Nghiên cứu gần đây đã phát hiện ra một cơ chế tế bào có thể giúp giải thích tại sao hút thuốc, uống rượu và các yếu tố có thể thay đổi khác có thể làm tăng nguy cơ phát triển bệnh loãng xương.
Cơ chế kích thích một loại tế bào trong hệ thống miễn dịch để biến thành các nguyên bào xương, đây là một loại tế bào có khả năng tái sinh, hoặc hòa tan, xương.
Dường như ty thể, các vỏ bọc nhỏ tạo ra năng lượng trong các tế bào, phát ra tín hiệu kích hoạt quá trình này khi bị căng thẳng .
Khi điều này xảy ra trong ty thể của đại thực bào, các tế bào biến thành tế bào xương. Đại thực bào là các tế bào miễn dịch tăng sinh loại bỏ chất thải tế bào và các vật thể lạ bằng cách nuốt và tiêu hóa chúng.
Các nhà nghiên cứu khám phá từ Đại học Pennsylvania (Penn) ở Philadelphia và Trường Y khoa Icahn ở Mount Sinai ở thành phố New York. Họ viết về những phát hiện của họ trong một bài nghiên cứu gần đây của Tạp chí FASEB .
“Chúng tôi cho thấy trong bài báo này rằng khi chức năng của ty 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 sự sản xuất quá mức của các nguyên bào xương”, tác giả nghiên cứu cao cấp Narayan G. Avadhani, giáo sư sinh hóa.
Một số yếu tố môi trường, chẳng hạn như hút thuốc, uống rượu, và các loại thuốc nhất định, có thể làm suy yếu chức năng của ty lạp thể, cũng xuất hiện để tăng nguy cơ của bệnh loãng xương .
Giáo sư Avadhani và các đồng nghiệp của ông cho rằng con đường báo hiệu căng thẳng mà họ phát hiện ra có thể là lý do.
Họ đã chứng minh phát hiện của họ trong các đại thực bào nuôi cấy trong phòng thí nghiệm và chuột có ty thể bị rối loạn chức năng.
Tạo xương và tái hấp thu
Loãng xương là một căn bệnh khiến xương trở nên dày đặc hơn và xốp hơn và dễ gãy hơn. Điều này làm tăng đáng kể nguy cơ gãy xương .
Khi mọi người già đi, nguy cơ mắc bệnh loãng xương của họ tăng lên. Điều này là do sự cân bằng giữa tạo xương và tái hấp thu xương thay đổi theo tuổi tác.
Vào thời điểm hầu hết mọi người đến 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 ủng hộ sự tái hấp thu qua thế hệ.
Theo Tổ chức Loãng xương Quốc tế (IOF) , 1 trong 3 phụ nữ và 1 trong 5 đàn ông trên 50 tuổi sẽ 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 chứng loãng xương dẫn đến hơn 8,9 triệu ca gãy xương mỗi năm trên toàn thế giới.
Trong tài liệu nghiên cứu của họ, các tác giả viết rằng con đường truyền tín hiệu ngược dòng từ ty thể đến nhân (MtRS) giúp các 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 tạo ra các đại thực bào để phân biệt thành các nguyên bào xương giúp tái hấp thu xương.
“Tuy nhiên,” họ lưu ý, “các cơ chế thông qua đó các đại thực bào cảm nhận và phản ứng với căng thẳng tế bào vẫn chưa rõ ràng.”
Ty thể bị hư hỏng thúc đẩy các nguyên bào xương
Để khám phá mức độ thiệt hại của ty thể có thể liên quan, họ đã thực hiện một số thí nghiệm trên các đại thực bào nuôi cấy trong phòng thí nghiệm. Họ gây ra thiệt hại trong các đại thực bào bằng cách phá vỡ một loại enzyme gọi là cytochrom oxydase C, giúp điều chỉnh 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 ra viêm mà còn xuất hiện để thúc đẩy các tế bào phân biệt thành các nguyên bào xương.
Kiểm tra thêm cho thấy một cái gì đó đặc biệt đã xảy ra với một phân tử khác gọi là RANK-L. Thế hệ xương giải phóng RANK-L, kích hoạt sự tái hấp thu xương. Điều này giúp giữ cân bằng giữa hai quá trình.
Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu nhận thấy rằng khi ty thể bị tổn thương phát ra tín hiệu, đại thực bào tiếp tục biệt hóa thành các nguyên bào xương – và do đó, thúc đẩy quá trình tái hấp thu xương – ngay cả khi không có nhiều RANK-L xung quanh.
Một bộ thử nghiệm cuối cùng trong một mô hình chuột về rối loạn chức năng ty thể đã xác nhận những phát hiện này.
Nhóm nghiên cứu đang xem xét thực hiện các nghiên cứu tiếp theo để tìm hiểu xem việc bảo tồn chức năng của ty thể có thể làm giảm nguy cơ mắc bệnh loãng xương hay không.
“Trong một số khía cạnh, tín hiệu căng thẳng ty thể thậm chí có thể thay thế RANK-L. Điều đó chúng ta không biết bây giờ, nhưng chúng tôi dự định xem xét thêm về điều đó.”
Giáo sư Narayan G. Avadhani