Γιατί το κάπνισμα και η κατανάλωση αλκοόλ αυξάνουν τον κίνδυνο οστεοπόρωσης;
Πρόσφατη έρευνα αποκάλυψε έναν κυτταρικό μηχανισμό που θα μπορούσε να βοηθήσει να εξηγήσει γιατί το κάπνισμα, το αλκοόλ και άλλοι τροποποιήσιμοι παράγοντες θα μπορούσαν να αυξήσουν τον κίνδυνο ανάπτυξης οστεοπόρωσης της οστικής νόσου.
Ο μηχανισμός ωθεί έναν τύπο κυττάρου στο ανοσοποιητικό σύστημα για να μετατραπεί σε οστεοκλάστες, οι οποίοι είναι ένας τύπος κυττάρου που απορροφά ή διαλύει τα οστά.
Φαίνεται ότι τα μιτοχόνδρια, τα μικροσκοπικά περιβλήματα που παράγουν ενέργεια στα κύτταρα, στέλνουν ένα σήμα που ενεργοποιεί αυτή τη διαδικασία όταν βρίσκεται υπό πίεση.
Όταν αυτό συμβαίνει στα μιτοχόνδρια των μακροφάγων, τα κύτταρα μετατρέπονται σε οστεοκλάστες. Τα μακροφάγα είναι πολλαπλασιαστικά ανοσοκύτταρα που απομακρύνουν τα απόβλητα κυττάρων και ξένα αντικείμενα καταπίνοντας και αφομοιώνοντας τα.
Οι ερευνητές πίσω από την ανακάλυψη προέρχονται από το Πανεπιστήμιο της Πενσυλβανίας (Penn) στη Φιλαδέλφεια και την Ιατρική Σχολή Icahn στο Όρος Σινά στην πόλη της Νέας Υόρκης. Γράφουν για τα ευρήματά τους σε πρόσφατο Εφημερίδα FASEB μελέτη εργασίας.
«Δείχνουμε σε αυτό το άρθρο ότι όταν επηρεάζεται η μιτοχονδριακή λειτουργία, όχι μόνο επηρεάζει την παραγωγή ενέργειας αλλά επίσης ενεργοποιεί ένα είδος σηματοδότησης στρες που προκαλεί την υπερπαραγωγή οστεοκλαστών», λέει ο ανώτερος συγγραφέας της μελέτης Narayan G. Avadhani, ο οποίος είναι καθηγητής βιοχημείας στη Σχολή Κτηνιατρικής Ιατρικής του Penn.
Μερικοί από τους περιβαλλοντικούς παράγοντες, όπως το κάπνισμα, η κατανάλωση αλκοόλ και ορισμένα φάρμακα, που μπορούν να βλάψουν τη λειτουργία των μιτοχονδρίων, φαίνεται επίσης να αυξάνουν τον κίνδυνο οστεοπόρωσης.
Ο καθηγητής Avadhani και οι συνάδελφοί του προτείνουν ότι η πορεία σηματοδότησης του στρες που αποκάλυψαν θα μπορούσε να είναι ο λόγος.
Έδειξαν τα ευρήματά τους σε εργαστηριακά καλλιεργημένους μακροφάγους και ποντίκια με δυσλειτουργικά μιτοχόνδρια.
Δημιουργία οστών και απορρόφηση
Η οστεοπόρωση είναι μια ασθένεια που προκαλεί τα οστά να γίνουν λιγότερο πυκνά και πιο πορώδη και εύθραυστα. Αυτό αυξάνει σημαντικά τον κίνδυνο κατάγματος.
Καθώς οι άνθρωποι γερνούν, αυξάνεται ο κίνδυνος εμφάνισης οστεοπόρωσης. Αυτό συμβαίνει επειδή η ισορροπία μεταξύ της παραγωγής οστών και της απορρόφησης των οστών αλλάζει με την ηλικία.
Μέχρι τη στιγμή που τα περισσότερα άτομα φτάνουν στα 30 τους, η πυκνότητα των οστών τους έχει κορυφωθεί. Μετά από αυτό, η πυκνότητα των οστών μειώνεται καθώς το υπόλοιπο ευνοεί σταδιακά την απορρόφηση σε γενιά.
Σύμφωνα με το Διεθνές Ίδρυμα Οστεοπόρωσης (IOF), 1 στις 3 γυναίκες και 1 στους 5 άνδρες άνω των 50 ετών θα παρουσιάσουν κάταγμα στα οστά λόγω οστεοπόρωσης.
Το IOF εκτιμά επίσης ότι περίπου 75 εκατομμύρια άνθρωποι στις Ηνωμένες Πολιτείες, την Ευρώπη και την Ιαπωνία έχουν οστεοπόρωση και ότι η οστεοπόρωση οδηγεί σε περισσότερα από 8,9 εκατομμύρια κατάγματα οστών ανά έτος παγκοσμίως.
Στο έγγραφο μελέτης τους, οι συγγραφείς γράφουν ότι η πορεία των μιτοχονδρίων προς τον πυρήνα οπισθοδρόμησης (MtRS) βοηθά τα κύτταρα να προσαρμοστούν στο στρες.
Μια προηγούμενη έρευνα τους είχε ήδη οδηγήσει να ανακαλύψουν ότι ένας τρόπος ενεργοποίησης αυτής της οδού μπορεί να προκαλέσει μακροφάγα να διαφοροποιηθούν σε οστεοκλάστες που απορροφούν τα οστά.
«Ωστόσο,» σημειώνουν, «οι μηχανισμοί μέσω των οποίων οι μακροφάγοι αισθάνονται και ανταποκρίνονται στο κυτταρικό στρες παραμένουν ασαφείς».
Τα κατεστραμμένα μιτοχόνδρια προάγουν τους οστεοκλάστες
Για να διερευνήσουν πώς μπορεί να εμπλέκεται η μιτοχονδριακή βλάβη, διεξήγαγαν μερικά πειράματα σε εργαστηριακά μακροφάγα ποντικών. Προκάλεσαν βλάβη στα μακροφάγα διαταράσσοντας ένα ένζυμο που ονομάζεται κυτοχρωματική οξειδάση C, το οποίο βοηθά στη ρύθμιση της παραγωγής μιτοχονδρίων ενέργειας.
Αυτό προκάλεσε τους μακροφάγους να απελευθερώσουν διάφορα μόρια σηματοδότησης που όχι μόνο πυροδότησαν φλεγμονή, αλλά φάνηκε επίσης να ωθούν τα κύτταρα να διαφοροποιηθούν σε οστεοκλάστες.
Περαιτέρω εξέταση αποκάλυψε ότι κάτι περίεργο συνέβαινε με ένα άλλο μόριο που ονομάζεται RANK-L. Η δημιουργία οστών απελευθερώνει το RANK-L, το οποίο ενεργοποιεί την απορρόφηση των οστών. Αυτό βοηθά στη διατήρηση της ισορροπίας μεταξύ των δύο διαδικασιών.
Ωστόσο, η ομάδα διαπίστωσε ότι όταν τα κατεστραμμένα μιτοχόνδρια έστειλαν σήματα, τα μακροφάγα συνέχισαν να διαφοροποιούνται σε οστεοκλάστες - και, κατά συνέπεια, να προωθούν την απορρόφηση των οστών - ακόμη και όταν δεν υπήρχε πολύ RANK-L.
Ένα τελικό σύνολο δοκιμών σε μοντέλο ποντικού μιτοχονδριακής δυσλειτουργίας επιβεβαίωσε τα ευρήματα.
Η ομάδα εξετάζει το ενδεχόμενο να κάνει περαιτέρω μελέτες για να μάθει εάν η διατήρηση της μιτοχονδριακής λειτουργίας θα μπορούσε να μειώσει τον κίνδυνο οστεοπόρωσης.
«Από ορισμένες απόψεις, η σηματοδότηση μιτοχονδριακού στρες μπορεί ακόμη και να αντικαθιστά το RANK-L. Αυτό δεν ξέρουμε τώρα, αλλά σκοπεύουμε να το εξετάσουμε περαιτέρω. "
Καθ. Narayan G. Avadhani
