Новое исследование инженеров из политехнического института Ренсселера впервые показывает, как малоизученный белок остеокальцин играет важную роль в прочности наших костей. Полученные данные могут привести к разработке новых стратегий и методов лечения для борьбы с остеопорозом и снижения риска перелома костей.
Финансируется U.S. В исследовании Национального института здравоохранения США подробно описывается, как переломы здоровых костей начинаются с образования невероятно крошечных отверстий, каждое размером всего около 500 атомов в диаметре, в минеральной структуре кости. В случае поскользнуться, споткнуться или упасть, сила удара по кости физически деформирует пару соединенных белков, остеопонтин и остеокальцин, и приводит к образованию отверстий нанометрового размера. Эти отверстия, называемые дилатационными лентами, функционируют как естественный защитный механизм и помогают предотвратить дальнейшее повреждение окружающей кости. Однако, если сила удара слишком велика или если в кости не хватает остеопонтина, остеокальцина или того и другого, кость треснет и сломается.
Многоуниверситетское исследование, проведенное под руководством Дипака Вашишта, главы отдела биомедицинской инженерии в Ренсселере, является первым, которое доказывает наличие перелома на уровне наноструктуры кости. В партнерстве с Ренсселером в исследовании участвовали Университет Вилланова, Больница специальной хирургии в Нью-Йорке и Йельский университет.
"Это исследование важно, потому что оно впервые затрагивает роль остеокальцина в придании кости способности сопротивляться переломам," Вашишт сказал. "Поскольку остеокальцин всегда является точкой перелома, мы считаем, что его укрепление может привести к укреплению всей кости."
Белок остеокалин, давно известный, но мало изученный, вырабатывался и присутствовал в костях животных еще до зарождения человечества. В последнее время нарушения выработки остоекальцина были связаны с диабетом 2 типа, а также с проблемами репродуктивного здоровья. Однако новое исследование Вашишта – первое, в котором объясняется структурное и механическое значение остеокальцина в костях.
Теперь, когда известно, что остеокальцин участвует в переломах костей, можно исследовать новые стратегии усиления связи между остеокалином и остеопонтином, сказал Вашишт. По его словам, увеличение естественного поступления остеокальцина в организм может быть, например, одной из возможных стратегий лечения остеопороза и других состояний, приводящих к повышенному риску переломов. Остеокалин должен быть в карбоксилированной форме, чтобы абсорбироваться в кости, а белок карбоксилируется витамином К. Вашишт сказал, что в будущих исследованиях можно будет изучить взаимосвязь между потреблением витамина К, остеокальцином и прочностью костей.
"В настоящее время все рекомендации по лечению остеопороза связаны с кальцием. Мы считаем, что в этой истории есть нечто большее, чем просто кальций, и результаты этого нового исследования поднимают важный вопрос о витамине К. Листовые зеленые овощи – лучший источник витамина К. Было бы здорово, если бы употребление шпината и брокколи было не только полезно, но и полезно для ваших костей? Мы планируем изучить эту ссылку в будущем," Вашист сказал.