Остеопороз: бактерии помогают бороться с переломами?

Согласно результатам исследования, опубликованным в журнале Cell Report, микробиота кишечника мышей, которые 9 недель находились в космосе, изменилась таким образом, что помогала организму бороться с остеопорозом в условиях нулевой гравитации. Остеопороз или потеря костной ткани — обычное явление у астронавтов¹.

Об этой статье

публикация 21 сентября 2023

Обновлять 25 октября 2023

Космическое излучение, нарушение сна, потеря костной ткани... быть астронавтом — нелегкая задача. Чтобы возможные будущие колонизаторы Марса могли проснуться свежими и сразу приступить к работе уже на следующий день после прибытия на планету, нужно понять, как космос влияет на организм человека и как смягчить негативные эффекты. Это цель исследования, проводимого НАСА, в котором изучалась динамика костной структуры грызунов, отправленных на Международную космическую станцию (МКС) на несколько недель. Первые результаты удивили: похоже, микробиота пищеварительного тракта адаптируется к отсутствию гравитации, при этом один из эффектов такой адаптации — способность бороться с потерей костной ткани.

Кость — постоянно изменяющаяся структура

Вы полагаете, что кость, достигнув максимального размера, не меняется? Это заблуждение! Костная ткань непрерывно перестраивается, даже во взрослом возрасте. В этом процессе участвуют два типа клеток: остеобласты, которые образуют новую костную ткань, и остеокласты, которые разрушают старую. У здорового человека их разнонаправленная деятельность сбалансирована, и кости сохраняют свою прочность. Однако после менопаузы отсутствие эстрогенов способствует действию остеокластов и замедляет работу остеобластов, из-за чего кости сильнее рассасываются и становятся хрупкими. Это и есть остеопороз ².

Микробиота под влиянием космоса

Мыши, которые провели 9 недель своей короткой жизни на МКС (что эквивалентно нескольким годам для астронавта), вернулись на Землю с более разнообразной микробиотой, состав которой изменился. Некоторых видов бактерий стало больше, в частности Lactobacillus murinus и Dorea sp., которые способны продуцировать молекулы, стимулирующие регенерацию костей.

У 1 из 3 женщин старше 50 лет возникают переломы, связанные с остеопорозом

У 1 из 5 мужчин старше 50 лет возникают переломы, связанные с остеопорозом

^{Источники

(sidenote:

Johnston CB, Dagar M. Osteoporosis in Older Adults. Med Clin North Am. 2020 Sep;104(5):873-884

)}

Ошибочно думать, что кости становятся «мертвой» тканью после завершения своего роста, когда человек достигает зрелого возраста. Напротив, костная ткань непрерывно перестраивается в ходе сбалансированных и непрекращающихся процессов разрушения и восстановления. Однако этот баланс может нарушиться при таких заболеваниях, как остеопороз, или во время космических путешествий, поскольку отсутствие гравитации также нарушает эти процессы. Предполагается, что когда мыши находятся в состоянии невесомости, Lactobacillus murinus и Dorea sp. каким-то образом активируются и начинают продуцировать молекулы, способствующие регенерации костной ткани. Анализы показали увеличение содержания некоторых из этих соединений в крови грызунов, находившихся в космосе.

Что все это значит на практике

Все это похоже на то, что микробиота кишечника мышей «помогала» компенсировать потерю костной массы в условиях нулевой гравитации. Несмотря на привлекательность этой гипотезы, она нуждается в более точной проверке, прежде чем из нее можно будет сделать какие-либо выводы в отношении микробиоты и здоровья костей. На практике это сулит широкие возможности: выявление пробиотических бактерий, участвующих в поддержании нормальной плотности костной ткани, может не только помочь астронавтам оставаться здоровыми во время космического полета, но и принести пользу многим пациентам с заболеваниями костей, такими как остеопороз (sidenote: Остеопороз Остеопороз — это «скелетное заболевание, характеризующееся снижением прочности костей, предрасполагающее человека к повышенному риску переломов». NIH Consensus Development Panel on Osteoporosis Prevention, Diagnosis, and Therapy, March 7-29, 2000: highlights of the conference. South Med J. 2001 Jun;94(6):569-73. ) .

Во всем мире из-за остеопороза возникает более 8,9 миллиона переломов в год. Это один перелом каждые 3 секунды³.

Источники

^{1. Bedree JK, Kerns K, Chen T et al. Specific host metabolite and gut microbiome alterations are associated with bone loss during spaceflight. Cell Rep. 2023 Apr 10:112299.}

^{2. Florencio-Silva R, Sasso GR, et al. Biology of Bone Tissue: Structure, Function, and Factors That Influence Bone Cells. Biomed Res Int. 2015;2015:421746.}

^{3. Johnston CB, Dagar M. Osteoporosis in Older Adults. Med Clin North Am. 2020 Sep;104(5):873-884}

теги