В то время как это может казаться плохим, это – на самом деле основная часть того, как сила, мы ставим кости, помогает сохранять их сильными, они сообщают в Журнале Ортопедического Исследования.«Кость должна постоянно приспосабливаться и удостоверяться, что это, имеет правильный дизайн, чтобы противостоять грузам, Вы собираетесь поместить его через», говорит доктор Меган Э. Макги-Лоуренс, инженер-биомедик в Отделе Клеточной Биологии и Анатомии в Медицинском колледже штата Джорджия в Университете Огасты.
Osteocytes управляют остеобластами, которые делают кость, а также остеокласты, которые ломают кость вниз и, как было известно, ощущали механическую погрузку, но как они ощутили, груз был неизвестен.Макги-Лоуренс и биолог клетки MCG доктор Пол Макнейл первые, чтобы счесть маленькие слезы в ответ на силу потребованными, идя вверх по лестнице или качаясь.Мало того, что клетки испытывают мембранные слезы, но и это – самое большое количество, которое Макнейл, эксперт в ремонте клеточной мембраны, видел во множестве типов клетки. «Это замечательно», говорит соавтор исследования.
И, чем более тяжелый механический груз, тем больше слез; например, мыши, идущие на беговой дорожке против просто перемещения в их клетке.Лучше понимание определенного механизма, которым эти клетки смысл тогда отвечают на механический груз, должно позволить идентификацию логических целей улучшения силы и здоровья стареющих костей, а также костей, которым бросают вызов болезни как диабет, говорит Макги-Лоуренс соответствующий автор исследования.Osteocytes многочисленны в кости, и у каждого есть сотни крошечных процессов, протягивающихся в каждом направлении, что помощь обеспечивает их до крайности матрица.
Макги-Лоуренс уподобляет их взгляд sweetgum шару. У нее и Макнейла есть ранние доказательства, крошечные клетки и их прогнозы и очень уязвимы для разрыва и той уязвимости, кажется, делает их естественным для ответа на механический груз.Как только слезы происходят с клеточными мембранами, большим количеством порывов кальция в клетках. Этот минерал, тесно связанный со здоровьем кости и существующий вне клетки при концентрациях в 10,000 раз выше, чем в клетке, как было известно, был сигналом инициирования, говорит Макнейл.
Его работа показала, как во многих типах клетки включая теперь osteocytes, груз вызывает слезы, который позволяет кальцию ворваться и к быстро излечить слезы и привести в движение в массе действий, которая, в этом случае, реконструирует кость.В клеточных культурах они смотрели, поскольку увеличенные уровни кальция внутри osteocytes вызвали увеличение производства финансовых директоров белка.
Белок также хорошо изучен и, как известны, вовлечен в сигнальные пути, которые приводят к более сильным костям в ответ на осуществление, но связь финансовых директоров с мембранным разрывом была другим неизвестным.Osteocytes используют тонкие микроном щупальца, чтобы общаться друг с другом, и ученые также узнали, что, когда один osteocyte получает слезы, это, кажется, сообщает свой груз к граничению osteocytes, таким образом, уровень кальция повышается в тех также даже без слезы. Сообщение порванный osteocyte разделяет его, чтобы сказать остеобластам делать кости более сильными и остеокласты, чтобы оставить ломающуюся кость.Идея дальнейшего укрепления кости, вероятно, будет лучше подготовлена к любому механическому грузу, прибывает затем, говорит Макги-Лоуренс.
С другой стороны отсутствие погрузки и последующего разрыва может быть то, почему кость и мышца астронавтов слабеют в невесомости, говорит Макнейл.Макги-Лоуренс – научный руководитель на новом гранте Национального научного фонда в размере 450 000$, который поможет им далее разобрать эту важную загадку и потенциал для предоставления возможности лучшего здоровья кости с возрастом и болезнью.
«Мы задаемся вопросом, происходит ли потеря костной массы со старением из-за osteocytes становление более хрупким или менее способным восстановить, поскольку мы стареем», говорит Макнейл, co-следователь на продолжающихся исследованиях. «Если бы они делают, Вы теряли бы их со временем и, на самом деле, мы знаем, что Вы действительно теряете их».Часть того, что они делают с новым грантом, включает рассмотрение мышей с генетическим дефицитом в ремонте клеточной мембраны.
Они хотят видеть, найден ли 50-летний препарат poloxamer 188, который был разработан, чтобы уменьшить толщину крови, в продуктах как зубная паста и, как показывали, восстановил другие клеточные мембраны, мог бы помочь osteocytes остаться опытным при ответе на механический груз. Как многие наши чувства, что унылый с возрастом, старея osteocytes не ощущают критические механические грузы также.
«Это – способ, которым Вы можете влиять на мембранную частоту ремонтов поэтому, если мы убыстряемся, как быстро, что слеза восстанавливает, который собирается влиять на osteocytes?» Макги-Лоуренс говорит. Они также посмотрят на воздействие замедления ремонта.Никакой препарат на рынке для остеопороза, как не известно, увеличивает osteocyte чувствительность.«Мы начинаем понимать, почему передача сигналов кальция начата в раненых клетках, и затем это дает нам механизм, для которого мы можем быть нацелены, чтобы попытаться влиять, как хорошо кость обнаруживает механическую погрузку», говорит Макги-Лоуренс.
Болезнь может также усложнить общее действие слезы клеточной мембраны и ремонт. Например, Макнейл показал диабет, который связан с потерей костной массы, может привести к проблемам с мембранным ремонтом других типов клетки. Теперь ученые MCG смотрят на то, затрагивает ли это так же osteocytes.Кость и здоровье мышц неразрывно связаны, и Макнейл сделал новаторскую работу, которая показывает один способ, которым мы сохраняем мышцы сильными и даже увеличиваемся, их размер посредством этого процесса слезы и ремонта в мембране мышечных клеток.
«Если Вы идете в спортзал и осуществляете мышцы, они собираются стать более крупными и более сильными и в то же время если Вы весь день сидите без дела, Ваши мышцы собираются стать более слабыми», говорит Макги-Лоуренс. «Кость делает то же самое». Макнейл отмечает различие между правыми и левыми кистями и руками праворукого теннисиста.«Эта кость полна клеток. Некоторые строят новую кость, некоторые ломают кость, и это постоянно реконструируется», добавляет Макнейл, держа большую muskox кость.
Люди поражают свою пиковую массу кости в конце 20-х или в начале 30-х. После этого процент остеобластов к остеокластам начинает переходить так, чтобы Вы медленно проиграли вместо того, чтобы строить кости.
Активная молодежь, они отмечают, имеют тенденцию строить лучшую массу кости, которая должна удобно видеть их в старость, особенно если они остаются активными.Неудача быстрого мембранного ремонта связана с более слабыми мышцами даже мышечная патология, они отмечают, и ученые ожидают, что то же самое также сохраняется в кости.
Будущие исследования включают исследование, способствует ли неудача ремонта обычным проблемам как остеопороз.