Kondycja kości a dieta wysokotłuszczowa
Grafika własnego autorstwa (autor: rXk).
O osteoporozie zapewne wielokrotnie słyszeliście w przestrzeni publicznej, na przykład za sprawą reklam promujących różne preparaty na tą chorobę. Często podaje się także, że najbardziej narażone na to schorzenie są kobiety w wieku pomenopauzalnym, co jest faktem. Natomiast zmiany hormonalne w tym okresie życia nie są jedyną przyczyną powstawania tej patologii kostnej.
Ale wróćmy do początku. Czym w zasadzie jest ta OSTEOPOROZA?
Można ją określić jako ogólnoustrojową chorobę szkieletu (jest chorobą metaboliczną kości). Dochodzi do zaburzenia równowagi pomiędzy procesami resorpcji tkanki kostnej, a kościotwórczym. Prościej mówiąc proces kościogubny, za który są odpowiedzialne osteoklasty, zachodzi szybciej, bardziej intensywniej niż proces tworzenia tkanki przez osteoblasty. W efekcie dochodzi do zmniejszenia gęstości mineralnej i masy tkanki kostnej, a kości charakteryzują się zwiększoną łamliwością. Istnieje zwiększone ryzyko złamań. Zaburzona równowaga może się wiązać z tym, że zmniejsza się liczba komórek kościotwórczych. Do śmierci komórek w naszym organizmie może dochodzić na kilka sposobów – np. w wyniku apoptozy, autofagii, katastrofy mitochondrialnej, nekrozy i ferroptozy.
Ta ostatnia z wymienionych powyżej rodzajów śmierci komórkowych jest zależna od żelaza i cechuje się akumulacją nadtlenków lipidów. W ferroptozie hamowanie peroksydazy glutationowej 4 (GPX4) i antyporterów cystyny (cząsteczka składająca się z dwóch cystein) i glutaminianu wpływa na metabolizm cysteiny i pomaga w peroksydacji lipidów w komórkach. Nadmiar wewnątrzkomórkowego żelaza na drugim stopniu utleniania (Fe2+) powoduje ferroptozę w komórkach poprzez reakcję Fentona. Komórki w obecności dużej ilości tłuszczu będą bardziej podatne na ten proces śmierci komórkowej. Ferroptoza odgrywa ważną rolę w powstawaniu chorób sercowo-naczyniowych będących konsekwencją diety wysokotłuszczowej. Badacze z Chin Zhu i in. (2022) przyjrzeli się dokładniej temu procesowi w kontekście wpływu diety wysokotłuszczowej na rozwój osteoporozy i przeprowadzili szereg badań na myszach.
Eksperyment odbył się za zgodą odpowiedniej komisji etycznej. Zwierzęta podzielono na 3 grupy. Pierwsza z nich stanowiła grupę kontrolną i były karmione normalnie, druga grupa miała dietę wysokotłuszczową, a trzecia – wysokotłuszczową + inhibitor (ferrostatyny-1 i podawano tą substancję w postaci zastrzyku dootrzewnowego). Po dwunastu miesiącach myszy humanitarnie uśmiercono i pozyskano od nich kość udową i piszczelową do dalszych badań.
Wyniki tego eksperymentu były następujące:
Myszy, których dieta była bogata w tłuszcze, charakteryzowały się mniejszą masą kostną w porównaniu do pozostałych grup, a w obrazie histologicznych odnotowano mniejszą liczbę komórek kościotwórczych. Natomiast nie zaobserwowano istotnej różnicy w liczbie komórek kościogubnych wśród wszystkich grup.
Ferrostatyny-1 niwelowała wpływ diety wysokotłuszczowej na utratę tkanki kostnej u myszy.
Białko GPX4 (tak kluczowe w procesie Ferroptozy) w środowisku bogatym w tłuszcz ulega pewnym zmianom, a Ferrostatyna-1 hamowała te zmiany. Ponadto w tkance kości piszczelowej oznaczono biochemiczne wskaźniki ferroptozy (całkowity glutation, stosunek GSH/GSSG [aktywnego do nieaktywnego], MDA i zawartość Fe2+). Wyniki wykazały, że poziom MDA i Fe2+ był znacznie podwyższony w tkankach kostnych myszy, które miały dietę wysokotłuszczową. Natomiast wskaźniki całkowitego GSH i GSH/GSSG były istotnie niższe.
Wnioski z eksperymentu przeprowadzonego przez badaczy są następujące:
Dieta wysokotłuszczowa przyczynia się do zwiększonej resorpcji tkanki kostnej. Wpływa negatywnie na liczbę osteoblastów co przekłada się na zmniejszenie gęstości i masy kości u myszy.
Inhibitor w postaci Ferrostatyny-1 będzie wpływać hamująco na wpływ diety wysokotłuszczowej w procesie utraty gęstości i masy kostnej u myszy.
Źródła:
Zhu R., Wang Z. F., Xu Y., Wan H. Y., Zhang X., Song M. R., Yang H., Chai Y., Yu B. 2022, High-fat diet increases bone loss by inducing ferroptosis in osteoblasts, Stem cells international, 14;2022:9359429, https://doi.org/10.1155/2022/9359429
