De ce fumatul și consumul de alcool ar putea crește riscul de osteoporoză?
Cercetări recente au descoperit un mecanism celular care ar putea explica de ce fumatul, alcoolul și alți factori modificabili ar putea crește riscul apariției osteoporozei bolii osoase.
Mecanismul stimulează un tip de celulă din sistemul imunitar pentru a se transforma în osteoclaste, care sunt un tip de celulă care se resorbește sau se dizolvă, os.
Se pare că mitocondriile, micile incinte care produc energie în celule, trimit un semnal care declanșează acest proces atunci când este sub stres.
Când acest lucru se întâmplă în mitocondriile macrofagelor, celulele se transformă în osteoclaste. Macrofagele sunt celule imune prolifice care îndepărtează deșeurile celulare și obiectele străine prin înghițire și digerare.
Cercetătorii din spatele descoperirii provin de la Universitatea din Pennsylvania (Penn) din Philadelphia și de la Școala de Medicină Icahn de la Muntele Sinai din orașul New York. Ei scriu despre descoperirile lor într-un articol recent Jurnalul FASEB lucrare de studiu.
„Arătăm în această lucrare că atunci când funcția mitocondrială este afectată, aceasta afectează nu numai producția de energie, ci și declanșează un tip de semnalizare a stresului care induce supraproducția osteoclastelor”, spune autorul principal al studiului Narayan G. Avadhani, care este profesor de biochimie la Penn's School of Veterinary Medicine.
Unii dintre factorii de mediu, cum ar fi fumatul, consumul de alcool și anumite medicamente, care pot afecta funcția mitocondriilor, par, de asemenea, să crească riscul de osteoporoză.
Prof. Avadhani și colegii săi sugerează că calea de semnalizare a stresului pe care au descoperit-o ar putea fi motivul.
Ei și-au demonstrat descoperirile în macrofage cultivate în laborator și șoareci cu mitocondrii disfuncționale.
Generarea și resorbția osoasă
Osteoporoza este o boală care face ca oasele să devină mai puțin dense și mai poroase și mai fragile. Acest lucru crește semnificativ riscul de fractură.
Pe măsură ce oamenii îmbătrânesc, riscul lor de a dezvolta osteoporoză crește. Acest lucru se datorează faptului că echilibrul dintre generarea osoasă și resorbția osoasă se schimbă odată cu vârsta.
În momentul în care majoritatea oamenilor ating vârsta de 30 de ani, densitatea lor osoasă a atins un nivel maxim. După aceea, densitatea osoasă scade, deoarece echilibrul favorizează treptat resorbția peste generație.
Potrivit Fundației Internaționale pentru Osteoporoză (IOF), 1 din 3 femei și 1 din 5 bărbați cu vârsta peste 50 de ani vor suferi o fractură osoasă din cauza osteoporozei.
IOF estimează, de asemenea, că aproximativ 75 de milioane de oameni din Statele Unite, Europa și Japonia au osteoporoză și că osteoporoza duce la peste 8,9 milioane de fracturi osoase pe an la nivel mondial.
În lucrarea lor de studiu, autorii scriu că calea de semnalizare retrogradă a mitocondriilor către nucleu (MtRS) ajută celulele să se adapteze la stres.
O investigație anterioară i-a determinat deja să descopere că o modalitate de declanșare a acestei căi poate determina macrofagele să se diferențieze în osteoclaste care resorbesc osul.
„Cu toate acestea”, observă ei, „mecanismele prin care macrofagele simt și răspund la stresul celular rămân neclare.”
Mitocondriile deteriorate favorizează osteoclastele
Pentru a explora modul în care ar putea fi afectate daunele mitocondriale, au realizat câteva experimente pe macrofage de șoarece cultivate în laborator. Acestea au indus leziuni în macrofage prin perturbarea unei enzime numite citocrom oxidază C, care ajută la reglarea producției de energie mitocondrială.
Acest lucru a determinat macrofagele să elibereze diferite molecule de semnalizare care nu numai că au declanșat inflamația, dar au și apărut ca celule să se diferențieze în osteoclaste.
O examinare ulterioară a dezvăluit că se întâmpla ceva ciudat cu o altă moleculă numită RANK-L. Generarea oaselor eliberează RANK-L, care declanșează resorbția osoasă. Acest lucru ajută la menținerea echilibrului între cele două procese.
Cu toate acestea, echipa a constatat că atunci când mitocondriile deteriorate au trimis semnale, macrofagele au continuat să se diferențieze în osteoclaste - și, în consecință, să promoveze resorbția osoasă - chiar și atunci când nu existau prea mult RANK-L în jur.
Un set final de teste într-un model de mouse cu disfuncție mitocondrială a confirmat constatările.
Echipa are în vedere efectuarea unor studii suplimentare pentru a afla dacă păstrarea funcției mitocondriale ar putea reduce riscul de osteoporoză.
„În anumite privințe, semnalizarea stresului mitocondrial poate chiar înlocui RANK-L. Asta nu știm acum, dar intenționăm să analizăm acest lucru mai departe ".
Prof. Narayan G. Avadhani
