¿Por qué fumar y beber alcohol pueden aumentar el riesgo de osteoporosis?
Investigaciones recientes han descubierto un mecanismo celular que podría ayudar a explicar por qué fumar, el alcohol y otros factores modificables podrían aumentar el riesgo de desarrollar osteoporosis, una enfermedad ósea.
El mecanismo estimula a un tipo de célula del sistema inmunológico a convertirse en osteoclastos, que son un tipo de célula que reabsorbe o disuelve el hueso.
Parece que las mitocondrias, los pequeños recintos que producen energía en las células, envían una señal que desencadena este proceso cuando están bajo estrés.
Cuando esto sucede en las mitocondrias de los macrófagos, las células se convierten en osteoclastos. Los macrófagos son células inmunes prolíficas que eliminan los desechos celulares y los objetos extraños al tragarlos y digerirlos.
Los investigadores detrás del descubrimiento provienen de la Universidad de Pensilvania (Penn) en Filadelfia y de la Escuela de Medicina Icahn en Mount Sinai en la ciudad de Nueva York. Escriben sobre sus hallazgos en un reciente Diario FASEB trabajo de estudio.
“Mostramos en este artículo que cuando la función mitocondrial se ve afectada, no solo afecta la producción de energía, sino que también desencadena un tipo de señalización de estrés que induce la sobreproducción de osteoclastos”, dice el autor principal del estudio, Narayan G. Avadhani, quien es profesor de bioquímica en la Facultad de Medicina Veterinaria de Penn.
Algunos de los factores ambientales, como fumar, beber alcohol y ciertos medicamentos, que pueden afectar la función de las mitocondrias, también parecen aumentar el riesgo de osteoporosis.
El profesor Avadhani y sus colegas sugieren que la vía de señalización del estrés que descubrieron podría ser la razón.
Demostraron sus hallazgos en macrófagos cultivados en laboratorio y ratones con mitocondrias disfuncionales.
Generación y reabsorción ósea
La osteoporosis es una enfermedad que hace que los huesos se vuelvan menos densos y más porosos y quebradizos. Esto aumenta significativamente el riesgo de fractura.
A medida que las personas envejecen, aumenta su riesgo de desarrollar osteoporosis. Esto se debe a que el equilibrio entre la generación ósea y la resorción ósea cambia con la edad.
Para cuando la mayoría de las personas llegan a los 30, su densidad ósea ha alcanzado su punto máximo. Después de eso, la densidad ósea disminuye a medida que el equilibrio favorece gradualmente la reabsorción sobre la generación.
Según la Fundación Internacional de Osteoporosis (IOF), 1 de cada 3 mujeres y 1 de cada 5 hombres mayores de 50 años sufrirán una fractura ósea debido a la osteoporosis.
La IOF también estima que alrededor de 75 millones de personas en los Estados Unidos, Europa y Japón tienen osteoporosis y que la osteoporosis conduce a más de 8,9 millones de fracturas óseas por año en todo el mundo.
En su artículo de estudio, los autores escriben que la vía de señalización retrógrada de mitocondrias al núcleo (MtRS) ayuda a las células a adaptarse al estrés.
Una investigación anterior ya les había llevado a descubrir que una forma de desencadenar esta vía puede inducir a los macrófagos a diferenciarse en osteoclastos que reabsorben hueso.
"Sin embargo", señalan, "los mecanismos a través de los cuales los macrófagos detectan y responden al estrés celular siguen sin estar claros".
Las mitocondrias dañadas promueven los osteoclastos
Para explorar cómo podría estar involucrado el daño mitocondrial, realizaron algunos experimentos en macrófagos de ratón cultivados en laboratorio. Indujeron daño en los macrófagos al interrumpir una enzima llamada citocromo oxidasa C, que ayuda a regular la producción de energía mitocondrial.
Esto hizo que los macrófagos liberaran varias moléculas de señalización que no solo desencadenaron la inflamación, sino que también parecieron inducir a las células a diferenciarse en osteoclastos.
Un examen más detallado reveló que algo peculiar estaba sucediendo con otra molécula llamada RANK-L. La generación de hueso libera RANK-L, que desencadena la reabsorción ósea. Esto ayuda a mantener el equilibrio entre los dos procesos.
Sin embargo, el equipo descubrió que cuando las mitocondrias dañadas enviaban señales, los macrófagos continuaban diferenciándose en osteoclastos y, en consecuencia, promovían la resorción ósea, incluso cuando no había mucho RANK-L alrededor.
Un conjunto final de pruebas en un modelo de ratón de disfunción mitocondrial confirmó los hallazgos.
El equipo está considerando realizar más estudios para averiguar si preservar la función mitocondrial podría reducir el riesgo de osteoporosis.
“En algunos aspectos, la señalización de estrés mitocondrial puede incluso estar reemplazando a RANK-L. Eso no lo sabemos ahora, pero planeamos investigarlo más a fondo ".
Prof. Narayan G. Avadhani
