Immagine: Public Domain.
L’osteoporosi, una malattia ossea legata all’invecchiamento; è caratterizzata da una perdita di densità ossea, deterioramento micro-architettonico delle ossa e aumento del rischio di fratture.
Con un terzo delle donne in postmenopausa colpite, si tratta di un grave problema di salute pubblica. Attraverso analisi epidemiologiche, esperimenti di laboratorio e strumenti metagenomici e metabolomici all’avanguardia, un gruppo di ricerca dell’Università di Ginevra (UNIGE), in Svizzera, ha osservato che l’esposizione a temperature ambiente più calde (34 ° C) aumenta la resistenza ossea, prevenendo la perdita di densità ossea tipica dell’osteoporosi. Inoltre, questo fenomeno, legato a un cambiamento nella composizione del microbiota intestinale innescato dal calore, potrebbe essere replicato trapiantando il microbiota di topi che vivono in un ambiente caldo su topi affetti da osteoporosi. Infatti, dopo il trapianto, le loro ossa dei topi trattati erano più forti e più dense.
Questi risultati, da scoprire in Cell Metabolism, permettono interventi efficaci e innovativi per la prevenzione e la cura dell’osteoporosi.
Molti biologi hanno familiarità con la regola di Allen, del naturalista del XIX secolo Joel Asaph Allen, secondo cui gli animali che vivono in aree calde hanno una superficie cutanea più ampia in relazione al loro volume rispetto agli animali che vivono in ambienti più freddi. Infatti, una superficie cutanea più ampia consente una migliore dispersione del calore corporeo. “In un esperimento, abbiamo posizionato i topi appena nati a una temperatura di 34 ° C per ridurre al minimo lo shock termico associato alla loro nascita. “Abbiamo scoperto che avevano ossa più lunghe e più forti, confermando che la crescita ossea è influenzata dalla temperatura ambiente“, spiega Mirko Trajkovski, Professore presso il Dipartimento di Fisiologia e Metabolismo Cellulare e presso il Diabetes Center della Facoltà di Medicina dell’UNIGE, che ha condotto lo studio.
Ma per quanto riguarda l’età adulta?
Dati epidemiologici coerenti
Posizionando diversi gruppi di topi adulti in un ambiente caldo, gli scienziati hanno osservato che mentre le dimensioni dell’osso rimanevano invariate, la forza e la densità ossea erano ampiamente migliorate. Hanno quindi ripetuto il loro esperimento con i topi dopo un’ovariectomia modellando l’osteoporosi post-menopausa. “L’effetto era molto interessante”, dice Claire Chevalier, allora ricercatrice nel laboratorio del Professor Trajkovski e prima autrice di questo lavoro. “Il semplice fatto di riscaldare l’ambiente di vita dei nostri topi li ha protetti dalla perdita ossea tipica dell’osteoporosi!“.
Vedi anche:L’ossitocina può aiutare a prevenire l’osteoporosi
E gli esseri umani?
Il team di ricerca ha analizzato i dati epidemiologici globali sull’incidenza dell’osteoporosi in relazione alla temperatura media, alla latitudine, al consumo di calcio e ai livelli di vitamina D. È interessante notare che i ricdercatori hanno scoperto che maggiore è la temperatura, minore è il numero di fratture dell’anca, una delle principali conseguenze dell’osteoporosi, indipendentemente da altri fattori.
“Abbiamo trovato una chiara correlazione tra latitudine geografica e fratture dell’anca, il che significa che nei paesi del nord l’incidenza è più alta rispetto al sud più caldo”, dice Mirko Trajkovski. “La normalizzazione dell’analisi dei giocatori noti come la vitamina D o il calcio non ha modificato questa correlazione. Tuttavia, quando abbiamo escluso la temperatura come determinante, la correlazione è andata persa. Questo non vuol dire che il calcio o la vitamina D non giocano un ruolo, da soli o in combinazione. Tuttavia, il fattore determinante è il calore o la sua mancanza “.
Specialisti nel microbiota, gli scienziati di Ginevra hanno voluto capire il ruolo del calore in queste modifiche metaboliche. A tal fine, hanno trapiantato il microbiota di topi che vivono in un ambiente a 34 ° su topi osteoporotici, la cui qualità ossea è stata rapidamente migliorata. “Questi risultati possono implicare un’estensione della regola di Allen, suggerendo effetti del calore, che favoriscono prevalentemente la densità ossea e la forza durante l’età adulta attraverso le alterazioni del microbiota”, afferma Mirko Trajkovski.
Grazie agli strumenti metagenomici all’avanguardia sviluppati nel loro laboratorio, gli scienziati sono poi riusciti a comprendere il ruolo svolto dal microbiota. Quando si adatta al calore, il microbiota provoca un’interruzione nella sintesi e nella degradazione delle poliammine, molecole coinvolte nell’invecchiamento e in particolare nella salute delle ossa. “Con il calore aumenta la sintesi delle poliammine, mentre si riduce la loro degradazione. Le poliammine agiscono così sull’attività degli osteoblasti (le cellule che costruiscono le ossa) e riducono il numero degli osteoclasti (le cellule che degradano le ossa). Con l’età e la menopausa, l’equilibrio tra l’attività degli osteoclasti e quella degli osteoblasti viene interrotto“, spiega Claire Chevalier. “Tuttavia, il calore, agisce sulle poliammine, che abbiamo riscontrato in parte regolate dal microbiota”.
Sviluppo di nuovi trattamenti
L’influenza del microbiota sul metabolismo è stata meglio compresa. Tuttavia, per poter utilizzare questa conoscenza per sviluppare strategie terapeutiche, gli scienziati devono identificare con precisione il ruolo di particolari batteri in particolari malattie. Nel contesto del lavoro sull’osteoporosi, il team del Professor Trajkovski è stato in grado di identificare alcuni batteri importanti. “Abbiamo ancora bisogno di perfezionare le nostre analisi, ma il nostro obiettivo relativamente a breve termine sarebbe identificare i batteri candidati e sviluppare diversi ‘cocktail batterici’ per trattare i disturbi metabolici e ossei, come l’ osteoporosi, ma anche per migliorare la sensibilità all’insulina, per esempio”, concludono gli autori.
Fonte: Cell Metabolism
