З віком кістки стають менш щільними та крихкими. Важливу роль цьому процесі грають мезенхімальні стовбурові клітини кісткового мозку, які можуть перетворюватися або кісткову тканину, або жирові клітини. При нестачі фізичного навантаження ці клітини частіше формують жирову тканину, що прискорює ослаблення кісток і запускає їх деградацію, який важко звернути назад.
У ході експериментів на мишах та з використанням людських стовбурових клітин вчені виявили білок Piezo1, розташований на поверхні мезенхімальних стовбурових клітин. Він діє як своєрідний «датчик фізичної активності» — вловлює механічні сигнали, що виникають під час руху та навантаження. Активація Piezo1 знижує накопичення жиру в кістковому мозку та стимулює формування нової кісткової тканини.
Коли цей білок відсутній або неактивний, процес йде у зворотний бік: посилюється утворення жирових клітин та прискорюється втрата кісткової маси. Крім того, активуються прозапальні сигнали (Ccl2 і ліпокалін-2), які додатково заважають відновленню кісток. Блокування цих сигналів може почасти повернути клітинам здатність формувати здорову кісткову тканину.
Керівник дослідження, професор Сюй Аймін зазначив, що команда фактично розшифрувала, як організм перетворює рух на зміцнення кісток на молекулярному рівні. Це дозволить створювати препарати, які активуватимуть шлях Piezo1 та «обдурюватимуть» організм, імітуючи ефект фізичних вправ без реального навантаження.
Проблема втрати кісткової маси особливо гостро зачіпає людей похилого віку і пацієнтів з обмеженою рухливістю, при цьому жінки схильні до неї значно частіше. За даними Всесвітньої організації охорони здоров'я, переломи, пов'язані зі слабкістю кісток, виникають у кожної третьої жінки та кожного п'ятого чоловіка старше 50 років. У Гонконгу остеопороз діагностовано у 45% жінок та у 13% чоловіків віком від 65 років.
Вчені вважають, що такі «імітатори вправ» можуть стати проривом у лікуванні остеопорозу у людей похилого віку, лежачих хворих та пацієнтів з хронічними захворюваннями. Зараз команда працює над тим, щоб перевести результати дослідження у клінічну практику та розробити нові методи збереження кісткової маси та якості життя у вразливих груп населення.
