La ricerca ha scoperto che le ossa possono anche diventare “fabbriche chimiche” anti-invecchiamento. Una moderata estrusione meccanica può prolungare la durata della vita dei topi del 9,4%.

Riassunto:

Le ossa svolgono ruoli importanti nel corpo umano come sostenere il corpo, immagazzinare calcio e produrre cellule del sangue, ma gli scienziati hanno ora scoperto che potrebbe anche avere una funzione precedentemente sottovalutata: rilevando lo stress meccanico, rilascia proteine ​​che possono proteggere altri organi, influenzando così il processo di invecchiamento dell'intero corpo.

Un nuovo studio condotto da un gruppo di ricerca cinese ha scoperto che l'applicazione regolare di una pressione meccanica delicata e regolare sulla tibia dei topi non solo migliora la salute delle ossa, ma ha anche un impatto positivo sul cervello, sul fegato, sui muscoli e sul sistema immunitario. La durata media della vita dei topi anziani trattati è aumentata in media del 9,4%, equivalente ad un aumento di circa 80 giorni.

Questo studio è stato condotto da scienziati della Guangzhou Southern Medical University, concentrandosi su un tipo di cellula ossea in grado di percepire la forza meccanica: gli osteociti. Sono ampiamente distribuiti all’interno del tessuto osseo, possono percepire la pressione e la deformazione delle ossa e aiutano le ossa ad adattarsi all’esercizio e al carico corporeo regolando il metabolismo del tessuto osseo.

I ricercatori hanno scoperto che i livelli di proteina PIEZO1 nel tessuto osseo sia dei topi che degli esseri umani diminuivano gradualmente con l'età. PIEZO1 è un canale ionico meccanosensibile in grado di convertire gli stimoli meccanici esterni in segnali biologici all'interno delle cellule e svolge un ruolo importante nel processo di rilevamento dello stress da parte delle cellule ossee.

Per comprendere meglio questo meccanismo, i ricercatori hanno prima distrutto chimicamente il canale PIEZO1 nelle cellule ossee di topo adulto. Si è scoperto che questi topi mostravano segni di invecchiamento significativamente accelerati e gli effetti non erano limitati alle ossa stesse. Sono stati colpiti anche più organi come cervello, fegato e muscoli, con la durata media della vita ridotta di circa l’11% nei topi femmine e del 13% nei topi maschi.

Questa scoperta ha portato il gruppo di ricerca a sollevare una nuova domanda: se l'indebolimento della capacità delle ossa di percepire la pressione meccanica accelera l'invecchiamento, al contrario, l'applicazione attiva di una pressione moderata alle ossa può ritardare l'invecchiamento?

Per testare questa idea, i ricercatori hanno progettato un dispositivo di carico meccanico specializzato per applicare una leggera pressione ritmica sulla tibia dei topi a partire dall'età di 20 mesi. Questa età è considerata una vecchiaia per i topi. Nell'esperimento, i topi sono stati trattati sotto anestesia e i ricercatori hanno applicato ripetutamente piccoli carichi sulla tibia attraverso il dispositivo e hanno osservato cambiamenti nei loro corpi.

I risultati sono stati sorprendenti. I topi che hanno ricevuto la stimolazione meccanica delle ossa non solo hanno vissuto più a lungo, ma hanno anche migliorato la regolazione dello zucchero nel sangue e la struttura ossea. I ricercatori hanno anche scoperto che gli indicatori di infiammazione e i marcatori di invecchiamento cellulare in più organi di questi topi erano diminuiti. Anche il sistema immunitario, che già mostrava segni di invecchiamento, mostrava uno stato più giovane. In particolare, si sono verificati cambiamenti positivi nel tessuto responsabile della produzione delle cellule del sangue nel midollo osseo.

Il gruppo di ricerca ha poi cercato ulteriormente il meccanismo specifico mediante il quale le ossa trasmettono segnali ad altri organi.

