Диабет и здраве на костите: Невидимите усложнения

Захарният диабет засяга над 537 милиона възрастни в световен мащаб, и докато влиянието му върху кръвната захар, сърдечно-съдовата функция и здравето на бъбреците е добре документирано, ефектите му върху скелетната система често се пренебрегват. Диабет тип 1 и тип 2 са свързани със значително увеличен риск от фрактури, особено в областта на бедрото, гръбначния стълб и китката. Метаанализ на бъдещите изследвания установи, че лицата с диабет тип 2 имат 40 . . по-висок риск от бедрена фрактура в сравнение с недиабетни контроли, дори след коригиране на костната минерална плътност (BMD) Този повишен риск от фрактури продължава въпреки нормалното или дори неточността, което предполага, че диабетът разгражда качеството на костите отвъд простата плътност. Фактори като хронична хипергликемия, оксидативен стрес, натрупване на усъвършенствани гликемизиращи крайни продукти (AGES), нарушена остеобластна функция и променен минерален метаболизъм всички допринасят за отслабена костна матрица. В този контекст, ролята на микроелементи като манган е придобила повишено внимание. Манхер е кофактор за няколко ензими и минерали, които са основни за образуване и минерали, които могат да се отровяват и да се отскоро, което може да се отров

Манган: Жизнено-битов фактор в костната обмяна

Манган (Mn) е съществен елемент от микроелемент, който активира широк спектър от ензими. Докато общото съдържание на тялото на манган е само около 10 . 20 mg, той е концентриран в черния дроб, бъбреците, панкреаса и костите. В костната тъкан манганът е особено критичен за:

  • Гликозилтрансферази . Тези ензими катализират синтеза на гликозаминогликан (напр. хондроитин сулфат, хиалуронова киселина), ключови компоненти на хрущяла и костната екстраклетъчна матрица. Без адекватен манган, протеогликан синтез е нарушена, компрометира структурната цялост на костта.
  • Xantinedeoxine[ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
  • Супероксидна дисмутаза (Mn-SOD) . Митохондриалната форма на този антиоксидантен ензим предпазва остеобласти и остеоцити от оксидативни повреди. Тъй като диабетът повишава производството на реактивни кислородни видове (ROS), Mn-SOD активност става особено важна.
  • Пируват карбоксилаза год. в глюконеогенезата и повлиява енергийния метаболизъм в костните клетки, косвено подкрепяйки изискванията на АТП за ремоделиране на костите.
  • Фосфоенолпируват карбоксикиназа (PEPCK)[[[FLT:]] гонден глюконеогенен ензим, който може да повлияе функцията на остеобластта чрез метаболитни пътища.

In vitro проучванията показват, че мангановата лишения намалява активността на алкалната фосфатаза (АЛП), маркерът за образуване на кост и уврежда минерализацията. Обратно, адекватните нива на манган насърчават отлагането на хидроксиапатит кристали в колагеновата матрица, подсилвайки скелета. Проучване, използващо клетки, подобни на остеобласти, показа, че мангановите добавки увеличават активността на ALP с 30% и засилват образуването на минерални възли, подчертавайки нейната пряка роля в костната сграда.

Как диабетът разрушава ендометриума

Диабетът променя метаболизма на няколко минерали, включително цинк, мед и манган. Хипергликемия увеличава уринарната екскреция на манган, което води до по-ниски циркулиращи нива при диабетни индивиди. Едно проучване съобщава, че серумен манган е 15 год. по-ниска при пациенти с диабет тип 2, в сравнение със здрави контроли, с обратна корелация към HbA1c. Освен това, инсулиновата резистентност може да наруши клетъчната абсорбция на манган чрез инсулин-чувствителен метал транспортер DMT1 (дивалентен метал транспортер 1) и цинков транспортер ZIP8, допълнително намаляване на неговата наличност до костообразуващи клетки. Хронично възпаление, белег на диабет, също така променя изразяването на транспортьори в червата и бъбреците: провъзпалителни цитокини като TNF-α понижава DMT1 израз в дуоденум, потенциално намалява абсорбцията. Тези прекъсвания създават сценарий, при който дори адекватно хранене в манган може да не се доставят достатъчно количество за прицелни тъкани, особено кост.

