08:00 
Исследовательская группа из медицинского факультета Школы клинической медицины медицинского факультета LKS Гонконгского университета (HKUMed) обнаружила ключевой биологический механизм, который объясняет, как физические упражнения поддерживают крепкие кости, открывая путь к новым методам лечения остеопороза и потери костной массы у людей, которые не могут заниматься спортом. Идентифицировав белок, который действует как «сенсор физической активности» организма, исследование открыло двери для разработки лекарств, имитирующих эффекты физической активности, давая надежду уязвимым группам населения, таким как пожилые люди, лежачие пациенты и люди с хроническими заболеваниями, которые сталкиваются с высоким риском переломов. Результаты исследования были опубликованы в журнале Signal Transduction and Targeted Therapy.
«Остеопороз и возрастная потеря костной массы затрагивают миллионы людей во всем мире, часто делая пожилых и прикованных к постели пациентов уязвимыми к переломам и потере независимости», - сказал профессор Сюй Айминь, директор государственной ключевой лаборатории фармацевтической биотехнологии и профессор кафедры медицины Школы клинической медицины HKUMed, который руководил исследованием. «Современные методы лечения в значительной степени зависят от физической активности, которую многие пациенты просто не могут выполнять. Нам необходимо понять, как наши кости становятся сильнее, когда мы двигаемся или тренируемся, прежде чем мы сможем найти способ воспроизвести преимущества упражнений на молекулярном уровне. Это исследование является важным шагом на пути к этой цели».
Активация «датчика упражнений» кости для уменьшения жира и построения новой кости
По данным Всемирной организации здравоохранения, примерно каждая третья женщина и каждый пятый мужчина старше 50 лет страдают от переломов из-за слабости костей. В Гонконге проблема становится серьезной по мере старения населения: 45% женщин и 13% мужчин в возрасте 65 лет и старше страдают остеопорозом. Переломы, связанные с остеопорозом, вызывают сильную боль и инвалидность, серьезно ухудшая качество жизни и независимость, а также налагают тяжелое бремя на здравоохранение и экономику для общества.
Старение связано с естественным ослаблением костей, которые становятся менее плотными и более пористыми. Мезенхимальные стволовые клетки костного мозга могут развиваться либо в жировые клетки, либо в костную ткань. Эти стволовые клетки очень чувствительны к внешним факторам, таким как физические упражнения и давление. В процессе старения они имеют тенденцию дифференцироваться в жировые клетки. Поскольку жировые клетки продолжают накапливаться в костном мозге, это уменьшает пространство, доступное для здоровой костной ткани, еще больше ухудшая прочность костей и создавая цикл разрушения костей, который трудно обратить вспять с помощью современных методов лечения.
Используя мышиные модели и стволовые клетки человека, исследователи определили специальный «переключатель», названный Piezo1, который представляет собой белок на поверхности мезенхимальных стволовых клеток в костном мозге. Этот переключатель действует как датчик упражнений, обнаруживая механические сигналы от физической активности, которые помогают сохранять кости крепкими и предотвращают их хрупкость с возрастом. В модели на мышах, когда белок Piezo1 активировался физической активностью, он уменьшал накопление жира в костном мозге и способствовал образованию новой кости. И наоборот, когда этот белок отсутствует, он запускает сигналы, которые заставляют стволовые клетки накапливать жир, что приводит к увеличению потери костной массы. Отсутствие Piezo1 также способствует высвобождению определенных провоспалительных сигналов (Ccl2 и липокалин-2), повышая вероятность превращения стволовых клеток в жировые клетки, что препятствует образованию костей. Блокировка этих сигналов может помочь восстановить здоровье костей.
Имитация упражнений для людей с ограниченной подвижностью
"Мы, по сути, расшифровали, как тело преобразует движение в более сильные кости", - сказал профессор Сюй Айминь. «Мы идентифицировали молекулярный датчик активности Piezo1 и сигнальные пути, которые он контролирует. Это дает нам четкую цель для вмешательства. Активируя путь Piezo1, мы можем имитировать преимущества упражнений, эффективно заставляя организм думать, что он тренируется, даже при отсутствии движения».
Доктор Ван Бэйл, доцент того же факультета, который соруководил исследованием, добавил: «Это открытие особенно важно для пожилых людей и пациентов, которые не могут заниматься спортом из-за слабости, травмы или хронического заболевания. Наши результаты открывают двери для разработки «миметиков упражнений» — препаратов, которые химически активируют путь Piezo1, чтобы помочь сохранить костную массу и поддержать независимость».
«Это предлагает многообещающую стратегию, выходящую за рамки традиционной физиотерапии», — отметил профессор Эрик Оноре, руководитель группы Института молекулярной и клеточной фармакологии Национального центра научных исследований Франции, который был одним из руководителей исследования. «В будущем мы потенциально сможем обеспечить биологические преимущества физических упражнений посредством целенаправленного лечения, тем самым замедляя потерю костной массы у уязвимых групп, таких как лежачие пациенты или люди с ограниченной подвижностью, и существенно снижая риск переломов».