Hanno trasferito il plasma dei topi che avevano ricevuto la stimolazione ossea meccanica ad altri topi più anziani e hanno scoperto che anche questi ultimi hanno riscontrato alcuni miglioramenti di salute. Ciò dimostra che dopo che le ossa sono state stimolate meccanicamente, nel sangue possono comparire sostanze bioattive che possono influenzare i tessuti sistemici.

Una sostanza che ha ricevuto molta attenzione è il fattore derivato dall'epitelio pigmentato (PEDF). Si tratta di una proteina con molteplici effetti protettivi sui tessuti. Lo studio ha scoperto che i livelli di PEDF nel sangue dei topi aumentavano significativamente dopo che le ossa venivano sottoposte a carico meccanico. Ulteriori esperimenti hanno dimostrato che l’iniezione diretta di questa proteina nei topi anziani potrebbe anche migliorare una serie di indicatori di invecchiamento e migliorare le loro capacità cognitive e le prestazioni dell’attività fisica.

Ciò significa che le ossa potrebbero non solo essere strutture di supporto passive nel sistema locomotore, ma anche partecipare alla regolazione fisiologica sistemica attraverso il meccanosensing e la secrezione proteica. I benefici per la salute derivanti dall’esercizio fisico possono anche derivare in parte dai segnali chimici rilasciati dalle ossa ad altri organi, oltre al semplice miglioramento dell’attività muscolare e della funzione cardiopolmonare.

Questa scoperta è un'interessante eco di un altro studio condotto all'inizio di quest'anno. A quel tempo, gli scienziati osservarono miglioramenti nel metabolismo, nella densità ossea e in altri indicatori di salute nei topi impiantando minuscoli tessuti muscolari che potevano contrarsi da soli. I due studi insieme indicano una direzione degna di attenzione: i muscoli e le ossa non sono solo responsabili di consentire al corpo di muoversi, ma rilasciano anche segnali biologici che influenzano altri tessuti durante il movimento.

Tuttavia, i ricercatori hanno sottolineato che i risultati attuali non possono dedurre direttamente che gli esseri umani possano prolungare la propria vita comprimendo le ossa. Questo esperimento è stato completato sui topi. Non è stato dimostrato che lo stesso metodo di stimolazione meccanica possa produrre effetti simili sugli esseri umani, e non ci sono prove che questo metodo possa prolungare la durata della vita umana di quasi il 10%.

Inoltre, i ricercatori non hanno determinato se il PEDF sia necessario affinché la stimolazione meccanica dell'osso produca tutti gli effetti antietà. Potrebbero essere coinvolte anche altre proteine, cambiamenti del sistema immunitario e diverse vie di segnalazione cellulare.

La ricerca inoltre non dimostra che applicare stress agli stinchi due volte a settimana possa sostituire i benefici per la salute complessivi derivanti dalla camminata, dal nuoto o dall'allenamento della forza. New Atlas sottolinea che la vera preoccupazione non è che le ossa vengano schiacciate in qualche modo speciale, ma che questo studio rivela ulteriormente la profonda connessione tra l’attività fisica e la percezione meccanica delle ossa.

Se la ricerca futura potrà confermare questo meccanismo negli esseri umani, gli scienziati potrebbero essere in grado di sviluppare trattamenti mirati al sistema meccanosensoriale osseo, fornendo nuove vie di intervento sanitario per le persone che hanno difficoltà a impegnarsi in un esercizio fisico regolare a causa di malattie, problemi di mobilità o declino fisico.

Risultati importanti della ricerca sono stati pubblicati sulla rivista "Cell Metabolism". Questo studio fornisce una nuova spiegazione biologica per comprendere perché l’esercizio fisico può ritardare l’invecchiamento. Ciò suggerisce anche che le ossa potrebbero essere molto più attive della cognizione tradizionale. Non solo supportano il corpo, ma possono anche partecipare al mantenimento della salute dell'intero corpo rilasciando segnali chimici.