เหตุใดการสูบบุหรี่และการดื่มแอลกอฮอล์จึงเพิ่มความเสี่ยงต่อโรคกระดูกพรุน
การวิจัยล่าสุดได้ค้นพบกลไกของเซลล์ที่สามารถช่วยอธิบายได้ว่าทำไมการสูบบุหรี่แอลกอฮอล์และปัจจัยอื่น ๆ ที่ปรับเปลี่ยนได้อาจเพิ่มความเสี่ยงต่อการเกิดโรคกระดูกพรุน
กลไกนี้กระตุ้นให้เซลล์ชนิดหนึ่งในระบบภูมิคุ้มกันเปลี่ยนเป็นเซลล์สร้างกระดูกซึ่งเป็นเซลล์ชนิดหนึ่งที่ดูดซับหรือสลายกระดูก
ดูเหมือนว่าไมโทคอนเดรียซึ่งเป็นเปลือกเล็ก ๆ ที่ผลิตพลังงานในเซลล์จะส่งสัญญาณที่กระตุ้นกระบวนการนี้เมื่ออยู่ภายใต้ความเครียด
เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้นในไมโทคอนเดรียของแมคโครฟาจเซลล์จะเปลี่ยนเป็นเซลล์สร้างกระดูก มาโครฟาจเป็นเซลล์ภูมิคุ้มกันที่อุดมสมบูรณ์ซึ่งกำจัดของเสียจากเซลล์และสิ่งแปลกปลอมโดยการกลืนและย่อยอาหาร
นักวิจัยที่อยู่เบื้องหลังการค้นพบจาก University of Pennsylvania (Penn) ในฟิลาเดลเฟียและ Icahn School of Medicine ที่ Mount Sinai ในเมืองนิวยอร์ก พวกเขาเขียนเกี่ยวกับสิ่งที่ค้นพบในช่วงไม่นานมานี้ วารสาร FASEB กระดาษการศึกษา
“ เราแสดงให้เห็นในบทความนี้ว่าเมื่อการทำงานของไมโตคอนเดรียได้รับผลกระทบไม่เพียง แต่ส่งผลต่อการผลิตพลังงานเท่านั้น แต่ยังก่อให้เกิดการส่งสัญญาณความเครียดประเภทหนึ่งที่ทำให้เกิดการผลิตเซลล์สร้างกระดูกมากเกินไปด้วย” นารายันจี. อวาดานีผู้เขียนการศึกษาอาวุโสกล่าว ที่ Penn's School of Veterinary Medicine
ปัจจัยแวดล้อมบางอย่างเช่นการสูบบุหรี่การดื่มแอลกอฮอล์และยาบางชนิดที่อาจทำให้การทำงานของไมโทคอนเดรียลดลงก็ทำให้เสี่ยงต่อการเป็นโรคกระดูกพรุนได้เช่นกัน
ศ. อวาดานีและเพื่อนร่วมงานของเขาแนะนำว่าเส้นทางการส่งสัญญาณความเครียดที่พวกเขาค้นพบอาจเป็นสาเหตุได้
พวกเขาแสดงให้เห็นถึงการค้นพบของพวกเขาในแมคโครฟาจที่เพาะเลี้ยงในห้องปฏิบัติการและหนูที่มีไมโตคอนเดรียผิดปกติ
การสร้างและการสลายกระดูก
โรคกระดูกพรุนเป็นโรคที่ทำให้กระดูกมีความหนาแน่นน้อยลงและมีรูพรุนและเปราะมากขึ้น สิ่งนี้เพิ่มความเสี่ยงต่อการแตกหักอย่างมีนัยสำคัญ
เมื่อคนเราอายุมากขึ้นความเสี่ยงในการเป็นโรคกระดูกพรุนจะเพิ่มขึ้น เนื่องจากความสมดุลระหว่างการสร้างกระดูกและการสลายกระดูกจะเปลี่ยนแปลงไปตามอายุ
เมื่อถึงเวลาที่คนส่วนใหญ่มีอายุถึง 30 ปีความหนาแน่นของกระดูกก็ถึงจุดสูงสุด หลังจากนั้นความหนาแน่นของกระดูกจะลดลงเนื่องจากความสมดุลค่อยๆเอื้อต่อการดูดซึมในช่วงรุ่น
