Как физические упражнения увеличивают костную массу

06.01.2019

Учеными признано, что физические упражнения способствуют увеличению костной массы, но вопрос о том, как именно происходит этот процесс, является предметом споров. В настоящее время уже доказано, что гормон, вырабатываемый во время физических нагрузок, активирует клетки, которые играют ключевую роль в обновлении костной ткани у мышей.

В ходе исследования, результаты которого были опубликованы в журнале Cell, были найдены рецепторы иризина – гормона, вырабатываемого во время выполнения физических упражнений, а также установлено, что иризин влияет на склеростин у мышей. Этот же гормон является важнейшим регулятором метаболизма костной ткани у людей. Данная работа может оказаться полезной в области лечения остеопороза, заболевания, которое ежегодно провоцирует около девяти миллионов переломов по всему миру. 

“Полученные результаты могут в корне изменить понимание метаболизма и природы мышечной и костной ткани, а также влияния физических нагрузок на организм, – говорит соавтор исследования Брюс Шпигельман, биолог и специалист по раковым заболеваниям Института раковых исследований Дана-Фарбер в Бостоне. – Мы показали, что иризин напрямую воздействует на остеоциты – наиболее многочисленный тип клеток костной ткани”.

Считается, что иризин, вырабатываемый клетками скелетных мышц в ответ на выносливостные нагрузки у мышей и людей, увеличивает прочность костной ткани, участвует в сжигании калорий и улучшает когнитивную функцию. Однако само существование этого гормона когда-то считалось сомнительным, а механизм, лежащий в основе его эффекта на костную ткань, оставался невыясненным. 

Скелет млекопитающих подвергается непрерывной перестройке. Старые или поврежденные участки костной ткани заменяются новыми клетками, и этот процесс часто инициируется гибелью или распадом уже существующих клеток. Физические упражнения и иризин вместе стимулируют выработку протеина склеростина – фактора разрушения костной ткани, который вырабатывается остеоцитами в ответ на механическую нагрузку на скелет. 

“Считается, что периодическое разрушение костной ткани является сигналом к ее ремоделированию и воссозданию, – говорит Шпигельман. – Доказательства этой теории уже существуют в том смысле, что лечение остеопороза паратиреоидным гормоном (ПТГ) также является фактором разрушения костной ткани”. 

Было доказано, что небольшие дозы иризина увеличивают плотность и прочность костной ткани у мышей. Для дальнейшего изучения роли этого гормона ученые вводили мышам иризин в течение шести дней. Оказалось, что он повышал уровень склеростина в крови и увеличивал массу костей. Кроме того, у мышей, у которых на генетическом уровне был снижен уровень иризина, не развивался остеопороз. 

“В дальнейшем мы сосредоточимся на оптимизации различных вариаций иризина и его антител, –говорит Шпигельман, – так мы сможем влиять на его эффекты посредством протеинотерапии. Мы также будем изучать его влияние на жировую ткань и нервную систему”.

Определение молекулярных рецепторов иризина является значимым шагом на пути к поиску новых клеток и тканей, реагирующих на действие этого гормона.

Источник: www.cellpress.com