Механизъм на диабет-индуцирани Скелетна деинтерия

За да се оцени как манган добавки може да помогне, е важно да се разберат многобройните пътища, чрез които диабетът уврежда костите.

Хипергликемия и дисфункция на остеобластите

Високите нива на глюкозата директно потискат остеобластната активност. Глюкозата се конкурира с аскорбинова киселина (витамин С) за поглъщане в остеобласти чрез телепорти GLUT, намаляване синтеза на колаген. Освен това, хипергликемията ъпрегулира експресията на склеростин, Wnt сигнален инхибитор, който намалява образуването на кост. Остеобластите също стават по-податливи на апоптоза при високо захарни условия, поради повишена вътреклетъчна ROS и активиране на каспаси. Проучване показа, че цикличното разтягане, което обикновено стимулира разпространението на остеобласт, не успява да направи това в среда с висока глюкоза, което показва, че хипергликемията затъпява механичните сигнали, които поддържат костна маса.

Разширени продукти на гликацията (AGES)

Хроничната хипергликемия води до неензимна гликация на протеините в костите, като колаген тип I и остеокалцин. Тези AGEs образуват кръстосани връзки, които втвърдяват колагеновата матрица, правят костите по- крехки и по-малко способни да абсорбират енергия преди фрактури. AGEs също се свързват с рецептора RAGE на остеобласти и остеокласти, насърчавайки възпаление и оксидативен стрес. RAGE активиране потиска остеобласт диференциация, докато стимулира остеокластогенезата, наклоняване на костта ремоделиране баланс към нетна загуба. Проучванията показват, че серумните нива на AGE корелираха обратно с костната сила (измерена чрез микроиндентация) при диабетни пациенти, независими от КМП.

Окисляващия стрес и възпламеняването

Диабетът генерира излишък от реактивни кислородни видове (ROS) поради митохондриална дисфункция, глюкозна аутоксидация, активиране на полиолния път и неоткриване на ендотелната азотна оксидна синтаза. ROS директно уврежда костните клетки и матрични компоненти. Възпалението на цитокини като TNF-α и IL-6, повишени в диабета, стимулира остеокластогенезата чрез RANKL сигнализиране, като инхибира диференциацията на остеобластите. Манган, като основен компонент на Mn-SOD, играе пряка роля за неутрализирането на супероксидните радикали в митохондриите. Чрез засилване на антиоксидантните защити на костните клетки, манганът може да помогне за ограничаване на оксидативните увреждания, които ускоряват загубата на кост.

Доказателство за ендометринна добавка при диабетна костна болест

Изследванията на мангановите добавки за диабетно скелетно здраве все още се развиват, но съществуващите проучвания дават силна обосновка за употребата му.

Изследвания върху животни

При стрептозотоцин-индуцирани диабетни плъхове, пероралните добавки манган подобряват костната минерална плътност (BMD), повишена костна здравина (измервана чрез максимално натоварване и скованост), и нормализирани нива на алкална фосфатаза. Хистологично изследване показва засилено обем на трапевкулярната кост и намалена повърхност на остеокласт. A 2020 проучване подхранва диабетните плъхове диета, допълнена с 45 mg/ kg манган за осем седмици. В сравнение с диабетните контроли, допълнените плъхове имат значително по-високо вертебрално костно минерално съдържание (BMC, +18%) и намалена уринарна екскреция на дезоксипиридинолин (оцветяване на костната резорбция, горно25%). Добавената група също показва по- ниско оксидативни стресови маркери в костната тъкан, което предполага директен антиоксидантен ефект.

Данни за наблюдение на човека

В проучвания на крос- реципрочен стадий серумните нива на манган често са по- ниски при пациенти с диабет с остеопороза, отколкото при тези с нормална костна плътност. Проучване на 1 200 жени след менопауза с диабет тип 2 установи, че тези при най-високия тертил на приема на хранителен манган са с 40% по- ниско разпространение на остеопеня и остеопороза в сравнение с тези в най- ниските тертили, след коригиране за възраст, BMI, продължителност на диабета и прием на калций. Друг анализ на данните на NHAnes показва, че диабетните индивиди със серумен манган в най- ниския квартил имат 2.1 пъти по- високи шансове за фрактура на бедрената кост при 10- годишно проследяване.

