Osteocalcina: il nuovo “ringiovanente”

4. ottobre 2016

Chi pensa che le ossa siano solo lo scheletro che sostiene il corpo, sbaglia. Con un'iniezione dell'ormone osteocalcina del tessuto scheletrico, i ricercatori sono riusciti a "ringiovanire" i topi. Un altro studio ha dimostrato che l'osteocalcina garantisce la conservazione della massa muscolare in età avanzata.

Gli specialisti dell’Agenzia Mondiale Antidoping (AMA) e altri laboratori antidoping hanno certamente già preso di mira questa sostanza, anche se non è ancora apparsa sul mercato: l’osteocalcina. Un ormone del tessuto scheletrico che può migliorare le prestazioni? Secondo una pubblicazione sulla rivista specializzata “Cell Metabolism”, la proteina delle ossa riporta i muscoli stanchi e vecchi di nuovo al punto i cui erano in gioventù.

Il rimodellamento osseo che stimola l’energia

Le ossa del corpo umano, in quanto organo unico, hanno un tipo di cellula specializzata, responsabile solo della disgregazione tissutale. Gli osteoclasti, insieme ai corrispondenti attori costituenti, gli osteoblasti, effettuano la conversione costante nella crescita della prima fase della vita dell’uomo e dopo eventuali lesioni. In questo contesto, però, è richiesta una buona dose di energia, se necessario. Piuttosto tardi, ma non senza sorpresa, i ricercatori hanno scoperto una proteina che assicura che gli zuccheri e gli acidi grassi siano il carburante per le cellule attive delle ossa. L’osteocalcina, durante la sua maturazione, riceve l’aggiunta di diversi gruppi carbossilici e quindi ha una forte affinità con gli ioni minerali, in particolare il calcio. Tuttavia, una piccola parte dell’osteocalcina prodotta migra come forma non carbossilata nel sistema circolatorio e lì assume la funzione di ormone.

Già diversi anni fa, i ricercatori, in particolare l’équipe guidata da Gerard Karsenty della Columbia University, hanno dimostrato che l’osteocalcina abbassa i livelli di zucchero nel sangue e inibisce il deposito di grasso. Nei loro esperimenti su topi, che sovraesprimevano osteocalcina e avevano grandi quantità di proteina non carbossilata ​​nel sangue, gli scienziati hanno osservato la morte di molti cuccioli durante l’allattamento. Avevano valori estremamente bassi di glicemia e alti livelli di insulina.

L’effetto dell’invecchiamento sulla potenza muscolare e il livello di osteocalcina

Negli esperimenti in corso, tuttavia, Karsenty e i suoi colleghi si sono imbattuti in un collegamento precedentemente sconosciuto tra i tessuti adiacenti di ossa e muscoli. “Mai prima d’ora si è potuto dimostrare”, dichiara Karsenty, “che le ossa influiscano sui muscoli in alcun modo”. Mentre l’insulina favorisce l’assorbimento del glucosio nelle cellule muscolari, l’ormone pancreatico non può controllare la degradazione e quindi la produzione di ATP. Durante l’esercizio fisico si riducono anche i livelli di insulina. L’osteocalcina invece aumenta durante il lavoro fisico, soprattutto nei giovani topi. Al contrario, sia la massa muscolare, sia le prestazioni diminuiscono nei topi anziani, esattamente come negli esseri umani.

Questo a sua volta si traduce nei livelli di osteocalcina nel sangue, che nei topi anziani aumenta solo molto moderatamente. Nei topi di tre mesi di età, il picco nella prova di durata di 40 minuti sulla ruota è circa quattro volte più alto rispetto ai conspecifici di dodici mesi. I topi giovani raggiungono circa 1,2 chilometri a tratta, mentre i più vecchi riescono a malapena a coprire la metà della distanza. I topi con un difetto del recettore dell’osteocalcina raggiungevano circa un quarto in meno per tratta rispetto a quelli con il genoma immutato. Con l’amento dell’età, il livello di questo ormone delle ossa diminuisce costantemente anche nei macachi e negli esseri umani. Nelle donne questo processo inizia all’età di 30 anni, negli uomini solo 15- 20 anni più tardi.

Il fatto più sorprendente per i ricercatori di New York è stata però la possibilità di “ringiovanire” con osteocalcina i vecchi topi. Con una singola iniezione di osteocalcina non carbossilata, anche roditori di un anno di età riuscivano di nuovo a coprire la tratta da 1200 metri, senza stancarsi prima.

La collaborazione con IL-6

Per chiarire i processi molecolari alla base dell’effetto dell’osteocalcina sull’energia muscolare, gli scienziati hanno misurato i livelli di glucosio, glicogeno e acilcarnitine come marcatori del catabolismo degli acidi grassi. Tuttavia, apparentemente, l’osteocalcina può fare ancora di più. Regola la propria sintesi attraverso IL-6. Questa miochina stimola a sua volta le ossa a produrre più osteocalcina. (Vedi tabella) Inoltre, l’IL-6 nel fegato produce il rifornimento di glucosio e negli adipociti di acidi grassi, che provvedono alla combustione. Con l’esercizio fisico intenso, anche i livelli di IL-6 aumentano nel sangue.

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Effetto dell’osteocalcina nelle cellule muscolari © Mera et al /Cell Metabolism 2016

In una seconda pubblicazione breve in “Molecular Metabolism”, l’équipe guidata da Karsenty descrive un’ulteriore collaborazione tra osteocalcina ossea e muscoli. Nuovamente, nei topi testati, l’ormone è responsabile della conservazione della massa muscolare con l’aumento dell’età. Favorisce la struttura proteica dei tubuli, senza alcun effetto sulla riduzione. Anche in questo caso, i picchi di osteocalcina hanno provocato un significativo aumento della massa muscolare nei roditori di nove mesi.

Informazioni per sesso e memoria

Già grazie a studi precedenti si sapeva di altre funzionalità di questo ormone “versatile”. Nelle cellule di Leydig, contribuisce alla sintesi del testosterone. I pazienti con una corrispondente mutazione del recettore dell’osteocalcina hanno spesso, oltre ai sintomi della carenza di testosterone, anche una ridotta tolleranza al glucosio. Infine, l’ormone delle ossa supera anche la barriera emato-encefalica e si lega ai neuroni serotoninergici, determinando così anche il rilascio di neurotrasmettitori. Nel frattempo, si ipotizza persino se la perdita di memoria legata all’età non possa in qualche modo essere legata alla diminuzione dei livelli di osteocalcina.

Le conoscenze attuali sull’osteocalcina sono state generate dal gruppo di ricercatori della Columbia University e da altre équipe per lo più sul topo. Tuttavia, se il sistema dovesse funzionare in maniera molto simile negli esseri umani, l’osteocalcina sarebbe di fronte ad un futuro spettacolare. Non solo come potenziale agente dopante, ma come principio attivo per fermare la disgregazione muscolare in età avanzata e pertanto un rimedio pratico per la crescente fragilità delle ossa.

 

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