จากข้อมูลของมูลนิธิโรคกระดูกพรุนนานาชาติ (IOF) ผู้หญิง 1 ใน 3 คนและผู้ชายที่อายุมากกว่า 50 ปี 1 ใน 5 คนจะมีอาการกระดูกหักเนื่องจากโรคกระดูกพรุน
IOF ยังคาดการณ์ว่าประมาณ 75 ล้านคนในสหรัฐอเมริกายุโรปและญี่ปุ่นเป็นโรคกระดูกพรุนและโรคกระดูกพรุนทำให้กระดูกหักมากกว่า 8.9 ล้านคนต่อปีทั่วโลก
ในเอกสารการศึกษาของพวกเขาผู้เขียนเขียนว่าเส้นทางการส่งสัญญาณถอยหลังเข้าคลอง mitochondria-to-nucleus (MtRS) ช่วยให้เซลล์ปรับตัวเข้ากับความเครียดได้
การตรวจสอบก่อนหน้านี้ทำให้พวกเขาค้นพบว่าวิธีกระตุ้นทางเดินนี้สามารถกระตุ้นให้แมคโครฟาจแยกความแตกต่างออกไปเป็นเซลล์สร้างกระดูกที่ดูดซับกระดูกได้
“ อย่างไรก็ตาม” พวกเขาสังเกตว่า“ กลไกที่แมคโครฟาจรับรู้และตอบสนองต่อความเครียดของเซลล์ยังไม่ชัดเจน”
ไมโทคอนเดรียที่เสียหายจะส่งเสริมเซลล์สร้างกระดูก
เพื่อสำรวจว่าความเสียหายของไมโตคอนเดรียอาจเกี่ยวข้องกับความเสียหายได้อย่างไรพวกเขาได้ทำการทดลองบางอย่างเกี่ยวกับมาโครฟาจของหนูที่เพาะเลี้ยงในห้องปฏิบัติการ พวกมันก่อให้เกิดความเสียหายในแมคโครฟาจโดยการขัดขวางเอนไซม์ที่เรียกว่าไซโตโครมออกซิเดสซีซึ่งช่วยในการควบคุมการผลิตพลังงานไมโทคอนเดรีย
สิ่งนี้ทำให้แมคโครฟาจปล่อยโมเลกุลส่งสัญญาณต่างๆซึ่งไม่เพียง แต่กระตุ้นให้เกิดการอักเสบเท่านั้น แต่ยังกระตุ้นให้เซลล์แตกตัวเป็นเซลล์สร้างกระดูก
การตรวจสอบเพิ่มเติมพบว่ามีบางอย่างที่แปลกประหลาดเกิดขึ้นกับโมเลกุลอื่นที่เรียกว่า RANK-L การสร้างกระดูกจะเผยแพร่ RANK-L ซึ่งจะกระตุ้นการสลายกระดูก ซึ่งจะช่วยรักษาสมดุลระหว่างสองกระบวนการ
อย่างไรก็ตามทีมงานพบว่าเมื่อไมโทคอนเดรียที่เสียหายส่งสัญญาณออกไปแมคโครฟาจจะยังคงแยกความแตกต่างออกไปเป็นเซลล์สร้างกระดูกและด้วยเหตุนี้จึงส่งเสริมการสลายกระดูกแม้ว่าจะมี RANK-L อยู่ไม่มากก็ตาม
ชุดการทดสอบขั้นสุดท้ายในแบบจำลองของเมาส์เกี่ยวกับความผิดปกติของไมโตคอนเดรียยืนยันผลการวิจัย
ทีมกำลังพิจารณาทำการศึกษาเพิ่มเติมเพื่อดูว่าการรักษาการทำงานของไมโตคอนเดรียสามารถลดความเสี่ยงของโรคกระดูกพรุนได้หรือไม่
“ ในบางประเด็นการส่งสัญญาณความเครียดแบบไมโตคอนเดรียอาจแทนที่ RANK-L ด้วยซ้ำ ซึ่งตอนนี้เรายังไม่รู้ แต่เราวางแผนที่จะตรวจสอบต่อไป”
นารายันจี. อวาดานี
