Miks võib suitsetamine ja alkoholi tarvitamine suurendada osteoporoosi riski?
Hiljutised uuringud on paljastanud rakumehhanismi, mis võiks aidata selgitada, miks suitsetamine, alkohol ja muud muudetavad tegurid võivad suurendada luuhaiguse osteoporoosi tekkimise ohtu.
Mehhanism kannustab immuunsüsteemi rakutüüpi muutuma osteoklastideks, mis on rakutüüp, mis resorbeerib või lahustab luu.
Näib, et mitokondrid, pisikesed korpused, mis toodavad rakkudes energiat, saadavad signaali, mis käivitab stressi all selle protsessi.
Kui see juhtub makrofaagide mitokondrites, muutuvad rakud osteoklastideks. Makrofaagid on viljakad immuunrakud, mis eemaldavad rakujäätmed ja võõrkehad neid neelates ja seedides.
Philadelphias Pennsylvania ülikoolist (Penn) ja New Yorgi linnas Siinai mäel asuvast Icahni meditsiinikoolist avastatud rahe taga olnud teadlased. Nad kirjutavad hiljuti oma avastustest FASEB ajakiri õppetöö.
"Näitame selles artiklis, et kui mitokondriaalne funktsioon on mõjutatud, mõjutab see mitte ainult energia tootmist, vaid käivitab ka teatud tüüpi stressisignaali, mis kutsub esile osteoklastide ületootmise," ütleb vanema uuringu autor Narayan G. Avadhani, kes on biokeemia professor Penni veterinaarmeditsiini koolis.
Mõned keskkonnategurid, nagu suitsetamine, alkoholi joomine ja teatud ravimid, mis võivad mitokondrite funktsiooni kahjustada, näivad suurendavat ka osteoporoosi riski.
Prof Avadhani ja tema kolleegid väidavad, et põhjuseks võib olla nende poolt avastatud stressisignaalide rada.
Nad näitasid oma avastusi laboratoorselt kasvatatud makrofaagides ja düsfunktsionaalsete mitokondritega hiirtel.
Luude moodustumine ja resorptsioon
Osteoporoos on haigus, mille tõttu luud muutuvad vähem tihedaks, poorsemaks ja rabedamaks. See suurendab oluliselt luumurdude riski.
Inimeste vananedes suureneb nende risk osteoporoosi tekkeks. Seda seetõttu, et luu tekke ja luu resorptsiooni vaheline tasakaal muutub vanusega.
Selleks ajaks, kui enamik inimesi saab 30-aastaseks, on nende luutihedus jõudnud tipuni. Pärast seda väheneb luutihedus, kuna tasakaal soosib järk-järgult resorptsiooni kogu põlvkonna vältel.
Rahvusvahelise Osteoporoosi Fondi (IOF) andmetel kogevad osteoporoosist tingitud luumurrud 1 3-st naisest ja 1 5-st üle 50-aastastest meestest.
Samuti hindab IOF, et umbes 75 miljonil inimesel Ameerika Ühendriikides, Euroopas ja Jaapanis on osteoporoos ja et osteoporoos põhjustab kogu maailmas rohkem kui 8,9 miljonit luumurdu aastas.
Oma uurimuses kirjutavad autorid, et mitokondritest tuumadesse retrograadse signaali (MtRS) rada aitab rakkudel stressiga kohaneda.
Varasem uurimine viis nad juba avastama, et selle raja käivitamise viis võib makrofaagid diferentseeruda luu resorbeerivateks osteoklastideks.
"Kuid" märgivad nad, "mehhanismid, mille kaudu makrofaagid raku stressi tajuvad ja sellele reageerivad, jäävad ebaselgeks."
Kahjustatud mitokondrid soodustavad osteoklaste
Et uurida, kuidas mitokondriaalne kahjustus võib olla, viisid nad läbi katseid laboratoorselt kasvatatud hiire makrofaagidega. Nad põhjustasid makrofaagides kahjustusi ensüümi nimega tsütokroomoksüdaas C, mis aitab reguleerida mitokondrite energia tootmist.
See pani makrofaagid vabastama mitmesuguseid signaalmolekule, mis mitte ainult ei käivitanud põletikku, vaid paistsid ka rakke ajendavat diferentseeruma osteoklastideks.
Edasine uurimine näitas, et teise molekuliga nimega RANK-L toimus midagi omapärast. Luude genereerimine vabastab RANK-L, mis käivitab luu resorptsiooni. See aitab hoida tasakaalu kahe protsessi vahel.
Kuid meeskond leidis, et kui kahjustatud mitokondrid edastasid signaale, jätkasid makrofaagid diferentseerumist osteoklastideks - ja sellest tulenevalt ka luu resorptsiooni soodustamiseks - isegi siis, kui ümberringi ei olnud palju RANK-L-i.
Mitokondrite düsfunktsiooni hiire mudeli lõplik testide komplekt kinnitas tulemusi.
Meeskond kaalub täiendavate uuringute tegemist, et teada saada, kas mitokondrite funktsiooni säilitamine võib vähendada osteoporoosi riski.
“Mõnes suhtes võib mitokondriaalne stressisignaal isegi asendada RANK-L-i. Seda me ei tea praegu, kuid plaanime seda uurida veelgi. "
Prof Narayan G. Avadhani
