晚期糖基化终产物加合物改变骨胶原网络和人类皮质骨抗断裂能力

AGEs 水平升高被认为与 2 型糖尿病（T2D）和慢性肾病（CKD）患者骨折风险增加有关。通常认为，AGEs 会使骨胶原“过度交联”，使其变硬且延展性降低，从而降低皮质骨抗断裂能力。这一观点主要基于体外研究，在这些研究中，作为 AGE 交联物的 pentosidine 常被用作 AGEs 的生物标志物。然而，近期研究发现，在人体样本中，非交联 AGE 加合物的丰度大约是 pentosidine 的 40 到 200 倍。此外，离体研究显示，变性且连接性较低的胶原网络与较低的抗断裂能力相关。这揭示了我们对 AGEs 如何影响皮质骨脆弱性的理解存在断裂。具体而言，AGEs、骨胶原网络性质和皮质骨断裂韧性之间的关系仍不清楚。本研究在来自 80 名不同人类供体、具有或不具有 T2D 和/或 CKD 病史的皮质骨样本中，离体测量了三种 AGE 加合物（carboxy-methyl-lysine、carboxy-ethyl-lysine、5-hydro-5-methyl-4-imidazolon-2-yl-ornithine 1）、pentosidine、胶原网络指标以及断裂韧性。与对照组相比，T2D/CKD 组 AGE 加合物含量高 57%-63%，且丰度是 pentosidine 的 70-830 倍。AGE 加合物还与 hydroxylysinonorleucine (HLNL) 这一未成熟 lysyl oxidase 介导交联物呈强负相关（r = −0.62 到 −0.71，p < .001）。多元线性回归模型显示，HLNL 与胶原网络连接性以及皮质骨孔隙率之间的交互作用最能解释两项断裂韧性指标 J-int 和 Wfxn（调整 R2 分别为 47.6% 和 40.9%）。基于这些结果，我们提出 AGE 加合物会在骨重塑过程中扰乱未成熟交联的形成，最终随时间降低皮质骨抗断裂能力。

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