Клинични проучвания

Въпреки това, няколко проучвания, използващи многофункционални формули, съдържащи манган (дългостранен цинк, мед и витамин D) са съобщили подобрения в маркерите за костен оборот и КМП при пациенти с диабет. Например 12-седмично допълнение с микроелементен комплекс от 5 mg/ден, което води до намаляване на серумния C-терминален телопептид (CTX-1, маркер за резорбция) с 12% и повишаване на остеокалцин (маркер за образуване) с 8% при пациенти с диабет тип 2, по-скорошно 24- седмично проучване при 80 диабетни постменопаузални жени в сравнение с дневна добавка, доставяща 10 mg манган, 15 mg цинк, 2 mg мед и 800 IU витамин D срещу витамин D само за контрол.

Диетични източници и биоразградимост на Манган

Манганът присъства в различни храни, но усвояването му може да бъде значително повлияно от диабетни лекарства и други хранителни фактори.

Богати източници на храни

Следните храни осигуряват значителни количества манган (стойности на 100 g сготвено, освен ако не е отбелязано; източник: USDA FoodData Central):

  • Ядки от пинии : ~8,8 mg
  • Лешници: ~6,2 mg
  • Пекан : ~4.5 mg
  • Семе от памперс : ~4.5 mg (печено)
  • Отворено пшенично брашно: ~4.0 mg (суров)
  • Кафяв ориз: ~1,1 mg (варени)
  • Спинах: ~0.9 mg (варени, варени)
  • пинеапъл: ~0.9 mg (raw)
  • Черен чай: ~0.5 mg на чаша (задъхан, променлива)

Фактори, влияещи върху абсорбцията

Диабетните пациенти, които приемат калций или добавки от желязо, калций и цинк се конкурират за тях чрез желязо, калций и цинк, поради споделените транспортьори (DMT1 и ZIP14). Диабетните пациенти, които приемат калциеви или железни добавки, може да се нуждаят от тяхното пространство, освен богатите на манган храни или добавки с най-малко 2 часа. Високофиброните диети (фитати в пълнозърнести зърна, бобови култури) могат да намалят абсорбцията на манган умерено, тъй като фитатите свързват дивалентни катиони. Обратно, витамин С и наличието на органични киселини (цитринова киселина, малинова киселина) увеличават абсорбцията чрез запазване на мангана в разтворима, намалена форма. Метформин, лекарство с диабет първа линия, е доказано, че намалява усвояването на няколко минерали, включително манган, чрез промяна на pH на червата и намаляване на DMT1 изразяването. Следователно диабетните пациенти на метформин могат да бъдат изложени на повишен риск от субокалибрационно състояние и може да се възползват от периодичния серумен манган оценка.

Препоръчителна безопасност при всмукване и добавяне

В Съединените щати, подходящият прием (AI) за манган при възрастни е 2,3 mg/ден за мъже и 1,8 mg/ден за жени. Приемливите нива на прием (UL) е 11 mg/ден от добавки и храни, комбинирани горно над типичните приеми. Общите манганови добавки осигуряват 5 год. на доза, често като манган глутамат, цитрат или сулфат. Тоналността от оралните добавки е рядка, когато се консумират по-малко от 10 mg/ден, но хроничен прием над UL, особено при наличие на нарушена чернодробна или бъбречна клирънс, може да доведе до неврологични симптоми, наподобяващи Паркинсонизъм (манганизъм) поради натрупване на манган в базалната ганглия. Тъй като диабетът може да компрометира чернодробната и бъбречната функция, пациентите с диабетна нефроматохепатност или стеапатитит трябва да използват манганови добавки с повишено внимание и под медицинско наблюдение. Прост серумен манган тест може да помогне за определяне на изходното състояние и дозиране.

