Новое исследование ученых из Научно-исследовательского института детского медицинского центра при Юго-Западном университете Калифорнии (CRI) обнаружили специализированную нишу (среду) в костном мозге, где производятся новые костные и иммунные клетки.
Кроме этого они выявили, что стимуляция, вызванная движением, необходима для поддержания работоспособности этой ниши (среды), а также костных и иммуно-образующих клеток, которые она содержит.
Схема этого механизма следующая: силы, создаваемые при ходьбе или беге, передаются от костных поверхностей по кровеносным сосудам в костный мозг внутри костей. Костеобразующие клетки, которые выстилают внешнюю сторону артериол (этих кровеносных сосудов), ощущают эти силы и стимулируются к размножению клеток делением. Это позволяет образовывать новые костные клетки, что способствует утолщению костей.
Кроме того, эти костеобразующие клетки также выделяют белок - фактор роста , который увеличивает количество клеток, образующих лимфоциты вокруг кровеносных сосудов. Напомним, что лимфоциты - это иммунные В - и Т-клетки, которые формируют иммунную защиту организма от инфекций.
Когда способность костеобразующих клеток ощущать давление от физических движений была снижена, например, животное переставало двигаться, то это уменьшило образование новых костных клеток и лимфоцитов, заставляя кости становиться тоньше и уменьшая способность мышей бороться с бактериальной инфекцией.
Старение снижает эффективность этого механизма
Известно, что при старении среда в нашем костном мозге меняется, и клетки, ответственные за поддержание костной массы и иммунной функции, истощаются.
Однако, эта группа ученых в своем предыдущем исследовании обнаружила скелетные стволовые клетки (формирующиеся во взрослом возрасте), которые дают начало большинству новых костных клеток. Это клетки рецептора лептина + (LepR +). Они выстраиваются снаружи кровеносных сосудов в костном мозге и образуют критические факторы роста для поддержания формирования кроветворных клеток.
Кроме того, ученые выявили, что подмножество этих клеток LepR + синтезируют - остеолектин, ранее не обнаруженный костеобразующий фактор роста. Остеолектин способствует поддержанию здоровья скелета у взрослого человека, вызывая образование новых костных клеток LepR+.
При этом клетки LepR+ находятся исключительно вокруг кровеносных сосудов в костном мозге и они поддерживают близлежащие клетки - предшественники лимфоцитов, синтезируя фактор стволовых клеток (SCF)—фактор роста, от которого зависят эти клетки.
В своем эксперименте с мышами ученые обнаружили, что количество клеток LepR+ и лимфоидных предшественников вокруг кровеносных сосудов уменьшается с возрастом. Тогда эта группа ученых решила попробовать изменить эту тенденцию.
Физическая нагрузка в старости стимулирует рост клеток для иммунитета и костей
Исследователи установили в клетках беговые колеса, чтобы мыши могли тренироваться. И они обнаружили, что кости этих мышей становятся крепче при физической нагрузке, в то время как количество клеток LepR+ и лимфоидных предшественников вокруг артериол увеличивается.
Это было первым признаком того, что механическая стимуляция при физической нагрузке регулирует определенную нишу клеток в костном мозге, повышая иммунитет и укрепляя кости.
Источники информации: https://www.nature.com, https://www.nature.com/articles
-----------------------------------
Физические упражнения являются важной частью профилактики и лечения рака
Коронавирус: нужна ли физическая тренировка во время пандемии?
Выход на пенсию: ваша физическая активность
------------------------------
