Tại sao hút thuốc và uống rượu có thể làm tăng nguy cơ loãng xương?
Nghiên cứu gần đây đã khám phá ra một cơ chế tế bào có thể giúp giải thích tại sao hút thuốc, rượu và các yếu tố có thể điều chỉnh khác có thể làm tăng nguy cơ phát triển bệnh loãng xương.
Cơ chế thúc đẩy một loại tế bào trong hệ thống miễn dịch biến thành tế bào hủy xương, là một loại tế bào có khả năng hấp thụ hoặc phân hủy xương.
Có vẻ như ty thể, những vỏ bọc nhỏ bé tạo ra năng lượng trong tế bào, gửi tín hiệu kích hoạt quá trình này khi bị căng thẳng.
Khi điều này xảy ra trong ti thể của đại thực bào, các tế bào sẽ biến thành tế bào hủy xương. Đại thực bào là những tế bào miễn dịch sung mãn có chức năng loại bỏ chất thải tế bào và các vật thể lạ bằng cách nuốt và tiêu hóa chúng.
Các nhà nghiên cứu đằng sau phát hiện này đến từ Đại học Pennsylvania (Penn) ở Philadelphia và Trường Y Icahn ở Mount Sinai ở thành phố New York. Họ viết về những phát hiện của họ trong một Tạp chí FASEB giấy nghiên cứu.
“Chúng tôi chỉ ra trong bài báo này rằng khi chức năng ti thể bị ảnh hưởng, nó không chỉ ảnh hưởng đến việc sản xuất năng lượng mà còn gây ra một loại tín hiệu căng thẳng gây ra sản xuất quá mức các tế bào hủy xương,” tác giả nghiên cứu cao cấp Narayan G. Avadhani, giáo sư hóa sinh, cho biết. tại Trường Thú y Penn.
Một số yếu tố môi trường, chẳng hạn như hút thuốc, uống rượu và một số loại thuốc, có thể làm suy giảm chức năng của ty thể, cũng làm tăng nguy cơ loãng xương.
Giáo sư Avadhani và các đồng nghiệp của ông cho rằng con đường tín hiệu căng thẳng mà họ phát hiện ra có thể là lý do.
Họ đã chứng minh phát hiện của mình trên các đại thực bào được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm và những con chuột bị rối loạn chức năng ti thể.
Tạo xương và tái hấp thu
Loãng xương là một căn bệnh khiến xương trở nên kém đặc, xốp và dễ gãy hơn. Điều này làm tăng đáng kể nguy cơ gãy xương.
Khi mọi người già đi, nguy cơ phát triển bệnh loãng xương của họ tăng lên. Điều này là do sự cân bằng giữa tạo xương và tiêu xương thay đổi theo tuổi tác.
Vào thời điểm hầu hết mọi người bước qua tuổi 30, mật độ xương của họ đã đạt đến đỉnh điểm. Sau đó, mật độ xương giảm dần khi sự cân bằng dần dần tạo điều kiện cho sự tái hấp thu qua các thế hệ.
Theo Tổ chức Loãng xương Quốc tế (IOF), cứ 3 phụ nữ và 1/5 nam giới trên 50 tuổi thì có 1 người bị gãy xương do loãng xương.
IOF cũng ước tính rằng khoảng 75 triệu người ở Hoa Kỳ, Châu Âu và Nhật Bản bị loãng xương và loãng xương dẫn đến hơn 8,9 triệu ca gãy xương mỗi năm trên toàn thế giới.
Trong bài báo nghiên cứu của mình, các tác giả viết rằng con đường truyền tín hiệu ngược dòng từ ty thể đến nhân (MtRS) giúp tế bào thích nghi với căng thẳng.
Một cuộc điều tra trước đó đã khiến họ phát hiện ra rằng một cách kích hoạt con đường này có thể khiến các đại thực bào biệt hóa thành các tế bào hủy xương để hấp thụ lại xương.
"Tuy nhiên," họ lưu ý, "các cơ chế mà đại thực bào cảm nhận và phản ứng với căng thẳng tế bào vẫn chưa rõ ràng."
Ti thể bị hư hỏng thúc đẩy tế bào hủy xương
Để tìm hiểu xem các tổn thương ty thể có thể liên quan như thế nào, họ đã tiến hành một số thí nghiệm trên các đại thực bào chuột được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm. Chúng gây ra tổn thương trong các đại thực bào bằng cách phá vỡ một loại enzyme gọi là cytochrome oxidase C, giúp điều chỉnh quá trình sản xuất năng lượng của ty thể.
Điều này khiến các đại thực bào giải phóng các phân tử tín hiệu khác nhau, không chỉ gây viêm mà còn thúc đẩy các tế bào biệt hóa thành các tế bào hủy xương.
Kiểm tra kỹ hơn cho thấy có điều gì đó kỳ lạ đang xảy ra với một phân tử khác có tên RANK-L. Quá trình tạo xương giải phóng RANK-L, chất này kích hoạt quá trình tiêu xương. Điều này giúp giữ cân bằng giữa hai quá trình.
Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng khi các ty thể bị hư hỏng gửi tín hiệu, các đại thực bào tiếp tục biệt hóa thành các tế bào hủy xương - và do đó, thúc đẩy quá trình tiêu xương - ngay cả khi không có nhiều RANK-L xung quanh.
Một loạt các thử nghiệm cuối cùng trên một mô hình chuột về rối loạn chức năng ty thể đã xác nhận những phát hiện này.
Nhóm đang xem xét thực hiện các nghiên cứu sâu hơn để tìm hiểu xem liệu việc bảo tồn chức năng của ty thể có thể làm giảm nguy cơ loãng xương hay không.
“Ở một số khía cạnh, tín hiệu căng thẳng của ty thể thậm chí có thể thay thế RANK-L. Điều đó bây giờ chúng tôi không biết, nhưng chúng tôi dự định xem xét điều đó xa hơn. ”
Giáo sư Narayan G. Avadhani
