КЦЖК: перспективы лечения потери костной массы

Vignette

Потеря костной массы является одной из главных причин заболеваемости среди пожилых людей. Несмотря на растущую эффективность, современные методы лечения не лишены побочных эффектов. Согласно исследованиям немецких ученых, изучение кишечной микробиоты и продуктов ее метаболизма открывает уникальные возможности для получения более полного представления о ключевых механизмах ее действия и разработки новых перспективных методов лечения.

 

Остеопороз и ревматические болезни представляют настоящую проблему для общественного здравоохранения и интерес для многих ученых. Недавние исследования показывают, что некоторые бактерии влияют на развитие таких воспалительных заболеваний, как ревматоидный артрит и анкилозирующий спондилоартрит. Благотворное воздействие на кости оказывают не столько бактерии, сколько продукты их метаболизма – чтобы доказать это, ученые обратились к анализу короткоцепочечных жирных кислот (КЦЖК). В исследовании на мышах использовались три подхода: непосредственное введение КЦЖК, диета с высоким содержанием клетчатки и передача бактерий.

Замедление ремоделирования костной ткани

Мышам вводили КЦЖК, играющие главную роль в физиологии млекопитающих, а именно уксусную (C2), пропионовую (C3) и масляную (C4) кислоты. Этот метод лечения позволил существенно увеличить костную массу и улучшить микроархитектонику губчатой костной ткани. Наблюдалось значимое снижение применяемого в клинической практике маркера костной резорбции CTX*, связанное с разрушением костной ткани при участии остеокластов. Аналогичным действием обладала диета с высоким содержанием клетчатки, которая вызывала повышение концентрации КЦЖК в кишечнике и сыворотке крови. И наконец, изменение состава микробиоты путем инокуляции определенного вида бактерий оказывает влияние на гомеостаз костной ткани: в результате передачи бактерии Prevotella spp. не только увеличилось количество остеокластов, но также снизились концентрация КЦЖК и общая масса костной ткани.

Снижение количества остеокластов

Защитное действие КЦЖК на кости обусловлено ингибированием in vitro и in vivo дифференцировки остеокластов и резорбции костной ткани без влияния на костеобразование. Исследование доказывает раннюю активную роль КЦЖК в регуляции количества остеокластов. Пропионат (C3) и бутират (C4) вызывают метаболическое перепрограммирование. В результате за счет окислительного фосфорилирования усиливается гликолиз и запускается механизм снижения экспрессии генов, необходимых для дифференцировки остеокластов, таких как TRAF6 и NFATc1. Эти данные согласуются с выводами исследований, доказавших связь гликолиза со снижением экспрессии TRAF6 в клетках других типов. Авторы решили продолжить исследование влияния КЦЖК. Проверив предложенный клинический подход на мышах после овариэктомии, ученые доказали, что лечение с применением С3 и С4 может предотвратить потерю костной массы после менопаузы. Эти данные предвосхищают разработку эффективной терапии на основе микробиоты и продуктов ее метаболизма.

 

*CTX: C-концевой телопептид коллагена I типа

Источники :

Lucas, S. et al. Short-chain fatty acids regulate systemic bone mass and protect from pathological bone loss. Nature Communications 9, 55 (2018).