На који начин вежбање јача кости, научници коначно знају разлог

Разумевање овог раније скривеног процеса значи да би научници могли да га прилагоде у борби против крхкости костију изазване остеопорозом. Иако је одавно познато да вежбање побољшава здравље костију, до сада није било потпуно јасно како се то дешава.

Истраживачи, предвођени тимом са Универзитета у Хонгконгу, идентификовали су специфичан протеин који делује као „сензор вежбања“ у костима. Када се активира, он подстиче раст костију и смањује накупљање масти.

„Морамо да разумемо како наше кости постају јаче када се крећемо или вежбамо пре него што пронађемо начин да репродукујемо предности вежбања на молекуларном нивоу“, каже Xу Аимин, биомедицински научник са Универзитета у Хонг Конгу.

Истраживање се фокусирало на мезенхималне матичне ћелије коштане сржи. У свом почетном облику, оне могу кренути у два правца – да постану ћелије које граде кост, односно остеобласти, или масне ћелије, такозвани адипоцити.

Пут којим мезенхималне матичне ћелије крену одређују бројни фактори, укључујући сигнале раста, хормоне, ниво упале и, што је кључно за ову студију, физичке силе изазване вежбањем.

Из ранијих експеримената са ћелијама узгојеним у лабораторији већ је било познато да механичке силе померају равнотежу ка расту костију, а даље од стварања масти, али истраживачи су желели да открију зашто.

Проучавали су протеин назван Piezo1, за који је у претходним студијама показано да производи биолошке сигнале као одговор на притисак и друге силе попут механичког напрезања и стреса.

Када је Piezo1 уклоњен из ћелија код мишева, животиње су показале мању густину костију и смањено стварање костију. Штавише, број адипоцита у коштаној сржи мишева се повећао. Додатни тестови показали су да мишеви без Piezo1 нису имали исте користи од вежбања у погледу јачања костију.

Истраживачи су такође идентификовали тачне сигналне путеве које користи Piezo1, откривајући како његово одсуство доводи до упале и раста масти. Важно је да су ове промене биле реверзибилне ако би се Piezo1 активирао или ако би се обновили његови низводни ефекти. Ако се у будућности буду развијали лекови који опонашају деловање Piezo1, ово знање ће бити кључно.

„У суштини смо дешифровали како тело претвара покрет у јаче кости. Идентификовали смо молекуларни сензор вежбања, Piezo1, и сигналне путеве које он контролише“, каже Аимин.

„То нам даје јасан циљ за интервенцију. Његовим активирањем можемо опонашати предности вежбања, практично наводећи тело да ‘мисли’ да вежба, чак и у одсуству покрета“, додаје кинески научник.

Наше кости природно слабе како старимо, а ризик од остеопорозе расте. За многе људе, укључујући старије и физички слабе, редовно вежбање је тешко или немогуће. Терапија која би могла да опонаша неке биолошке користи вежбања могла би помоћи у заштити ових група од губитка коштане масе.

Таква терапија је ипак још далеко. Ова студија је спроведена на моделима мишева, а не на људима, а циљање протеина попут Piezo1 мора се спроводити веома опрезно – он има бројне улоге у читавом организму. Покушаји манипулације његовим ефектима могли би изазвати додатну штету.

Ипак, ово истраживање и сличне студије значајно унапређују наше разумевање развоја остеопорозе. Како популација старијих особа наставља да расте, постоји стварна потреба да се пронађу начини за дуже очување здравља.

„Ово нуди обећавајућу стратегију која превазилази традиционалну физикалну терапију. У будућности бисмо потенцијално могли да обезбедимо биолошке користи вежбања путем циљаних терапија, чиме бисмо успорили губитак коштане масе код рањивих група, попут непокретних пацијената или особа са ограниченом покретљивошћу, и значајно смањили њихов ризик од прелома“, каже механобиолог и водећи аутор студије Ериц Хоноре са Института за молекуларну и ћелијску фармакологију у Француској.