- 제2형 당뇨병 환자는 여러 질병 및 건강 합병증, 특히 요통에 걸릴 위험이 높습니다.
- 캘리포니아 샌디에이고 대학교와 유타 대학교의 연구자들은 제2형 당뇨병이 척추를 구성하는 척추 디스크에 부정적인 영향을 미친다고 밝혔습니다.
- 이 발견은 제2형 당뇨병 환자가 종종 만성적인 신체 통증, 특히 요통을 경험하는 이유를 설명할 수 있습니다.
연구자들은 전 세계 약 5억 8백만 명이 제2형 당뇨병을 앓고 있다고 추정하고 있습니다. 이는 신체가 인슐린을 제대로 사용하지 못하는 상태입니다.
제2형 당뇨병 환자는 심장병, 뇌졸중, 고혈압, 신장병 및 치매와 같은 질병에 걸릴 위험이 더 높습니다.
제2형 당뇨병은 신경 손상, 안과 질병, 피부 문제, 수면 장애 및 요통을 포함한 만성 신체 통증과 같은 여러 건강 합병증을 유발할 수 있습니다.
최근 캘리포니아 샌디에이고 대학교와 유타 대학교의 연구자들은 제2형 당뇨병이 척추를 구성하는 척추 디스크에 부정적인 영향을 미친다고 보고했습니다.
동물 모델을 통해 연구자들은 제2형 당뇨병이 디스크 내 콜라겐 섬유를 비유연하게 만들어 압력에 버틸 수 있는 능력을 저하시킨다는 것을 발견했습니다.
이 새로운 연구는 최근 PNAS Nexus 저널에 발표되었습니다.
당뇨병이 척추에 미치는 영향
이전 연구들은 제2형 당뇨병이 신체의 척추와 등을 부정적으로 영향을 미칠 수 있음을 보여주었습니다.
예를 들어, 제2형 당뇨병 환자는 확산성 특발성 골격 비대증에 걸릴 위험이 증가합니다. 확산성 특발성 골격 비대증은 척추 주위의 힘줄과 인대를 경화시켜 경직, 운동 감소 및 통증을 유발하는 일종의 관절염입니다.
2022년 3월 발표된 연구에서는 제2형 당뇨병 환자가 요추 디스크 퇴행성 질환에 걸릴 위험이 더 높음을 발견했습니다.
다른 연구에서는 제2형 당뇨병이 척추관 협착증 및 척추 골수염과 같은 다른 척추 질환의 발생 위험을 증가시키는 것으로 연결되었습니다.
이전 연구들은 또한 제2형 당뇨병의 진행과 만성 요통과의 연관성을 보여주었습니다.
이전 연구에서는 당뇨병 환자가 비당뇨병 환자에 비해 요통을 경험할 위험이 35% 증가하고, 목 통증을 경험할 위험이 24% 증가한다고 보고했습니다.
당뇨병이 척추의 콜라겐 섬유를 손상시킬 수 있습니다
“우리는 당뇨병이 뼈에 미치는 영향을 척추 디스크에서도 확인하고자 했습니다. 이 발견은 이러한 인구에서 디스크 퇴행 및 요통을 설명할 수 있습니다.”라고 캘리포니아 샌디에이고 대학교 기계항공공학과의 클레어 아세베도 박사는 연구의 초점을 척추에 두기로 한 이유를 설명했습니다.
이 연구에서 연구자들은 제2형 당뇨병 쥐 모델을 사용했습니다. 제2형 당뇨병이 있는 쥐의 척추 디스크를 건강한 쥐의 것과 비교하여 디스크 내 콜라겐 섬유의 변형 여부를 조사했습니다. 척추 디스크의 외부 부분은 콜라겐과 단백질 층으로 이루어져 있습니다.
연구자들은 제2형 당뇨병 쥐에서 디스크의 콜라겐 섬유의 압축 능력이 저하되어 콜라겐이 경직되고 부서지기 쉬워졌다는 것을 발견했습니다. 따라서 건강한 콜라겐과 비교했을 때 압축력에 대한 저항력이 떨어지게 되었습니다.
