El objetivo de este estudio fue observar el efecto de diferentes concentraciones de glucosa en la síntesis y secreción de colágeno por los osteoblastos, y analizar el efecto de la diabetes en la densidad ósea de los ratones. Métodos (1) Los osteoblastos primarios se extrajeron de los calvarios de ratones mediante digestión y se cultivaron en condiciones de glucosa a diferentes concentraciones, dividiendo el experimento en 4 grupos: glucosa estándar (5,5 mmol / L), glucosa media (11,5 mmol / L), glucosa media-alta (16,5 mmol / L) y glucosa alta (25 mmol / L). La capacidad de proliferación celular se observó mediante la tinción EdU, y la capacidad de migración celular se evaluó mediante el experimento de Transwell. La cantidad de colágeno tipo I (COL-1) se detectó y cuantificó mediante inmunofluorescencia celular y Western blotting. La capacidad de diferenciación osteogénica en entornos de glucosa a diferentes concentraciones se evaluó mediante tinción de ARS y fosfatasa alcalina (ALP). (2) Ratones C57BL/6 machos de 6 semanas se dividieron al azar en grupo control y grupo modelo, con 5 ratones por grupo. El grupo modelo recibió, después de 4 semanas de dieta alta en grasas, una inyección de estreptozotocina (STZ) para establecer un modelo de ratones diabéticos, y se evaluó la capacidad de diferenciación osteogénica de los osteoblastos primarios de estos dos grupos de ratones. (3) Se utilizó microtomografía computarizada in vivo (Micro-CT) para analizar la densidad mineral ósea (BMD), el volumen óseo fraccional (BV/TV), el número de trabéculas óseas (Tb.N) y la separación de las trabéculas óseas (Tb.Sp) del fémur, y se realizó una prueba de flexión a tres puntos para evaluar los parámetros mecánicos de la carga máxima, el módulo de Young, la energía de fractura y la rigidez. Se midió la expresión de los genes de diferenciación osteogénica Alp, Opn, Col1a1 y Lox mediante RT-qPCR, y la tinción de Masson y Mallory se utilizó para evaluar la cantidad de COL-1 en las trabéculas óseas. Resultados (1) Los resultados de los experimentos EdU y Transwell mostraron que, con el aumento progresivo de la concentración de glucosa, la capacidad de proliferación y migración de los osteoblastos disminuyó significativamente (P <0,001), y los niveles de expresión proteica de COL-1 y lisil oxidasa (LOX) de los osteoblastos también disminuyeron significativamente (P <0,01 o P <0,001). Los resultados de los experimentos de tinción ARS y ALP mostraron que, con el aumento de la concentración de glucosa, la deposición de sales de calcio y la actividad de ALP de los osteoblastos disminuyeron significativamente (P <0,05 o P <0,001). (2) En comparación con el grupo de control, el grupo modelo de ratones mostró síntomas de triple más uno menos, y la tinción ARS y ALP mostró una disminución significativa de los osteoblastos (P <0,001). (3) Los resultados de Micro-CT y de la prueba de flexión a tres puntos mostraron que, en comparación con el grupo de control, el grupo modelo mostró una alteración de la microestructura ósea, una disminución de Tb.N, un aumento de Tb.Sp y una disminución significativa de la carga máxima, el módulo de Young, la energía de fractura y la rigidez (P <0,05). Los resultados del experimento RT-qPCR mostraron que, en comparación con el grupo de control, las tasas de expresión relativa de los genes Alp, Opn, Col1a1 y Lox de diferenciación osteogénica disminuyeron (P <0,01 o P <0,001). Los resultados de la tinción de Masson y Mallory mostraron que, en comparación con el grupo de control, la cantidad de colágeno se redujo significativamente (P <0,01). Conclusión Un entorno con alta concentración de glucosa puede inhibir la proliferación, diferenciación y migración de los osteoblastos, y la reducción de la densidad ósea y el aumento de la fragilidad en ratones diabéticos podrían ser debidos a una disminución de lisil oxidasa y la cantidad de colágeno.

Diabetes; entorno con alta concentración de glucosa; osteoblastos; colágeno; densidad ósea