A csontok kommunikálnak a többi testrésszel

Csontjaink praktikus raktárhelyet biztosítanak a kalciumnak és a foszfornak, amelyek az idegek és a sejtek megfelelő működéséhez nélkülözhetetlen ásványi anyagok. Szivacsos belsejük, a csontvelő vérsejteket termel, és itt vannak azok a fehérjék is, amelyek csonttörés esetén a gyógyulásért felelősek.

A csont egyedülálló szövete nemcsak azokat a sejteket tartalmazza, amelyek a csontváz szilárdságáért felelősek, hanem azokat is, amelyek lebontják – lehetővé téve, hogy a csont a gyermek növekedésével újraformálja magát, és stabilizálódjon. Ha a csontépítő és a szétszerelő sejtek közötti egyensúly felborul, túl kevés vagy túl sok lesz a csont. Ez történik például oszteoporózis (csontritkulás) esetén, amely a gyenge és törékeny, öregedő csontok betegsége.

A csont sok különböző sejttípust tartalmaz, az egyik az oszteociták csoportja, amelyek a csonttömeg fenntartásáért felelősek. Linda Bonewald, az Indianapolisi Egyetem kutatója az oszteocitákat vizsgálva rájött, hogy érzékelik a mechanikai terhelést, és egy egy FGF23 nevű növekedési faktort termelnek. Ez a molekula azután a véráramban a vesék felé halad. Ha a szervezetben túl sok FGF23 van, a vesék túl sok foszfort bocsátanak ki a vizeletbe, és a szervezetből kifogynak a lényeges ásványi anyagok. Az ebből eredő tünetek közé tartoznak a meglágyult csontok, gyenge vagy merev izmok és fogászati problémák.

A csont fehérjéje megmentette őseinket

Gerard Karsenty fiziológus a New York-i Columbia Egyetemen végzett kísérleteket, és rájött, hogy a leptin nevű étvágycsökkentő hormon fékezi a csontok átalakulását. Nélküle a csontok nagyobb sűrűségűek lesznek. Karsenty teóriája szerint a leptin lehetővé tette volna a legkorábbi csontos lények számára, hogy csökkentsék a csontnövekedést, amikor kevés volt a táplálék, így energiát takaríthattak meg. Karsenty megfigyelte, hogy a zsírsejtekből származó leptin az agyon keresztül lassítja a csontképződést. A leptinre adott válaszként az agy jelet küld, és leállítja a csontépítő (oszteoblaszt) sejteket és stimulálja a pusztuló csontállomány eltávolítását végző sejteket (oszteoklasztokat).

További kutatások során Karsenty felfedezte, hogy a nem kollagén eredetű, K-vitamin-függő, csontspecifikus kalciumkötő fehérjéje (oszteokalcin) a nemi hormonok termelésére gyakorolt hatása révén elősegíti a férfitermékenységet, javítja a memóriát és fokozza az izomműködést. Talán ennek a fehérjének a hatásai tették lehetővé a korai gerinceseknek, hogy az energiaszint növelésével reagáljanak az ellenségre. Az intenzívebb izomműködés miatt el tudtak futni, később emlékeztek a fenyegetés helyére, és el tudták kerülni.

Csontos chat

A csontok és az izmok fizikai kölcsönhatásai régóta ismertek. Az izmok növekedésével a csont is egyre erősebb és nagyobb lesz, alkalmazkodik a fizikai szükségletekhez, így továbbra is hatékonyan tudnak együttműködni.

Kiderült, hogy ők is intenzív csevegésben vannak. Például a vázizomsejtek egy miosztatin, azaz az izomzat növekedésének korlátozásáért felelős fehérjét állítanak elő, amely megakadályozza, hogy túl nagyra nőjenek. A rágcsálókkal végzett kísérletek során a kutatók azt találták, hogy a miosztatin a csonttömeget is kordában tartja.

Csacsogó bélmikrobák

A mikrobiom a mikrobák összessége, amelyek velünk élnek, táplálnak, védenek minket. Segítenek megemészteni az ételt, és megakadályozzák a rossz baktériumok megtelepedését – és beszélnek más szervekkel, például a csontokkal.

A csont-mikrobiom kapcsolatra utaló első bizonyítékok mikrobák nélkül nevelt egereken végzett vizsgálatból származnak. Ezekben az állatokban kevesebb csontpusztító oszteoklaszt volt, tehát nagyobb volt a csonttömegük. Ha az egereknek a bélmikrobák teljes készletét adták, gyorsan helyreállították a normál csonttömeget. A mikrobák hatással voltak a csontvázra, vagyis a csontsejtek és a bélmikrobák is kommunikálnak egymással.

A tudósoknak még bőven van mit tanulniuk a csont és a test többi része közötti párbeszédről, de az már biztos, hogy a csontok reagálnak a mikrobák jelzéseire és beszélgetnek az izmokkal.

(Borítókép: RDImages / Epics / Getty Images)