌肉和骨骼是两个器官,同时开发和在附近。骨量和微观几何体型和肌肉力量的发展在儿童和青少年11]。事实上,青春期和青年时代重要的肌肉和骨骼权责发生制。muscle-bone单元被描述为一个操作单元的机械负荷骨取决于肌肉力量(11]。潜在nonmechanical肌肉和骨骼之间的相互作用,包括肌源性myokines bone-derived osteokines,和其他常见的潜在机制近年来似乎可以解释为什么muscle-bone单位影响后不久诊断和疾病的持续时间(图1)。
1.1。在人类与近年来糖尿病骨疾病
T1D-associated DBD表现为骨矿物质密度降低,断裂的风险更高,异常骨微观结构和低骨营业额(5]。多项研究表明,近年来骨矿物质密度较低的人(12- - - - - -14反向),皮质区与长期血糖控制(14]。尽管大多数研究显示减少骨矿物质密度作为评估双能x线吸收仪(DXA对),数量有限的研究报道赤字在3 d骨微体系结构由高分辨率外围定量ct (HR-pQCT)或磁共振成像(MRI)。具体来说,Shanbhogue et al。15]报道赤字在那些近年来骨属性,尤其是微血管并发症的存在。这些赤字主要是小梁舱(减少数量的骨小梁,骨小梁厚度)和所观察到的类似条件的增加骨营业额(15]。此外,小梁的微体系结构评估MRI在胫骨也被证明是受损(减少骨体积和小梁的数量和增加小梁分离)在年轻女性与近年来发生在儿童时期,相比健康的年轻女性(16]。
骨折的风险在近年来出现在所有年龄和所有网站。以人群为基础的研究从改善健康网络(薄)在英国报道任何骨折的发病率增加患者近年来从童年开始17]。与近年来青少年减少骨量和大小(13,18)和增长的风险较低的失败意味着高度SDS (19)和相对生长激素抵抗(20.]。最近的研究已经证实骨矿物质密度降低赤字加上骨骼肌的性质与近年来儿童和青少年21,22]。
总的来说,骨折的风险存在于男女双方基于最近的荟萃分析,与近年来有报道,女性的四倍风险和男人有两次经历着骨折的风险相比,普通人群(23]。这明显高于骨折的风险可能是由于多种因素导致近年来患者骨骼健康。年龄,近年来持续时间长,近年来诊断达到峰值骨量之前被认为是断裂的重要危险因素(24]。
除了赤字骨量、骨营业额下降近年来,与大多数研究揭示减少骨形成和骨吸收25]。具体地说,一项研究比较近年来的孩子的同龄健康儿童表现出较低的骨钙素、胶原ⅰ型伴前肽(PINP),和1型胶原蛋白c端交联端肽(CTX)水平在近年来的孩子26]。此外,在近年来的年轻成年女性,CTX水平也被发现是低于同龄健康女性(16]。
爱荷华州妇女健康研究表明,绝经后妇女与内转至髋部骨折的风险比女性高12.25倍没有内转。总的来说,骨折的风险被认为是高近年来女性与男性相比,根据最近的一项荟萃分析(23]。患者的其他的研究近年来也报告了类似的累积概率的髋部骨折在两性在40岁之前,但此后,增加男性更快(27]。基于这些发现,女性可以扮演一个角色在近年来的骨折风险,尽管近年来的男人也应该被认为是高危的骨折。
1.2。糖尿病肌病与近年来人类