Практически препоръки при пациенти с диабет

Въз основа на настоящите доказателства, следните стратегии могат да подкрепят скелетното здраве при диабет чрез оптимизиран манганов статус:

  1. Приоритизирайте първо източниците на хранителни вещества. Инкорпоративни храни, богати на манган като ядки, семена, листни зеленчуци, и цели зърна в ежедневната храна. Този подход осигурява минерали заедно с фибри, здравословни мазнини и други хранителни вещества, подкрепящи костите (магнезий, витамин К, мед). Например, шепа бадеми (30 гр) осигурява около 1,2 mg манган, докато чаша сготвена овесена каша предлага 1.5 mg.
  2. Управление на времето и взаимодействията.[Ако приемате метформин, железни добавки, или калций, осигуряват адекватно разстояние (поне 2 часа разлика) от богати на манган ястия или добавки. Манганът се абсорбира най-добре на празен стомах, но ако се случи стомашно разстройство, вземете го с нискоинхибиторно хранене (напр. плодове, нецитрусови зеленчуци).
  3. Познайте комбиниран подход. Манганът работи синергично с цинк, мед и витамин D. Изчерпателната формула за костна поддръжка може да бъде по-ефективна от мангана самостоятелно, тъй като тези хранителни вещества споделят метаболитни пътища. Например цинкът активира остеобластната диференциация, медта е необходима за колагена кръстосано свързване, и витамин D подобрява калция абсорбцията и синтеза на остеокалцин.
  4. Избягвайте над 10 mg/ден без медицински надзор.[ По-високите дози не са доказани, че са по-благоприятни за здравето на костите и носят рискове от неврологично натрупване. Стандартно 5 . 10 mg дневно увеличение, съчетано с диета прием, вероятно е безопасно и адекватно за коригиране на дефицит.
  5. Двойка с метаболитен контрол. Манган добавки трябва да бъде част от по-широка стратегия за оптимизиране на кръвната захар, тъй като хипергликемията движи както манганов прах и костна деградация. По-добър гликемичен контрол намалява търсенето на антиоксиданти и може да подобри използването на манган. Стремеж за HbA1c под 7% (53 mmol/mol) може да се синтезира с всяка костна-подпомагаща интервенция.
  6. Монитор на костната система редовно.[ Диабетните пациенти трябва да обсъдят изследване на костната плътност (DXA сканиране) и оценка на риска от фрактури със своя доставчик на здравни грижи, особено ако имат анамнеза за фрактури на крехкостта, дълга продължителност на диабета или невропатия. Добавянето на тест на серумния манган към годишните лаборатории може да помогне за индивидуализиране на добавки.

Заключение: Манганът като целева подкрепа за диабетното скелетно здраве

Диабетът налага неосъществима тежест върху скелета, от увредена костна форма до повишена чупливост и чувствителност към фрактури.Макромаслен дефицит е често срещано при пациенти с диабет, задвижвани от загуба на урина, малабсорбция и лекарствени взаимодействия, и този дефицит вероятно изостря влошаване на костите. Допълването с физиологични дози манган може да коригира този дефицит, да подкрепи активността на антиоксидантните ензими като Mn-SOD, да подобри синтеза на колаген чрез гликозилтрансфераза и да подобри костната минерализация. Докато по-мащабните клинични изпитвания са необходими за установяване на окончателна ефикасност и оптимално дозиране, съществуващите биохимични, животински и ранни клинични доказателства са неосъществими. За пациенти с диабет, които се отнасят до здравето на костите, целенасочен подход, който включва адекватно съдържание на манган, наред със стандартния витамин D, калций и гликемично управление, представлява нисък риск, потенциално висока степен на развитие.

За по-нататъшно четене на мангановото и костното здраве вж. NIH Служба за хранителни добавки готварски лист и обширен преглед на микроелементите в диабета и костите. Освен това Диабетес Кариер предоставя преглед на диабета и костната болест. За повече информация относно оксидативния стрес и антиоксидантните ензими в диабетната кост виж това изследване на Mn-SOD активност при диабетни пациенти..