Η οστεοπόρωση, η οποία αποδυναμώνει τα οστά και πλήττει δεκάδες εκατομμύρια ανθρώπους, ίσως αντιμετωπιστεί σύντομα με νέες θεραπείες, μετά την ανακάλυψη ενός βασικού μηχανισμού που δείχνει πώς η άσκηση ενδυναμώνει τα οστά. Η κατανόηση αυτού του μηχανισμού ανοίγει τον δρόμο για την αντιμετώπιση της ευθραυστότητας των οστών που προκαλεί η οστεοπόρωση. Ενώ ήταν ήδη γνωστό ότι η άσκηση βελτιώνει την υγεία των οστών, μέχρι τώρα δεν ήταν πλήρως κατανοητό πώς συμβαίνει αυτό.

Οι ερευνητές, με επικεφαλής μια ομάδα από το Πανεπιστήμιο του Χονγκ Κονγκ, εντόπισαν μια συγκεκριμένη πρωτεΐνη που λειτουργεί ως «αισθητήρας άσκησης» για τα οστά. Όταν ενεργοποιείται, προάγει την ανάπτυξη των οστών και μειώνει τη συσσώρευση λίπους.

«Πρέπει να κατανοήσουμε πώς τα οστά μας γίνονται πιο δυνατά όταν κινούμαστε ή ασκούμαστε, προτού μπορέσουμε να βρούμε έναν τρόπο να αναπαράγουμε τα οφέλη της άσκησης σε μοριακό επίπεδο. Η μελέτη αυτή αποτελεί ένα κρίσιμο βήμα προς αυτόν τον στόχο» δήλωσε ο Σου Έιμιν, βιοϊατρικός επιστήμονας στο Πανεπιστήμιο του Χονγκ Κονγκ.

Η έρευνα επικεντρώθηκε στα μεσεγχυματικά βλαστοκύτταρα μυελού των οστών (BMMSCs). Στην αρχική τους μορφή, μπορούν να ακολουθήσουν δύο πορείες: να γίνουν κύτταρα που σχηματίζουν οστά, γνωστά ως οστεοβλάστες, ή λιπώδη κύτταρα, γνωστά ως αδιποκύτταρα. Η πορεία που θα ακολουθήσουν τα BMMSCs καθορίζεται από διάφορους παράγοντες, όπως σήματα ανάπτυξης, ορμόνες, επίπεδα φλεγμονής και – σημαντικό για αυτή τη μελέτη – οι φυσικές δυνάμεις που προκαλεί η άσκηση.

Ήταν ήδη γνωστό από πειράματα με εργαστηριακά καλλιεργημένα κύτταρα ότι οι μηχανικές δυνάμεις κατευθύνουν την ισορροπία προς την ανάπτυξη των οστών και μακριά από τη συσσώρευση λίπους, ωστόσο οι ερευνητές ήθελαν να κατανοήσουν τον λόγο πίσω από αυτό. Μελέτησαν μια πρωτεΐνη που ονομάζεται Piezo1, η οποία είχε δείξει σε προηγούμενες μελέτες ότι παράγει βιολογικά σήματα σε απάντηση σε πίεση και άλλες δυνάμεις, όπως μηχανική τάση και καταπόνηση.

Όταν η Piezo1 αφαιρέθηκε από κύτταρα ποντικιών, τα ζώα παρουσίασαν μειωμένη οστική πυκνότητα και μειωμένη οστική ανάπτυξη. Επιπλέον, ο αριθμός των αδιποκυττάρων στον μυελό των οστών αυξήθηκε. Επιπρόσθετες δοκιμές έδειξαν ότι τα ποντίκια χωρίς Piezo1 δεν επωφελήθηκαν από την άσκηση με τον ίδιο τρόπο.

Οι ερευνητές εντόπισαν επίσης τις ακριβείς σηματοδοτικές οδούς που χρησιμοποιεί η Piezo1, αποκαλύπτοντας πώς η απουσία της οδηγεί σε φλεγμονή και συσσώρευση λίπους. Σημαντικό είναι ότι αυτές οι αλλαγές ήταν αναστρέψιμες εάν ενεργοποιούνταν η Piezo1 ή αποκαθίσταντο οι επιδράσεις της. Αυτή η γνώση είναι καθοριστική για την ανάπτυξη μελλοντικών φαρμάκων που μιμούνται τη δράση της Piezo1.

«Ουσιαστικά αποκωδικοποιήσαμε τον τρόπο με τον μηχανισμό με τον οποίο η κίνηση ενισχύει τα οστά», δήλωσε ο Δρ. Έιμιν. «Εντοπίσαμε τον μοριακό αισθητήρα άσκησης, την πρωτεΐνη Piezo1, και τις σηματοδοτικές οδούς που ελέγχει. Αυτό μας δίνει έναν σαφή στόχο για παρέμβαση. Ενεργοποιώντας την οδό Piezo1, μπορούμε να μιμηθούμε τα οφέλη της άσκησης, εξαπατώντας ουσιαστικά το σώμα ώστε να πιστεύει ότι ασκείται, ακόμα και εάν δεν κινείται» εξήγησε ο ερευνητής.

Τα οστά μας εξασθενούν φυσιολογικά με την ηλικία, και ο κίνδυνος οστεοπόρωσης αυξάνεται. Για πολλούς ανθρώπους, συμπεριλαμβανομένων των ηλικιωμένων, η τακτική άσκηση είναι δύσκολη ή αδύνατη. Μια θεραπεία που θα μπορούσε να μιμηθεί κάποια από τα βιολογικά οφέλη της άσκησης θα μπορούσε να προστατεύσει αυτές τις ομάδες από απώλεια οστικής μάζας.

Ωστόσο, μια τέτοια θεραπεία βρίσκεται ακόμη σε πρώιμο στάδιο. Η μελέτη πραγματοποιήθηκε σε ποντίκια και όχι σε ανθρώπους, και η στόχευση ενός μορίου όπως η Piezo1 πρέπει να γίνεται με μεγάλη προσοχή, καθώς εκτελεί πολλές λειτουργίες σε όλο το σώμα, και η προσπάθεια να τροποποιηθεί μπορεί να προκαλέσει ζημιά. Παρόλα αυτά, αυτή η έρευνα και παρόμοιες μελέτες βελτιώνουν σημαντικά την κατανόηση της ανάπτυξης της οστεοπόρωσης. Με την αύξηση του ηλικιωμένου πληθυσμού, υπάρχει πραγματική ανάγκη για τρόπους διατήρησης της υγείας των οστών για μεγαλύτερο διάστημα.

«Προσφέρει μια πολλά υποσχόμενη στρατηγική πέρα από την παραδοσιακή φυσιοθεραπεία», δήλωσε ο μηχανοβιολόγος και ανώτερος συγγραφέας Ερίκ Ονορέ από το Ινστιτούτο Μοριακής και Κυτταρικής Φαρμακολογίας στη Γαλλία.

«Στο μέλλον, θα μπορούσαμε ενδεχομένως να παρέχουμε τα βιολογικά οφέλη της άσκησης μέσω στοχευμένων θεραπειών, επιβραδύνοντας την απώλεια οστικής μάζας σε ευάλωτες ομάδες, όπως οι κατάκοιτοι ή όσοι έχουν περιορισμένη κινητικότητα, και μειώνοντας σημαντικά τον κίνδυνο καταγμάτων» πρόσθεσε.

Η έρευνα δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Signal Transduction and Targeted Therapy.