Открыт механизм, позволяющий «имитировать» спорт на молекулярном уровне
С возрастом кости становятся менее плотными и более хрупкими. Важную роль в этом процессе играют мезенхимальные стволовые клетки костного мозга, которые могут превращаться либо в костную ткань, либо в жировые клетки. При недостатке физической нагрузки эти клетки чаще формируют жировую ткань, что ускоряет ослабление костей и запускает процесс их деградации, который трудно обратить вспять.
В ходе экспериментов на мышах и с использованием человеческих стволовых клеток ученые выявили белок Piezo1, расположенный на поверхности мезенхимальных стволовых клеток. Он действует как своеобразный «датчик физической активности» — улавливает механические сигналы, возникающие при движении и нагрузке. Активация Piezo1 снижает накопление жира в костном мозге и стимулирует формирование новой костной ткани.
Когда этот белок отсутствует или неактивен, процесс идет в обратную сторону: усиливается образование жировых клеток и ускоряется потеря костной массы. Кроме того, активируются провоспалительные сигналы (Ccl2 и липокалин-2), которые дополнительно мешают восстановлению костей. Блокирование этих сигналов может частично вернуть клеткам способность формировать здоровую костную ткань.
Руководитель исследования, профессор Сюй Аймин отметил, что команда фактически расшифровала, как организм преобразует движение в укрепление костей на молекулярном уровне. Это позволит создавать препараты, которые будут активировать путь Piezo1 и «обманывать» организм, имитируя эффект физических упражнений без реальной нагрузки.
Проблема потери костной массы особенно остро затрагивает пожилых людей и пациентов с ограниченной подвижностью, при этом женщины подвержены ей значительно чаще. По данным Всемирной организации здравоохранения, переломы, связанные со слабостью костей, возникают у каждой третьей женщины и у каждого пятого мужчины старше 50 лет. В Гонконге остеопороз диагностирован у 45% женщин и у 13% мужчин в возрасте от 65 лет.
Ученые считают, что такие «имитаторы упражнений» могут стать прорывом в лечении остеопороза у пожилых людей, лежачих больных и пациентов с хроническими заболеваниями. Сейчас команда работает над тем, чтобы перевести результаты исследования в клиническую практику и разработать новые методы сохранения костной массы и качества жизни у уязвимых групп населения.