“제2형 당뇨병과 관련된 고혈당은 콜라겐 섬유를 평소보다 더 빠르게 손상시킵니다. 이는 마치 빠른 노화 과정과 같습니다.”
— 클레어 아세베도 박사
“제2형 당뇨병과 관련된 고혈당은 콜라겐 섬유의 변형을 제한하여 디스크 내 압축 메커니즘(에너지 소산 메커니즘)을 제한하고 콜라겐을 더 경직되고 부서지기 쉽게 만들며 lamellar 회전을 제한합니다.”라고 아세베도 박사는 설명했습니다.
“앞으로의 치료는 이러한 질환을 목표로 하여 디스크의 정상적인 변형 능력을 회복할 수 있을 것입니다.”라고 그녀는 덧붙였습니다.
나노 스케일에서 관찰하기
과학자들은 동특소각 X-선 산란(SAXS)이라 불리는 실험 기법을 사용하여 디스크 콜라겐의 행동 변화를 나노 스케일에서 관찰했습니다.
“소각 X-선 산란은 콜라겐 섬유의 주기성(67nm)을 측정할 수 있는 X-선 회절 기술입니다. X-선 빔 앞에서 인장 테스트를 수행하면 콜라겐의 주기성이 증가합니다.”라고 아세베도 박사가 밝혔습니다.
“우리는 콜라겐 주기성의 변화를 포착할 수 있으며, 이를 통해 콜라겐의 변형 또는 변형률을 계산하고 동시에 전체 디스크의 변형 또는 변형률을 측정할 수 있습니다.”라고 그녀는 덧붙였습니다. “따라서 나노 스케일에서 콜라겐 수준으로 얼마나 많은 디스크 변형이 전달되는지를 볼 수 있습니다.”
이 연구의 다음 단계에서 아세베도 박사는 고급 당화 최종 생성물(AGEs)의 교차링크 평가를 위한 대리 평가 방법을 찾고 있다고 말했습니다. AGEs는 노화와 제2형 당뇨병과 같은 퇴행성 질환의 발생 및 악화와 관련된 바이오 마커입니다.
“디스크나 뼈의 AGEs 함량을 평가하는 것은 복잡하고 침습적이며, 피부에서 AGEs 교차링크 증가를 평가하는 것이 디스크와 뼈에서의 동일한 증가를 평가하는 좋은 방법일 수 있지만, 절대적인 함량 값은 조직 간에 다를 것입니다.”라고 그녀는 설명했습니다.
제2형 당뇨병은 몸 전체의 콜라겐에 영향을 미칩니다
우리는 또한 로스앤젤레스의 세다스 사이나이 척추 센터에서 척추 외과 의사이자 척추 외상 공동 책임자인 닐 아난드 박사와 이 연구에 대해 이야기했습니다.
아난드 박사는 이 연구의 결과에 놀라지 않았다고 말했습니다.
“제2형 당뇨병은 콜라겐에 영향을 미칩니다. 이는 콜라겐 질환이며, 척추 디스크는 콜라겐입니다.”라고 그는 설명했습니다. “디스크의 링은 외부에서 콜라겐 섬유로 구성되어 있습니다. 따라서 제2형 당뇨병이 어떤 형태로든 디스크에 영향을 미칠 것이라는 것은 놀랍지 않습니다.”
“제2형 당뇨병은 몸 전체의 콜라겐에 영향을 미칩니다. 콜라겐은 신체 내 혈관에 영향을 미치는 방식과 같은 방식으로 영향을 받습니다. 이것이 제2형 당뇨병이 유발하는 문제입니다. 심혈관 문제, 신장 문제, 그리고 수백 가지 문제를 일으킵니다. 심지어 눈 문제도 생길 수 있습니다.”
— 닐 아난드 박사
그러나 아난드 박사는 이 연구가 쥐 모델을 통해 수행되었다는 점을 상기시켜 주었습니다.
“인간은 쥐가 아닙니다.”라고 그는 계속했습니다. “이 발견이 인간에게도 해당됩니까? 아마도 그렇겠지만 — 어떤 요소가 있을 것입니다. 결국, 이것은 인간에게로 전달되어야 합니다.”
정보 출처
- 연구 링크: https://academic.oup.com/pnasnexus/article/2/12/pgad363/7342234