骨骼肌肉和肌肉功能下降的损失是一种老化的特点,通常需要几十年的进步。最明显的7日和8日几十年的生活。然而,近年来开始出现糖尿病危害患者肌肉衰退在更年轻的时候(28]。事实上,涉及新诊断的一项小型研究年轻个体胰岛素依赖型糖尿病患者显示弥漫性肌纤维萎缩年龄组(相比29日]。此外,近年来儿童和穷人血糖控制展览握柄的力量相比,低年龄组(22]。另一项研究与近年来青少年,分为组糖尿病持续时间的基础上,得出的结论是,有一个减少青少年参与者相对肌肉力量和力量近年来的持续时间更长(21]。成人一个最近的研究表明,最大收缩了35岁后下降速度与近年来健康的成年人。这是伴随着更加突出1型肌纤维分组和混合的发病率增加肌纤维(纤维表达多个肌凝蛋白重链同种型)与健康对照组相比(6]。从上面的研究结果支持的存在加速患者骨骼肌衰老内转(28]。
肌肉萎缩的存在(30.和肌肉力量下降31日- - - - - -33在那些预计近年来在那些患有神经病变。近年来各种时间患者的肌肉活检显示负面影响骨骼肌超微结构,在糖尿病神经病变的存在更明显(34]。奥兰多等人的另一项研究发现受损的肌肉力量和易疲劳性与内转至参与者,与多神经病在组更明显。本研究得出的结论是,非神经损伤因素导致受损的肌肉与近年来相关表型(35]。然而,尽管历史上肌病在近年来被认为是由于神经病变,最近的研究提供了强有力的证据表明,那些近年来呈现出阳性改变,即使没有神经系统并发症(6,7]。可能的潜在机制肌易疲劳性在年轻的成年人有近年来没有并发症可能受损的线粒体氧化能力,发现最近报道,摩纳哥et al。7]。
进一步对那些近年来的研究显示男性和女性之间的差异在骨骼肌线粒体生物能疗法,在基本的细胞过程中发挥着关键作用,包括但不限于新陈代谢和细胞生存10]。由于机械压力,肌肉骨骼开发和维护,这些发现表明,过早骨骼肌衰老负面影响骨质量,从而导致更高的骨折风险,特别是近年来女性。
1.3。潜在的附着装置的附着强度Nonmechanical司机在近年来功能障碍
1.3.1。营养因素
胰岛素和胰岛素样生长因子(igf - 1)是合成因素对骨和骨骼肌。具体来说,胰岛素刺激生长因子参与肌细胞生成(36],它起着至关重要的作用在骨骼肌蛋白质合成和分解37]。在骨架,它被认为有合成代谢的影响38),它可以促进成骨细胞分化[39]。igf - 1需要纵向骨生长,骨骼成熟,骨量收购不仅在增长,但还在维护骨骼的一生中(40]。igf - 1也是必不可少的骨胳肌细胞生成和与肌肉,肌肉发育和再生。此外,它会增加肌肉卫星细胞的增殖能力(msc) [41]。
近年来是一种疾病与人类系统性胰岛素和igf - 1水平低(16,20.,42]。患者近年来频繁出现胰岛素抵抗,甚至在青少年时期(43- - - - - -45),已与微和macrovascular并发症的风险增加(43,46]。此外,胰岛素抵抗和标记β细胞功能已被发现是负相关的肌肉力量在年轻的成年人47]。此外,骨小梁质量那些近年来已被证明是与胰岛素抵抗相关负面(48),在青春期的男孩,胰岛素抵抗消极地影响骨骼发育(49]。
缺乏内源性胰岛素分泌和降低胰岛素和igf - 1信号由于阻力可能是一个因素在骨形成减少,以及肌肉赤字和受损的肌肉修复在近年中观察到。
1.3.2。高血糖和先进的糖化终端产品(年龄)
高血糖和由此产生的先进的糖化终端产品(年龄)也被卷入穷人可能会导致骨折的骨微体系结构。可怜的血糖控制与骨有关赤字在许多研究[22,50,51]。从近年来患者在髂嵴骨活检,骨pentosidine,一种年龄,是近年来患者有一个历史上更高的脆弱性骨折比那些没有骨折或健康对照组52]。此外,在成人患者的研究近年来,高血清pentosidine被发现与普遍骨折(53]。在日本近年来患者群,皮下年龄积累与下肢骨骼肌功能受损(54]。此外,近年来在贫困儿童血糖控制减少了有氧肌肉能力(55),减少肌肉面积(22]。这些研究表明,高血糖和由此产生的年龄是司机的障碍muscle-bone单位近年来,可以大大有助于DBD和近年来糖尿病肌病。
