פעילות גופנית מחזקת עצמות ופעילות מערכת חסינות

המנגנון שבאמצעותו פעילות גופנית מחזקת את העצמות ופעילות המערכת החסינות. 

מדענים זיהו את הסביבה המכונה niche, במח העצם שבו מיוצרים תאי עצם וחיסון חדשים. המחקר הראה כי נדרש גירוי המושרה ע"י תנועה לצורך שמירה על ה-niche, כמו גם את העצם ותאי היווצרות החיסון שהיא מכילה. יחד, ממצאים אלה מזהים דרך חדשה שבה פעילות גופנית מחזקת את העצמות ואת תפקוד החיסון.

מדענים במכון המחקר של המרכז הרפואי לילדים ב- UT Southwestern (CRI) זיהו את הסביבה המיוחדת, המכונה niche, במח העצם שבו מיוצרים תאי עצם וחיסון חדשים. המחקר, שפורסם ב- Nature, מראה גם כי נדרש גירוי המושרה ע"י פעילות לצורך שמירה על niche, כמו גם את העצם ותאי היווצרות החיסון שהיא מכילה. יחד, ממצאים אלה מזהים דרך חדשה שבה פעילות גופנית מחזקת את העצמות ואת תפקוד החיסון.

חוקרים ממעבדת מוריסון גילו שכוחות שנוצרו מהליכה או מהריצה מועברים ממשטחי העצם לאורך כלי הדם העורקיים לתוך מח העצמות. תאים יוצרי עצם שמרפדים את החלק החיצוני של העורקים חשים כוחות אלה וגורמים להתרבות. הדבר מאפשר גם היווצרות של תאי עצם חדשים, המסייעים לעיבוי עצמות, וגם התאים היוצרים עצם מפרישים גם גורם גדילה המגדיל את תדירות התאים היוצרים לימפוציטים סביב העורקים. לימפוציטים הם תאי B ו- T המאפשרים למערכת החיסון להילחם בזיהומים.

כאשר פעולתם של התאים היוצרים עצם לחוש לחץ הנגרם כתוצאה מתנועה, המכונה גם כוחות מכניים הושבתה, היא הפחיתה את היווצרותם של תאי עצם חדשים ולימפוציטים, מה שגרם לעצמות להיות דקות יותר ולהפחית את יכולתם של עכברים לנקות זיהום חיידקי.

"ככל שאנו מתבגרים, הסביבה במח העצם שלנו משתנה והתאים האחראים לשמירה על מסת העצם והתפקוד החיסוני מתרוקנים. אנו יודעים מעט מאוד כיצד הסביבה הזו משתנה או מדוע תאים אלה פוחתים עם העליה בגיל", אומר שון מוריסון, Ph.D., מנהל CRI וחוקר המכון הרפואי הווארד יוז. 

"מחקרים קודמים הראו שפעילות גופנית יכולה לשפר את חוזק העצם ואת תפקוד החיסון, והמחקר שלנו גילה מנגנון חדש שבאמצעותו הדבר מתרחש."

עבודה קודמת של מעבדת מוריסון גילתה את תאי הגזע השלדיים שמולידים את מרבית תאי העצם החדשים שנוצרים במהלך הבגרות במח העצם. הם תאי Leptin Receptor + (LepR +). הם מרפדים את החלק החיצוני של כלי הדם במוח העצם ויוצרים גורמי גדילה קריטיים לשמירה על תאים יוצרי דם. המעבדה של מוריסון מצאה גם שתת קבוצה של תאי LepR + מסנתזת גורם גדילה שיוצר עצם שלא התגלה בעבר שנקרא אוסטאולקטין. אוסטאולקטין מקדם את תחזוקת השלד הבוגר בכך שהוא גורם ל- LepR + ליצור תאי עצם חדשים.

במחקר הנוכחי, בו שן, Ph.D., עמית פוסט-דוקטורט במעבדת מוריסון, בדק ביתר תשומת לב את קבוצת המשנה של תאי LepR + המייצרים אוסטאולקטין. הוא גילה כי תאים אלה שוכנים אך ורק סביב כלי הדם העורקים במוח העצם וכי הם שומרים על אבות הלימפה הסמוכים על ידי סינתזה של גורם תאי גזע (SCF) - גורם גדילה שתאים אלה תלויים בו. מחיקת SCF מתאים חיוביים לאוסטיאולקטין דלדלה אבות הלימפה וערערה את יכולתם של עכברים להעלות תגובה חיסונית לזיהום חיידקי.

"יחד עם העבודה הקודמת שלנו, הממצאים במחקר זה מראים כי תאים חיוביים לאוסטיאולקטין יוצרים נישה מיוחדת להיווצרות עצם ולימפואידים סביב העורקים. התערבויות טיפוליות המרחיבות את מספר התאים החיוביים לאוסטיאולקטין עשויות להגביר את היווצרות העצם ואת התגובות החיסוניות. , במיוחד אצל קשישים," אומר שן.

שן מצא שמספר התאים החיוביים לאוסטיאולקטין ואבות הלימפה פחתו עם הגיל. סקרן אם יכול היה להפוך את המגמה הזו, שן הכניס גלגלי ריצה לכלובים כדי שהעכברים יוכלו להתאמן. הוא מצא כי העצמות של עכברים אלה התחזקו עם פעילות גופנית, בעוד שמספר התאים החיוביים לאוסטיאולקטין ואבות הלימפה סביב העורקים גדל. זו הייתה האינדיקציה הראשונה לכך שגירוי מכני מווסת נישה במח העצם.

שן מצא כי תאים חיוביים לאוסטיאולקטין מבטאים קולטן על פני השטח שלהם - המכונה Piezo1 - שמאותת בתוך התא בתגובה לכוחות מכניים. כאשר Piezo1 נמחק מתאים חיוביים לאוסטאולקטין של עכברים, תאים אלו ואבות הלימפה שהם תומכים בהם התדלדלו, והחלישו את העצמות ופגעו בתגובות החיסון.

"אנו חושבים שמצאנו מנגנון חשוב שבאמצעותו פעילות גופנית מקדמת חסינות ומחזקת עצמות, בנוסף למנגנונים אחרים שזוהו בעבר ע"י אחרים", אומר מוריסון.

www.sciencedaily.com/releases/2021/02/210224143512.htm