Z wiekiem kości stają się mniej gęste i bardziej kruche. Komórki macierzyste mezenchymalne w szpiku kostnym odgrywają kluczową rolę w tym procesie, ponieważ mogą przekształcić się w tkankę kostną lub komórki tłuszczowe. Przy braku aktywności fizycznej komórki te częściej tworzą tkankę tłuszczową, co przyspiesza osłabianie kości i inicjuje trudny do odwrócenia proces ich degradacji.
W eksperymentach na myszach i ludzkich komórkach macierzystych naukowcy zidentyfikowali białko Piezo1, zlokalizowane na powierzchni mezenchymalnych komórek macierzystych. Działa ono jak swoisty „czujnik aktywności fizycznej”, wykrywając sygnały mechaniczne generowane przez ruch i stres. Aktywacja Piezo1 zmniejsza akumulację tłuszczu w szpiku kostnym i stymuluje tworzenie nowej tkanki kostnej.
Gdy to białko jest nieobecne lub nieaktywne, proces jest odwrócony: wzrasta tworzenie komórek tłuszczowych, a utrata tkanki kostnej przyspiesza. Ponadto aktywowane są sygnały prozapalne (Ccl2 i lipokalina-2), co dodatkowo zakłóca naprawę kości. Blokowanie tych sygnałów może częściowo przywrócić komórkom zdolność do tworzenia zdrowej tkanki kostnej.
Kierownik badań, profesor Xu Aiming, zauważył, że zespołowi udało się skutecznie rozszyfrować, w jaki sposób organizm przekształca ruch w wzmocnienie kości na poziomie molekularnym. Umożliwi to opracowanie leków, które aktywują szlak Piezo1 i „oszukują” organizm, naśladując efekty ćwiczeń bez faktycznego oddziaływania.
Utrata masy kostnej jest szczególnie palącym problemem dla osób starszych i osób o ograniczonej sprawności ruchowej, przy czym kobiety są na nią znacznie bardziej narażone. Według Światowej Organizacji Zdrowia złamania związane ze słabymi kośćmi występują u co trzeciej kobiety i co piątego mężczyzny po 50. roku życia. W Hongkongu osteoporozę rozpoznaje się u 45% kobiet i 13% mężczyzn po 65. roku życia.
Naukowcy uważają, że te „imitacje ćwiczeń” mogą okazać się przełomem w leczeniu osteoporozy u osób starszych, pacjentów obłożnie chorych i pacjentów z chorobami przewlekłymi. Zespół pracuje obecnie nad przełożeniem wyników badań na praktykę kliniczną i opracowaniem nowych metod zachowania masy kostnej i poprawy jakości życia w grupach ryzyka.