1.3.3。Osteokines和Myokines
骨骼和肌肉之间的信号可以分为两类:bone-to-muscle信号和muscle-to-bone信号。Bone-derived信号分子(osteokines)包括骨钙素、sclerostin FGF-23 Wnt-3a, TGF -β(56]。骨钙素是一种bone-derived激素主要由成骨细胞分泌。一些研究报道,其水平是减少在近年来57),尤其是在儿童和青少年(58- - - - - -60),尽管一些研究显示没有与近年来骨钙素水平的变化。除了其在骨矿化作用,骨钙素是重要的自由脂肪酸和葡萄糖吸收(61年)和线粒体生物起源和胰岛素敏感性62年在骨骼肌。
Sclerostin,骨形成的负调节,已发现与近年来儿童高,(63年,64年]。目前尚不清楚更高水平的sclerostin与不良骨骼状况相关联,尽管这些研究表明sclerostin水平较高与受损儿童矿物状态(64年]。此外,sclerostin已经涉及到肌肉内稳态(65年]。然而,这并没有在近年来患者进行研究。FGF23水平似乎并不不同之间有或没有内转(66年]。等其他的角色osteokines TGF -β、肌肉骨骼健康人类与近年来还不知道。还需要更多的研究来评估的角色osteokines DBD和肌病。
Muscle-to-bone信号分子(myokines)包括肌肉生长抑制素、白细胞介素(il - 6、IL-7 IL-15), igf - 1, FGF-2, irisin。肌肉生长抑制素是一种主要由骨骼肌myokine分泌(67年]。它负调节肌肉67年),已被证明对osteoblastogenesis[造成负面影响68年]。肌肉生长抑制素被发现在成人提升系统内转,尽管它并没有被证明是高水平骨骼肌的内转(69年]。肌肉生长抑制素相反,irisin myokine,积极调节肌肉。它由后骨骼肌运动导致分泌增加葡萄糖和脂肪酸吸收(70年),引起线粒体生物起源和生热作用71年]。在骨,irisin积极对成骨细胞分化和矿化的影响72年]。系统性的irisin水平更高,已被证明与更好的血糖控制和与骨参数在近年来的孩子73年),以及较低的胰岛素需求在近年来的女性74年]。另一项研究发现降低irisin水平与健康对照组相比,那些近年来(75年]。因此,Irisin已被证明是pro-osteogenic Irisin水平较低可以在近年来占可怜的骨参数。
白细胞介素- 6可以来自肌肉。il - 6在近年来患者评估Rachon et al .,并指出,绝经后妇女与近年来显著降低股骨颈骨密度和血清生物活性增加il - 6水平与对照组相比。然而,在使用多元回归研究,没有公司之间的相关性是由两个参数(76年]。Interleukin-15也被发现是高架与近年来年轻的成年人(77年]。然而,目前尚不清楚这是否与任何赤字骨或骨骼肌。还需要进一步的研究来探索myokines DBD和糖尿病肌病的角色。
1.4。预防和管理的DBD和糖尿病肌病
