The Impact of Type 2 Diabetes on Bone Fracture Healing

Abstract

Type 2 diabetes mellitus (T2DM) is a chronic metabolic disease known by the presence of elevated blood glucose levels. Nowadays, it is perceived as a worldwide epidemic, with a very high socioeconomic impact on public health. Many are the complications caused by this chronic disorder, including a negative impact on the cardiovascular system, kidneys, eyes, muscle, blood vessels, and nervous system. Recently, there has been increasing evidence suggesting that T2DM also adversely affects the skeletal system, causing detrimental bone effects such as bone quality deterioration, loss of bone strength, increased fracture risk, and impaired bone healing. Nevertheless, the precise mechanisms by which T2DM causes detrimental effects on bone tissue are still elusive and remain poorly studied. The aim of this review was to synthesize current knowledge on the different factors influencing the impairment of bone fracture healing under T2DM conditions. Here, we discuss new approaches used in recent studies to unveil the mechanisms and fill the existing gaps in the scientific understanding of the relationship between T2DM, bone tissue, and bone fracture healing.

Evaluation of Topical Ozone Therapy on Socket Healing in Rabbits With Induced Diabetes Mellitus

“…Moreover increase Pro-inflammatory mediators including TNF-α, decrease the healing process in diabetes mellitus Jiao H (2011) (21). This was proved by Marin C (2018) (25) who studies the impact of type 2 diabetes on bone fracture healing, he revealed in his study that TNF-α triggers the expression and activity of proapoptotic factors Furthermore, TNF-α contributes to the endothelial cell proliferation impairment, reduced tube formation, and suppressed VEGF expression in fractured tibiae and femora of mice, compromising the angiogenesis of the healing process.…”

Glucagon‐like peptide‐1 receptor agonists and risk of bone fracture in patients with type 2 diabetes: A meta‐analysis of randomized controlled trials

“…Although the underlying mechanisms contributing to the decrease in bone strength and bone quality in patients with T2DM are not fully understood, it is known that chronic hyperglycemia led to accumulation of advanced glycation end products that downregulated osteocalcin gene expression and inhibited calcium uptake, which are considered to be involved in the pathogenesis of bone fracture . Moreover, T2DM also has a detrimental effect on bone fracture healing, as it causes delayed healing, non‐union, and postoperative clinical complications such as risk of infection, amputation, or even increased mortality . Many different classes of anti‐diabetic drugs are currently available for the treatment of T2DM, and some of these drugs influence bone metabolism directly and indirectly; therefore, it is critical that anti‐diabetic drugs do not increase the risk of bone fracture …”

“…[5][6][7] Moreover, T2DM also has a detrimental effect on bone fracture healing, as it causes delayed healing, nonunion, and postoperative clinical complications such as risk of infection, amputation, or even increased mortality. 8,9 Many different classes of anti-diabetic drugs are currently available for the treatment of T2DM, and some of these drugs influence bone metabolism directly and indirectly; therefore, it is critical that anti-diabetic drugs do not increase the risk of bone fracture. 10 Glucagon-like peptide 1 (GLP-1) is a 30-amino acid peptide hormone secreted from L cells of the gastrointestinal mucosa, which acts as a key determinant of blood glucose homeostasis owing to its capabilities to slow gastric emptying, enhance pancreatic insulin secretion, and suppress pancreatic glucagon secretion.…”

Histological Structure of the Regenerate of Long Tube Bones of the Skeleton under the Influence of Chronic Hyperglycemia

“…Обговорення отриманих результатів. На думку Carlos Marin та співавторів, при хронічній гіперглікемії організму порушується узгоджена дія сигнальних молекул та регуляторів транскрипції репаративного остеогенезу, що призводить до зниження функціонування остеобластів, збільшення кількості жирової тканини в складі регенерату та істотного гальмування процесу консолідації переломів [8]. Під час аналізу ранніх стадій процесу остеорепарації ми виявили затримання ліквідації першої фази запалення у тварин із хронічною гіперглікемією організму, як наслідок, на 7-му добу більша частина ділянки дефекту залишалася заповненою некротичним кістковим детритом, фібрином, нейтрофільними гранулоцитами та жировою тканиною.…”

“…На фоні хронічної гіперглікемії організму порушуються нео-та ангіогенез, посилюються механізми запалення, що перешкоджають правильному розподілу остеогенних клітин, кисню та поживних речовин у зоні регенерації. Спостерігається порушення катаболізму тканинних структур та проліферації клітинних елементів, які диференціюються в бік адипогенної лінії, збільшуючи вміст жирової тканини в мозолі перелому, а це призводить до процесів гальмування консолідації відламків кісток [8,9].…”