De ce îmbătrânesc oasele?
O echipă de cercetare de la UCLA a identificat rolul pe care îl are o enzimă critică în îmbătrânirea scheletului și pierderea osoasă, ducând cercetătorii cu un pas mai aproape de înțelegerea mecanismelor biologice complexe care contribuie la osteoporoză.
Care sunt cauzele cunoscute ale osteoporozei și cum se tratează?
Pierderea osoasă este o parte normală a îmbătrânirii, dar la unii oameni această pierdere este mai mare decât în mod normal, ceea ce poate duce la osteoporoză și la un risc crescut de fracturi. Femeile sunt mai expuse riscului de boală, deoarece tind să piardă masă osoasă în primii câțiva ani după menopauză. Cu toate acestea, osteoporoza poate afecta și bărbații, femeile mai tinere și copiii.
Mulți alți factori pot crește, de asemenea, riscul de a dezvolta osteoporoză, cum ar fi:
- administrarea unor doze mari de corticosteroizi mai mult de 3 luni;
- unele afecțiuni inflamatorii, afecțiuni legate de hormoni sau probleme de malabsorbție;
- un istoric familial de osteoporoză (în special o fractură de șold la un părinte);
- utilizarea pe termen lung a anumitor medicamente care pot afecta rezistența osoasă sau nivelul hormonilor, cum ar fi comprimatele anti-estrogen pe care multe femei le iau după cancerul de sân;
- o tulburare alimentară, cum ar fi anorexia sau bulimia;
- un indice de masă corporală (IMC) prea mic;
- lipsa de exercițiu fizic;
- consumul excesiv de alcool;
- fumatul.
Tratamentul pentru osteoporoză se bazează pe prevenirea frecturilor și pe administrarea de medicamente pentru a întări oasele. Rezultatele unui studiu¹ pe șoareci, realizat de cercetătorii de la UCLA, ar putea să indice o cheie importantă pentru dezvoltarea unor tratamente mai eficiente pentru osteoporoză și îmbunătățirea vieții persoanelor afectate.
Îmbătrânirea naturală a oaselor, asociată cu pierderea unui factor epigenetic
Celulele din măduva osoasă, cunoscute sub numele de celule stem mezenchimale servesc drept elemente constitutive ale țesuturilor scheletice ale corpului, dar dacă aceste celule stem se dezvoltă spre a fi țesuturi osoase sau grase depinde parțial de factorii epigenetici - molecule care reglează genele, dezactivându-le pe unele și activându-le pe altele.
Oamenii de știință au demonstrat că, atunci când factorul epigenetic KDM4B este absent din celulele stem mezenchimale, acestea sunt mult mai susceptibile să se diferențieze în celule grase decât în celule osoase, rezultând un dezechilibru nesănătos care exacerbează îmbătrânirea scheletului și duce la oase fragile și fracturi în timp.
Este acceptat faptul că pierderea osoasă vine odată cu înaintarea în vârstă, dar mecanismele din spatele cazurilor extreme, cum ar fi osteoporoza, au fost, până de curând, foarte vagi. Autorii acestui studiu afirmă că s-au bazat pe mai mult de șapte ani de cercetări în speranța că vor putea preveni în cele din urmă îmbătrânirea oaselor și osteoporoza.
În timp ce oamenii de știință au înțeles de multă vreme calea celulară implicată în formarea țesutului osos, rolul factorilor epigenetici a fost mai neclar. Cercetările anterioare au identificat faptul că enzima KDM4B joacă un rol important în formarea osoasă, dar savanții nu erau siguri de modul în care absența acesteia ar putea afecta procesele de formare osoasă și pierdere osoasă.
Pentru a testa acest lucru, echipa de cercetare a creat un model de șoarece în care factorul KDM4B a fost absent sau eliminat în mai multe scenarii diferite. Cercetătorii au descoperit că îndepărtarea enzimei a împins celulele stem mezenchimale să creeze mai multe grăsimi în loc de țesut osos, ducând la pierderea osoasă în timp, proces care imită îmbătrânirea scheletului.