尽管近年来的日益普及和相关的可怜的骨和骨骼肌健康,研究有限,没有共识DBD和肌病的预防和治疗78年]。为了提高骨骼脆弱和肌肉功能在这个人口下降,重要的是要了解如何识别这些风险以及可能的干预措施的各种治疗方法。疾病持续时间长,长期血糖控制不佳,较低的身体质量指数,和糖尿病并发症的存在被认定为DBD的风险因素(78年]。多个研究指出,骨矿物质密度t指数和FRAX可以作为筛查工具在糖尿病患者骨折的风险,但是经常低估风险的人口,必须调整(79年]。生活方式干预,如体育活动,和优化的血糖控制和饮食因素(补充钙和维生素D)推荐尽可能的干预措施减轻骨折的风险。
首先,生活方式调整像负重运动还没有被广泛的研究与近年来患者骨骼和肌肉参数。然而,在一项研究评估运动的影响在近年来的孩子,它是指出,每周定期为9个月三次负重运动改善全身和腰椎的骨矿物质密度(26]。另一项研究还显示改善骨密度与三个月锻炼计划与近年来青少年(80年]。运动还可以改善患者的最大强度内转(81年)和改善血糖控制和肌肉健康(82年]。运动可以改善胰岛素敏感性,降低胰岛素的需求,降低微血管并发症,减少心血管疾病患者近年来(83年),尽管它可以与运动性低血糖。这种风险可以减轻使用连续血糖监测和进餐时间胰岛素剂量调整根据持续时间、强度和类型的体力活动(84年]。因此,应该建议患者负重运动近年来由于上述原因,可能作为一种手段来减少骨折的风险和改善骨骼肌功能和力量。
第二,一些研究支持,近年来患者理想的钙摄入量和25 (OH) D水平较低。具体来说,韦伯的横断面最近的一项研究发现,三分之一的青年与近年来研究钙摄入量不足(85年]。另一项研究来自巴西报道低膳食钙摄入量76%的儿童内转和最佳的血清维生素D水平与内转(只有18%的孩子86年]。在相同的研究中,钙摄入量与骨密度相关。此外,荟萃分析报道低血清维生素D水平与健康对照组相比,近年来患者(87年]。维生素D状况的密切监测和钙的摄入量以及补充,如果表示,应考虑在这个人口,虽然只有稀缺的证据表明,维生素D和钙的补充与更好的肌肉骨骼结果内转(88年]。
最后,一些研究支持,严格的血糖控制逆相关骨折的风险,而低血糖和高血糖症都是直接相关的骨折风险。在纽曼等人的研究和近年来涉及男性和绝经前女性,长期血糖控制与提高临床骨折患病率与骨矿物质密度(但不89年]。另一项研究报道,近年来的绝经前的女性和良好的血糖控制与非糖尿病患者相比,女性没有降低骨质密度的指骨的骨头,然而,近年来的绝经前的女性和血糖控制不良降低了骨形成和吸收增加的(90年]。与这些研究相比,观察椎骨折的研究没有发现与血糖控制协会(91年]。此外,高血糖和产生的年龄与减少肌肉力量和肌肉在近年来92年,糖尿病控制不佳被发现损害肌肉在运动中氧气供应在近年来93年),这表明严格的血糖控制在近年来将有利于骨骼肌属性。
2。结论
DBD和糖尿病肌病越来越认识到近年来的并发症。因为在邻近骨骼肌肉和骨骼发展,骨骼肌健康的决定因素会影响骨骼的健康,反之亦然。近年来评估骨和骨骼肌赤字时,应该考虑一个普通司机,如胰岛素不足,高血糖,osteokines, myokines可能导致骨骼肌肉和骨骼的损伤中看到这种疾病。生活方式干预,如运动,补充钙和维生素D,严格血糖控制可以提供一些保护,在近年来改善肌肉骨骼健康。
数据可用性
的利益冲突
作者确认他们没有利益冲突的声明发布。
作者的贡献
所有作者导致这项工作的概念。所有作者的贡献起草的手稿和批判性修订后的手稿。所有作者提供了手稿的最终批准和同意负责最终产品。卡莉特拉维斯和Priya s .斯利瓦斯塔瓦应该考虑共同第一作者。
确认
这项工作得到了国家卫生研究院的资助K08DK124566 (EK),和额外的资金来自肯塔基大学的通过一个机构KL2医师科学家职业发展计划(EK)。