Kodėl rūkymas ir alkoholio vartojimas gali padidinti osteoporozės riziką?
Naujausi tyrimai atskleidė ląstelių mechanizmą, kuris galėtų padėti paaiškinti, kodėl rūkymas, alkoholis ir kiti modifikuojami veiksniai gali padidinti kaulų ligos osteoporozės išsivystymo riziką.
Mechanizmas skatina ląstelių tipą imuninėje sistemoje virsti osteoklastais, kurie yra tam tikros rūšies ląstelės, kurios rezorbuoja arba tirpdo kaulą.
Panašu, kad mitochondrijos - maži gaubtai, gaminantys energiją ląstelėse, siunčia signalą, kuris sukelia šį procesą esant stresui.
Kai tai atsitinka makrofagų mitochondrijose, ląstelės virsta osteoklastais. Makrofagai yra daugybinės imuninės ląstelės, pašalinančios ląstelių atliekas ir pašalinius daiktus jas nurijus ir suvirškinant.
Atradimo krušos tyrinėtojai iš Pensilvanijos universiteto (Penn) Filadelfijoje ir Icahno medicinos mokyklos Sinajaus kalne Niujorko mieste. Apie savo išvadas jie rašo neseniai FASEB žurnalas studijų darbas.
„Šiame darbe mes parodome, kad paveikus mitochondrijų funkciją, tai ne tik veikia energijos gamybą, bet ir sukelia tam tikrą streso signalą, kuris skatina osteoklastų perprodukciją“, - sako vyresnysis tyrimo autorius Narayanas G. Avadhani, kuris yra biochemijos profesorius. Penno veterinarijos mokykloje.
Kai kurie aplinkos veiksniai, tokie kaip rūkymas, alkoholio vartojimas ir tam tikri vaistai, kurie gali pakenkti mitochondrijų funkcijai, taip pat padidina osteoporozės riziką.
Prof. Avadhani ir jo kolegos teigia, kad priežastis gali būti jų atskleistas streso signalizavimo kelias.
Jie pademonstravo savo išvadas laboratorijoje auginamuose makrofaguose ir pelėse su disfunkcinėmis mitochondrijomis.
Kaulų susidarymas ir rezorbcija
Osteoporozė yra liga, dėl kurios kaulai tampa mažiau tankūs, porėti ir trapūs. Tai žymiai padidina lūžių riziką.
Senstant žmonėms didėja rizika susirgti osteoporoze. Taip yra todėl, kad pusiausvyra tarp kaulų susidarymo ir kaulų rezorbcijos keičiasi su amžiumi.
Kai daugumai žmonių sukanka 30 metų, jų kaulų tankis pasiekė aukščiausią tašką. Po to kaulų tankis mažėja, nes pusiausvyra palaipsniui palaiko rezorbciją per kartą.
Tarptautinio osteoporozės fondo (IOF) duomenimis, 1 iš 3 moterų ir 1 iš 5 vyresnių nei 50 metų vyrų patirs kaulų lūžį dėl osteoporozės.
IOF taip pat apskaičiavo, kad maždaug 75 milijonai žmonių Jungtinėse Valstijose, Europoje ir Japonijoje serga osteoporoze ir kad dėl osteoporozės per metus visame pasaulyje įvyksta daugiau kaip 8,9 milijono kaulų lūžių.
Tyrimo straipsnyje autoriai rašo, kad mitochondrijų į branduolį retrogradinis signalizacijos (MtRS) kelias padeda ląstelėms prisitaikyti prie streso.
Ankstesnis tyrimas jau paskatino juos atrasti, kad būdas suaktyvinti šį kelią gali paskatinti makrofagus diferencijuotis į kaulus rezorbuojančius osteoklastus.
"Tačiau," pažymi jie, "mechanizmai, per kuriuos makrofagai jaučia ir reaguoja į ląstelių stresą, lieka neaiškūs".
Pažeistos mitochondrijos skatina osteoklastus
Norėdami ištirti, kaip gali būti padaryta mitochondrijų žala, jie atliko keletą eksperimentų su laboratorijoje auginamais pelių makrofagais. Jie sukėlė žalą makrofaguose, sutrikdydami fermentą, vadinamą citochromo oksidaze C, kuris padeda reguliuoti mitochondrijų energijos gamybą.
Dėl to makrofagai išleido įvairias signalines molekules, kurios ne tik sukėlė uždegimą, bet ir paskatino ląsteles diferencijuotis į osteoklastus.
Atlikus tolesnį tyrimą paaiškėjo, kad kažkas kita įvyko su kita molekule, vadinama RANK-L. Kaulų karta išleidžia RANK-L, kuris sukelia kaulų rezorbciją. Tai padeda išlaikyti pusiausvyrą tarp dviejų procesų.
Tačiau komanda nustatė, kad kai pažeistos mitochondrijos siuntė signalus, makrofagai ir toliau skyrėsi į osteoklastus - ir dėl to skatino kaulų rezorbciją - net tada, kai aplinkui nebuvo daug RANK-L.
Galutinis mitochondrijų disfunkcijos pelių modelio rinkinys patvirtino išvadas.
Komanda svarsto galimybę atlikti tolesnius tyrimus, kad išsiaiškintų, ar mitochondrijų funkcijos išsaugojimas gali sumažinti osteoporozės riziką.
„Kai kuriais aspektais mitochondrijų streso signalizavimas netgi gali pakeisti RANK-L. Tai mes nežinome dabar, bet planuojame tai pažvelgti toliau “.
Prof. Narayanas G. Avadhani
