Prečo môže fajčenie a pitie alkoholu zvyšovať riziko osteoporózy?
Posledný výskum odhalil bunkový mechanizmus, ktorý by mohol pomôcť vysvetliť, prečo by fajčenie, alkohol a ďalšie ovplyvniteľné faktory mohli zvyšovať riziko vzniku osteoporózy kostných chorôb.
Tento mechanizmus podnecuje bunkový typ v imunitnom systéme k premene na osteoklasty, čo je typ bunky, ktorá resorbuje alebo rozpúšťa kosti.
Zdá sa, že mitochondrie, malé obaly, ktoré produkujú energiu v bunkách, vysielajú signál, ktorý v strese spustí tento proces.
Keď sa to stane v mitochondriách makrofágov, bunky sa zmenia na osteoklasty. Makrofágy sú plodné imunitné bunky, ktoré ich prehĺtaním a trávením odstraňujú bunkový odpad a cudzie predmety.
Vedci, ktorí sa za týmto objavom skrývajú, pochádzajú z Pennsylvánskej univerzity vo Philadelphii a z Icahnovej lekárskej fakulty na Mount Sinai v New Yorku. O svojich zisteniach píšu v nedávnej minulosti Denník FASEB študijný príspevok.
„V tomto článku ukážeme, že keď je ovplyvnená mitochondriálna funkcia, ovplyvňuje nielen produkciu energie, ale tiež spúšťa typ stresovej signalizácie, ktorá vyvoláva nadprodukciu osteoklastov,“ hovorí hlavný autor štúdie Narayan G. Avadhani, profesor biochémie. na Pennovej škole veterinárneho lekárstva.
Zdá sa, že niektoré z environmentálnych faktorov, ako je fajčenie, pitie alkoholu a niektoré lieky, ktoré môžu zhoršiť funkciu mitochondrií, zvyšujú riziko osteoporózy.
Prof. Avadhani a jeho kolegovia naznačujú, že príčinou môže byť signálna dráha stresu, ktorú odhalili.
Svoje objavy demonštrovali na laboratórne kultivovaných makrofágoch a myšiach s nefunkčnými mitochondriami.
Generovanie a resorpcia kostí
Osteoporóza je ochorenie, ktoré spôsobuje, že kosti sú menej husté, pórovitejšie a krehkejšie. To významne zvyšuje riziko zlomeniny.
S pribúdajúcim vekom sa zvyšuje riziko vzniku osteoporózy. Je to preto, lebo rovnováha medzi tvorbou kostí a kostnou resorpciou sa s vekom posúva.
V čase, keď väčšina ľudí dosiahne 30 rokov, ich hustota kostí vrcholila. Potom klesá hustota kostí, pretože rovnováha postupne uprednostňuje resorpciu počas generácie.
Podľa Medzinárodnej nadácie pre osteoporózu (IOF) sa u 1 z 3 žien a u 1 z 5 mužov vo veku nad 50 rokov vyskytne zlomenina kostí v dôsledku osteoporózy.
IOF tiež odhaduje, že asi 75 miliónov ľudí v Spojených štátoch, Európe a Japonsku má osteoporózu a že osteoporóza vedie k viac ako 8,9 miliónom zlomenín kostí ročne na celom svete.
Vo svojej štúdii autori píšu, že retrográdna signálna dráha (MtRS) mitochondrie k jadru pomáha bunkám adaptovať sa na stres.
Predchádzajúce vyšetrovanie ich už viedlo k zisteniu, že spôsob spustenia tejto cesty môže indukovať diferenciáciu makrofágov na osteoklasty, ktoré resorbujú kosti.
„Avšak“, poznamenávajú, „mechanizmy, prostredníctvom ktorých makrofágy snímajú a reagujú na bunkový stres, zostávajú nejasné.“
Poškodené mitochondrie podporujú osteoklasty
Aby preskúmali, ako môže dôjsť k mitochondriálnemu poškodeniu, uskutočnili niektoré experimenty na laboratórne kultivovaných myších makrofágoch. Spôsobili poškodenie makrofágov narušením enzýmu nazývaného cytochrómoxidáza C, ktorý pomáha regulovať produkciu mitochondriálnej energie.
To spôsobilo, že makrofágy uvoľňovali rôzne signálne molekuly, ktoré nielen spustili zápal, ale tiež sa zdalo, že podnecujú bunky k diferenciácii na osteoklasty.
Ďalším vyšetrením sa zistilo, že s ďalšou molekulou zvanou RANK-L sa deje niečo zvláštne. Generácia kostí uvoľňuje RANK-L, ktorý spúšťa resorpciu kostí. To pomáha udržiavať rovnováhu medzi týmito dvoma procesmi.
Tím však zistil, že keď poškodené mitochondrie vysielali signály, makrofágy sa ďalej diferencovali na osteoklasty - a v dôsledku toho podporovali resorpciu kostí - aj keď v okolí nebolo veľa RANK-L.
Záver potvrdila konečná sada testov na myšom modeli mitochondriálnej dysfunkcie.
Tím uvažuje o vykonaní ďalších štúdií s cieľom zistiť, či by zachovanie mitochondriálnej funkcie mohlo znížiť riziko osteoporózy.
„V niektorých ohľadoch môže mitochondriálna stresová signalizácia dokonca nahradiť RANK-L. Čo teraz nevieme, ale plánujeme sa tým zaoberať ďalej. “
Narayan G. Avadhani
