Ученые объяснили, почему упражнения укрепляют кости и иммунитет

Ученые из Научно-исследовательского института детского медицинского центра в Юте (CRI) изучили подмножество клеток рецептора лептина+ (LepR+), которые производят остеолектин. Биологи обнаружили, что клетки находятся исключительно вокруг артериолярных кровеносных сосудов в костном мозге и поддерживают близлежащие лимфоидные предшественники, синтезируя фактор стволовых клеток (SCF). Эксперименты проходили на лабораторных мышах. Подробности опубликованы в журнале Nature.

Также команде удалось выяснить, что остеолектин-позитивные клетки создают специализированную нишу для костеобразующих и лимфоидных предшественников вокруг артериол. Однако количество таких клеток уменьшается с возрастом.

Чтобы проверить, можно ли обернуть процесс вспять, они поставили в клетках лабораторных мышей беговые колеса — и животные смогли постоянно тренироваться. Оказалось, благодаря постоянной нагрузке кости грызунов укреплялись, в то время как количество остеолектин-положительных клеток и лимфоидных предшественников вокруг артериол увеличивалось. Это был первый признак того, что механическая стимуляция регулирует нишу в костном мозге.

Кроме того, ученые обнаружили, что остеолектин-позитивные клетки экспрессируют рецептор Piezo1, который сигнализирует внутри клетки в ответ на механические силы. Когда его удалили, у животных слабели кости и ухудшался иммунитет.

Таким образом, команда выяснила, что силы, создаваемые при ходьбе или беге, передаются по артериолярным кровеносным сосудам в костный мозг. Это стимулирует костеобразующие клетки и лимфоциты к пролиферации и способствует укреплению костей и иммунитету. При этом, если инактивировать способность костных клеток реагировать на давление, вызванное механическим движением, то кости станут слабее, а способность противостоять инфекциям снизится.

Вместе эти данные определяют новый способ укрепления костей и иммунной функции с помощью физических упражнений. «Прошлые исследования показали, что тренировки могут улучшить прочность костей и иммунитет. Нам же удалось найти механизм, благодаря которому это происходит», — подытожил Шон Моррисон, директор CRI и исследователь из Медицинского института Говарда Хьюза.