Miksi tupakointi ja alkoholin käyttö voivat lisätä osteoporoosin riskiä?
Viimeaikaiset tutkimukset ovat paljastaneet solumekanismin, joka voi auttaa selittämään, miksi tupakointi, alkoholi ja muut muokattavat tekijät voivat nostaa luusairauden osteoporoosin riskiä.
Mekanismi kannustaa immuunijärjestelmän solutyyppiä muuttumaan osteoklasteiksi, jotka ovat eräänlainen solu, joka resorboi tai liuottaa luun.
Näyttää siltä, että mitokondriot, pienet kotelot, jotka tuottavat energiaa soluissa, lähettävät signaalin, joka laukaisee tämän prosessin stressin alla.
Kun tämä tapahtuu makrofagien mitokondrioissa, solut muuttuvat osteoklasteiksi. Makrofagit ovat tuotteliaita immuunisoluja, jotka poistavat solujätteet ja vieraat esineet nielemällä ja sulattamalla ne.
Tutkijat etsivät raekuuroja Pennsylvanian yliopistosta (Penn) Philadelphiassa ja Icahnin lääketieteellisestä koulusta Sinai-vuorella New Yorkin kaupungissa. He kirjoittavat havainnoistaan äskettäin FASEB-lehti opintopaperi.
"Tässä artikkelissa osoitetaan, että kun mitokondrioiden toimintaan vaikuttaa, se ei vain vaikuta energiantuotantoon, vaan myös laukaisee tietyn tyyppisen stressin signaloinnin, joka aiheuttaa osteoklastien ylituotannon", kertoo vanhemman tutkimuksen kirjoittaja Narayan G. Avadhani, joka on biokemian professori. Pennin eläinlääketieteellisessä koulussa.
Jotkut ympäristötekijät, kuten tupakointi, alkoholin käyttö ja tietyt lääkkeet, jotka voivat heikentää mitokondrioiden toimintaa, näyttävät myös lisäävän osteoporoosin riskiä.
Professori Avadhani ja hänen kollegansa ehdottavat, että heidän paljastama stressin signalointireitti voisi olla syy.
He osoittivat havaintonsa laboratoriossa viljellyissä makrofageissa ja hiirissä, joilla oli toimintahäiriöisiä mitokondrioita.
Luiden muodostuminen ja resorptio
Osteoporoosi on sairaus, joka aiheuttaa luiden tiheyden, huokoisuuden ja haurauden. Tämä lisää merkittävästi murtumariskiä.
Iän myötä heidän riski sairastua osteoporoosiin kasvaa. Tämä johtuu siitä, että luun muodostumisen ja luun resorption välinen tasapaino muuttuu iän myötä.
Siihen mennessä, kun useimmat ihmiset saavuttavat 30-vuotiaan, heidän luunsa tiheys on saavuttanut huippunsa. Sen jälkeen luun tiheys vähenee, kun tasapaino suosii vähitellen resorptiota sukupolven aikana.
Kansainvälisen osteoporoosisäätiön (IOF) mukaan yksi kolmesta naisesta ja yksi viidestä yli 50-vuotiaasta miehestä kokee luunmurtuman osteoporoosin takia.
IOF arvioi myös, että noin 75 miljoonalla ihmisellä Yhdysvalloissa, Euroopassa ja Japanissa on osteoporoosi ja että osteoporoosi johtaa yli 8,9 miljoonaan luunmurtumaan vuodessa maailmanlaajuisesti.
Tutkimusasiakirjassaan kirjoittajat kirjoittavat, että mitokondrioiden välinen ydin retrograde signalointi (MtRS) -reitti auttaa soluja sopeutumaan stressiin.
Aikaisempi tutkimus oli jo johtanut heihin havaitsemaan, että tapa käynnistää tämä reitti voi saada makrofagit erilaistumaan luun resorboiviksi osteoklasteiksi.
"He kuitenkin huomauttavat," mekanismit, joiden kautta makrofagit tuntevat ja reagoivat solupaineeseen, ovat edelleen epäselviä. "
Vaurioituneet mitokondriot edistävät osteoklasteja
Tutkiakseen, miten mitokondrioiden vauriot voivat liittyä, he tekivät joitain kokeita laboratoriossa viljellyillä hiiren makrofageilla. Ne aiheuttivat vaurioita makrofageissa häiritsemällä sytokromioksidaasi C -nimistä entsyymiä, joka auttaa säätelemään mitokondrioiden energiantuotantoa.
Tämä sai makrofagit vapauttamaan erilaisia signalointimolekyylejä, jotka paitsi laukaisivat tulehduksen myös näyttivät saavan solut erilaistumaan osteoklasteiksi.
Lisätutkimukset paljastivat, että toisen molekyylin, RANK-L, kanssa tapahtui jotain erikoista. Luun sukupolvi vapauttaa RANK-L: n, joka laukaisee luun resorption. Tämä auttaa pitämään tasapainon näiden kahden prosessin välillä.
Ryhmä havaitsi kuitenkin, että kun vaurioituneet mitokondriot lähettivät signaaleja, makrofagit jatkoivat erilaistumista osteoklasteiksi - ja näin ollen edistivät luun resorptiota - jopa silloin, kun RANK-L: ää ei ollut paljon.
Viimeinen testisarja mitokondrioiden toimintahäiriöiden hiirimallissa vahvisti löydökset.
Ryhmä harkitsee lisätutkimuksia selvittääkseen, voisiko mitokondrioiden toiminnan säilyttäminen vähentää osteoporoosin riskiä.
”Joissakin suhteissa mitokondrioiden stressisignaalit saattavat jopa korvata RANK-L: n. Emme tiedä nyt, mutta aiomme tutkia sitä edelleen. "
Prof. Narayan G.Avadhani
