Η οστεοπόρωση είναι μια ασθένεια που αποδυναμώνει τα οστά και επηρεάζει δεκάδες εκατομμύρια ανθρώπους. Νέες θεραπείες ίσως βρίσκονται στον ορίζοντα, καθώς ερευνητές ανακάλυψαν έναν βασικό μηχανισμό που εξηγεί πώς η άσκηση δυναμώνει τα οστά.

Η κατανόηση αυτής της μέχρι τώρα «κρυφής» διαδικασίας σημαίνει ότι οι επιστήμονες ενδέχεται να μπορέσουν στο μέλλον να την αξιοποιήσουν για να αντιμετωπίσουν την ευθραυστότητα των οστών που προκαλεί η οστεοπόρωση. Αν και είναι γνωστό εδώ και χρόνια ότι η άσκηση βοηθά την υγεία των οστών, ο ακριβής τρόπος με τον οποίο συμβαίνει αυτό, δεν ήταν πλήρως ξεκάθαρος.

Η ερευνητική ομάδα, με επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο του Χονγκ Κονγκ, εντόπισε μια συγκεκριμένη πρωτεΐνη που λειτουργεί σαν «αισθητήρας άσκησης» για τα οστά. Όταν ενεργοποιείται, προωθεί την ανάπτυξη νέου οστού και μειώνει τη συσσώρευση λίπους.

«Πρέπει πρώτα να κατανοήσουμε πώς τα οστά μας γίνονται πιο δυνατά όταν κινούμαστε ή ασκούμαστε, ώστε να μπορέσουμε να αναπαράγουμε τα οφέλη της άσκησης σε μοριακό επίπεδο», δήλωσε ο βιοϊατρικός επιστήμονας Xu Aimin από το Πανεπιστήμιο του Χονγκ Κονγκ. «Η μελέτη αυτή αποτελεί ένα κρίσιμο βήμα προς αυτή την κατεύθυνση».

Οστά και βλαστοκύτταρα του μυελού των οστών

Η έρευνα επικεντρώθηκε στα μεσεγχυματικά βλαστοκύτταρα του μυελού των οστών (BMMSCs). Στην αρχική τους μορφή, αυτά τα κύτταρα μπορούν να εξελιχθούν είτε σε οστεοβλάστες, κύτταρα που δημιουργούν οστό, είτε σε λιποκύτταρα. Η πορεία που θα ακολουθήσουν εξαρτάται από πολλούς παράγοντες, όπως τα σήματα ανάπτυξης, οι ορμόνες, τα επίπεδα φλεγμονής και, όπως έδειξε η συγκεκριμένη μελέτη, οι μηχανικές δυνάμεις που προκαλεί η άσκηση.

Ήταν ήδη γνωστό από πειράματα σε καλλιέργειες κυττάρων ότι οι μηχανικές πιέσεις ευνοούν τον σχηματισμό οστού και μειώνουν τη δημιουργία λίπους. Ωστόσο, οι ερευνητές ήθελαν να καταλάβουν γιατί συμβαίνει αυτό. Μελέτησαν μια πρωτεΐνη που ονομάζεται Piezo1, η οποία σε προηγούμενες έρευνες είχε φανεί ότι δημιουργεί βιολογικά σήματα ως απόκριση σε πίεση και άλλες μηχανικές δυνάμεις, όπως η τάση και το στρες.

Όταν η Piezo1 αφαιρέθηκε από κύτταρα σε ποντίκια, τα ζώα εμφάνισαν χαμηλότερη οστική πυκνότητα και μειωμένο σχηματισμό οστού. Επιπλέον, αυξήθηκε ο αριθμός των λιποκυττάρων στον μυελό των οστών τους. Άλλες δοκιμές έδειξαν ότι τα ποντίκια χωρίς Piezo1 δεν απολάμβαναν τα ίδια οφέλη ενδυνάμωσης των οστών από την άσκηση.

Οι επιστήμονες εντόπισαν επίσης τα ακριβή μονοπάτια σηματοδότησης που ελέγχει η Piezo1, εξηγώντας πώς η απουσία της οδηγεί σε φλεγμονή και αύξηση του λίπους.

Σημαντικό είναι ότι αυτές οι αλλαγές μπορούσαν να αντιστραφούν όταν η Piezo1 ενεργοποιούνταν ή όταν αποκαθίσταντο οι επιδράσεις της. Αν στο μέλλον αναπτυχθούν φάρμακα που μιμούνται τη δράση της Piezo1, αυτή η γνώση θεωρείται καθοριστική.

Το σώμα μετατρέπει την κίνηση σε δυνατά οστά

«Ουσιαστικά αποκωδικοποιήσαμε τον τρόπο με τον οποίο το σώμα μετατρέπει την κίνηση σε πιο δυνατά οστά», τόνισε ο Aimin. «Εντοπίσαμε τον μοριακό αισθητήρα άσκησης, την Piezo1, και τα μονοπάτια σηματοδότησης που ελέγχει».

Αυτό μας δίνει έναν σαφή στόχο για μελλοντικές παρεμβάσεις. Ενεργοποιώντας το μονοπάτι της Piezo1, θα μπορούσαμε να μιμηθούμε τα οφέλη της άσκησης, «ξεγελώντας» το σώμα ώστε να νομίζει ότι ασκείται ακόμη και χωρίς κίνηση. Τα οστά συνήθως εξασθενούν όσο μεγαλώνουμε, αυξάνοντας τον κίνδυνο οστεοπόρωσης. Για πολλούς ανθρώπους, ιδιαίτερα ηλικιωμένους ή ευάλωτους ασθενείς, η τακτική άσκηση είναι δύσκολη ή αδύνατη. Μια θεραπεία που θα μπορούσε να αναπαράγει τα βιολογικά οφέλη της άσκησης ίσως βοηθήσει στην προστασία αυτών των ομάδων από την απώλεια οστικής μάζας.

Παρόλα αυτά, μια τέτοια θεραπεία απέχει ακόμη αρκετά. Η μελέτη πραγματοποιήθηκε σε ποντίκια και όχι σε ανθρώπους, ενώ η στόχευση μιας πρωτεΐνης όπως η Piezo1 απαιτεί μεγάλη προσοχή, καθώς έχει πολλούς ρόλους στο σώμα. Η παρέμβαση στη λειτουργία της θα μπορούσε να προκαλέσει και ανεπιθύμητες επιπτώσεις.

Ωστόσο, έρευνες σαν αυτή βελτιώνουν σημαντικά την κατανόηση της ανάπτυξης της οστεοπόρωσης. Καθώς ο ηλικιωμένος πληθυσμός αυξάνεται, γίνεται όλο και πιο σημαντικό να βρεθούν τρόποι διατήρησης της υγείας για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα. «Αυτό ανοίγει μια πολλά υποσχόμενη στρατηγική πέρα από την παραδοσιακή φυσικοθεραπεία», δήλωσε ο Eric Honoré από το Ινστιτούτο Μοριακής και Κυτταρικής Φαρμακολογίας στη Γαλλία.

«Στο μέλλον, ίσως μπορέσουμε να προσφέρουμε τα βιολογικά οφέλη της άσκησης μέσω στοχευμένων θεραπειών, επιβραδύνοντας την απώλεια οστού σε ευάλωτες ομάδες, όπως οι κατακεκλιμένοι ασθενείς ή άτομα με περιορισμένη κινητικότητα, μειώνοντας σημαντικά τον κίνδυνο καταγμάτων», επισήμανε ο ίδιος.