Într-un scenariu important, oamenii de știință au examinat senescența celulelor stem sau deteriorarea și epuizarea - procesul natural prin care celulele stem mezenchimale încetează să întinerească sau să se înmulțească în timp. Echipa a descoperit în mod neașteptat că senescența, care duce la îmbătrânirea naturală a scheletului, a fost caracterizată de o pierdere a KDM4B.
În plus față de vârstă, se crede că și alți factori de mediu reduc calitatea oaselor și exacerbează pierderea osoasă, inclusiv o dietă bogată în grăsimi. Oamenii de știință au demonstrat că pierderea KDM4B a favorizat în mod semnificativ pierderea osoasă și acumularea de grăsime în măduvă la șoarecii carora li s-a administrat o dietă bogată în grăsimi.
În cele din urmă, autorii studiului au arătat că hormonul paratiroidian, un medicament anabolic aprobat de Administrația SUA pentru Alimente și Medicamente pentru tratamentul pierderii osoase asociate cu îmbătrânirea, ajută la menținerea bazinului de celule stem mezenchimale la șoarecii în vârstă într-o manieră dependentă de KDM4B.
Rezultatele confirmă nu numai rolul critic jucat de KDM4B în decizia destinului celulelor stem mezenchimale, îmbătrânirea scheletică și osteoporoză, dar arată că pierderea KDM4B exacerbează pierderea osoasă în mai multe cazuri și, în mod surprinzător, faptul că KDM4B controlează capacitatea celulelor stem mezenchimale de a se auto-reînnoi. Acest studiu este prima cercetare in vivo care demonstrează că pierderea unui factor epigenetic favorizează deteriorarea și epuizarea celulelor stem adulte în timpul îmbătrânirii scheletului.
Constatările, spun cercetătorii, sunt promițătoare pentru dezvoltarea eventuală a strategiilor de inversare a dezechilibrului osos adipos, precum și pentru noi metode de prevenire și tratament care abordează îmbătrânirea scheletului și osteoporoza prin întinerirea celulelor stem adulte.
Lucrarea oferă o nouă perspectivă moleculară asupra schimbărilor asociate îmbătrânirii scheletice. Aceste constatari sunt un pas important către ceea ce poate duce la un tratament mai eficient pentru milioanele de oameni din întreaga lume care suferă de pierdere osoasă și osteoporoză.
Cum se poate preveni osteoporoza?
Și persoanele care nu sunt la risc să dezvolte osteoporoză, precum și cele care știu că au anumiți factori de risc e bine să ia măsuri pentru prevenirea instalării bolii, cum ar fi:
- efectuarea de exerciții fizice regulate pentru a menține oasele cât mai puternice;
- adoptarea unei alimentații sănătoase, care să conțină inclusiv alimente bogate in calciu si vitamina D (legume verzi cu frunze, migdale, lactate slabe, pește gras, ouă etc.); de asemenea, pentru persoanele cu risc mai mare de osteoporoză poate fi utilă administrarea unui supliment zilnic conținând 10 micrograme de vitamina D (cu acordul medicului);
- modificări ale stilului de viață, cum ar fi renunțarea la fumat și reducerea consumului de alcool (e bine ca femeile să nu bea mai mult de un pahar cu vin sau bere pe zi, iar bărbații nu mai mult de două).
Sursă foto: Shutterstock
Bibliografie:
Science Direct - Loss of KDM4B exacerbates bone-fat imbalance and mesenchymal stromal cell exhaustion in skeletal aging
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1934590921000102?via%3Dihub
1. Studiul „Loss of KDM4B exacerbates bone-fat imbalance and mesenchymal stromal cell exhaustion in skeletal aging”, apărut în Cell Stem Cell (2021). DOI: 10.1016/j.stem.2021.01.010, autori: Peng Deng et al.
NHS - Osteoporosis
https://www.nhs.uk/conditions/osteoporosis/
Te-ar mai putea interesa și...
