Ученые предлагают новый метод лечения остеопороза

Согласно исследованию, проведенному учеными из Калифорнийского университета в Сан-Франциско (University of California — San Francisco) и Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA), некоторые клетки в глубине мозга могут играть удивительную роль в контроле плотности костной ткани у женщин.

Актуальность остеопороза

Более 200 миллионов человек во всем мире страдают от остеопороза, снижения плотности костей до такой степени, что падение или даже незначительные нагрузки могут вызвать переломы. У здоровых людей костная ткань постоянно регенерирует — старая костная ткань разрушается и заменяется новой. С возрастом этот цикл становится склонным к потере костной массы, в результате чего наши кости становятся все более пористыми и хрупкими. Женщины подвергаются особенно высокому риску остеопороза после менопаузы (почти каждая третья женщина в постменопаузе в США и Европе страдает остеопорозом) из-за снижения уровня эстрогена, полового гормона. Эстроген играет важную роль в женском организме, особенно в регуляции репродукции, но его функция в мозгу до сих пор плохо изучена. Лаборатория Холли Инграхам давно пыталась понять, как передача сигналов эстрогена в мозге влияет на метаболизм женщины на разных этапах жизни, включая то, как чувствительные к эстрогену нейроны в области мозга, называемой гипоталамусом, балансируют энергетические потребности, необходимые для выживания и размножения.

Результаты научной работы

В исследовании, опубликованном в Nature Communications, ученые показали, что блокирование определенного набора сигналов этих клеток заставляет самок (но не самцов) мышей создавать необычайно крепкие кости и сохранять их в пожилом возрасте, что подает надежду на новые методы профилактики или лечения остеопороза у пожилых женщин.

«Наши сотрудники, которые изучают костную ткань, сказали, что никогда не видели кости такими прочными», — говорит автор исследования Холли Инграхам (Holly Ingraham). «Наше сегодняшнее понимание того, как организм контролирует рост костей, не может объяснить это. Мы, возможно, нашли совершенно новый путь, который можно использовать для улучшения прочности костей у пожилых женщин и других людей с хрупкими костями».

Новое исследование началось с того, что Стефани Корреа (Stephanie Correa), научный сотрудник лаборатории Ingraham lab, обнаружила, что генетическое удаление белка рецептора эстрогена в нейронах гипоталамуса приводит к тому, что мутированные животные набирают немного веса, а также становятся менее активными. Чтобы найти источник дополнительного веса, она решила использовать сверхчувствительную лабораторную технику, которая также может выявить изменения в плотности кости. К ее удивлению, она обнаружила, что масса кости животных увеличилась на 800%.

«Меня поразил этот эффект», — сказала Корреа. «Мы сразу поняли, что это был переломный момент, который поможет улучшить здоровье женщин».

Чрезвычайно плотные кости мутированных животных также оказались сверхпрочными. Ученые проверили механическую прочность этих костей, их оборудование почти что не вышло из строя.

После того, как Корреа переехала в Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе, сотрудники лаборатории Ingraham Кэндис Хербер (Candice Herber) и Уильям Краузе (William Krause) организовали серию экспериментов, посвященных определенной популяции, состоящей из нескольких сотен чувствительных к эстрогену клеток мозга, расположенных в области гипоталамуса, называемой дугообразным ядром, — которое, по-видимому, ответственно за это резкое увеличение плотности костей. Авторы предположили, что эстроген должен всегда сигнализировать этим нейронам об отклонении энергии от роста костей, но удаление рецепторов эстрогена полностью изменило этот сдвиг.

Примечательно, что вмешательство в дугообразную передачу сигналов эстрогена у самцов мышей не оказало никакого влияния.

«Большинство нейробиологов ограничивают исследования, используя самцов мышей, и лишь немногие изучают эстроген у самок, что может объяснить, почему это никогда не наблюдалось раньше», — сказал Инграхам. «Меня всегда интересовало, как половые гормоны приводят к различию мужского и женского мозга, и это действительно замечательный пример того, насколько сильными могут быть эти различия».

Дальнейшие эксперименты показали, что у мутировавших животных сохранилась повышенная плотность костной ткани до самой старости. Обычно самки мыши начинают терять значительную костную массу к 20-недельному возрасту, но мутировавшие животные сохраняли повышенную костную массу в течение двух лет жизни. Примечательно, что ученые даже смогли обратить вспять существующую дегенерацию кости в экспериментальной модели остеопороза. У самок мышей, у которых снизилась плотность костей на 70% из-за экспериментально сниженного уровня эстрогена в крови, удаление дуговых рецепторов эстрогена привело к тому, что плотность костей восстановилась на 50% в течение нескольких недель.

Эти результаты подчеркивают противоположную роль эстрогена в крови, где он способствует стабильности кости, и в гипоталамусе, где он, по-видимому, сдерживает образование кости.

«Мы предполагаем, что после полового созревания система эстрогенов в женском мозге активно смещает ресурсы от роста костей к размножению, что может способствовать более высокому риску ослабления костей у женщин с возрастом».

Исследователи утверждают, что ускоренный рост костей, наблюдаемый в настоящем исследовании, не похож ни на что в научной литературе, предполагая, что случайное открытие Корреа, возможно, открыло совершенно новый биологический путь, с помощью которого мозг регулирует плотность кости. Ученые в настоящее время изучают, как именно происходит это взаимодействие между мозгом и костью, и возможно ли разработать препараты для повышения прочности костей у женщин в постменопаузе без потенциально опасных эффектов заместительной терапии эстрогенами.

«Если наши следующие эксперименты покажут, что мозг вырабатывает новый циркулирующий фактор, который запускает усиленный рост костей, у нас может быть реальный шанс разработать препарат против остеопороза»,- добавила Инграхам.

Авторы другого исследования утверждают, что использование марихуаны повышает риск развития остеопороза и переломов костей.

Приглашаем подписаться на наш канал в Яндекс Дзен


 
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Руслан Хусаинов/ автор статьи
Должность - Главный редактор, автор статьей E-mail для связи - [email protected] Врач - ультразвуковой диагностики, детский травматолог-ортопед  г. Санкт-Петербург.
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: