Kości mogą odgrywać znacznie większą rolę w procesie starzenia, niż dotychczas sądzono. Naukowcy odkryli, że komórki tkanki kostnej reagują na obciążenia mechaniczne i uwalniają kilka substancji wpływających na funkcjonowanie innych narządów. Jedną z nich jest białko PEDF, które może chronić organizm przed częścią zmian związanych z wiekiem. W eksperymentach na starych myszach mechaniczne pobudzanie kości wydłużyło medianę przeżycia o 9,4 proc.
Kości jako aktywny regulator starzenia
Aktywność fizyczna od dawna jest uznawana za jeden z najważniejszych czynników sprzyjających zdrowemu starzeniu. Dotychczas szczególną uwagę zwracano jednak przede wszystkim na mięśnie, które podczas wysiłku uwalniają substancje wpływające na pracę innych narządów. Zespół naukowców z chińskiego Southern Medical University w Guangzhou postanowił sprawdzić, czy podobną funkcję mogą pełnić również kości.
Wyniki badania opublikowanego 23 października 2026 r. w czasopiśmie „Cell Metabolism” wskazują, że układ kostny uczestniczy w regulowaniu procesów starzenia zachodzących w całym organizmie. Kluczową rolę odgrywają osteocyty, czyli komórki znajdujące się w tkance kostnej. Potrafią one wykrywać siły mechaniczne działające na kości, między innymi podczas chodzenia, biegania czy podnoszenia ciężarów.
W tym procesie uczestniczy białko PIEZO1, które działa jak biologiczny czujnik nacisku. Odbiera sygnały mechaniczne i uruchamia odpowiednie reakcje komórkowe. Badacze sprawdzili, co stanie się, gdy mechanizm ten przestanie działać prawidłowo. Wyłączyli gen odpowiedzialny za produkcję PIEZO1 w osteocytach. U zwierząt zaobserwowano przyspieszenie zmian związanych ze starzeniem, obejmujących między innymi pogorszenie sprawności ruchowej i pamięci oraz nasilenie procesów zapalnych i starzenia komórkowego w różnych narządach.
Wyniki wskazały, że prawidłowe odbieranie przez kości bodźców mechanicznych ma znaczenie nie tylko dla ich własnej kondycji, ale również dla funkcjonowania całego organizmu.
Mechaniczne pobudzanie kości wydłużyło życie myszy
W kolejnym etapie naukowcy sprawdzili, czy pobudzanie tego mechanizmu może przynieść korzyści starym zwierzętom. Eksperyment przeprowadzono na myszach, które w chwili rozpoczęcia interwencji miały 20 miesięcy. Przez cztery miesiące badacze stosowali kontrolowane obciążanie mechaniczne kości piszczelowych. Nie było to zwykłe ćwiczenie fizyczne, lecz precyzyjnie dozowana stymulacja, pozwalająca pobudzać tkankę kostną za pomocą powtarzalnych sił mechanicznych.
Rezultaty były wyraźne. U zwierząt poddawanych stymulacji poprawiły się wyniki testów pamięci, koordynacji ruchowej i sprawności fizycznej. Naukowcy zaobserwowali również mniej oznak starzenia komórkowego w różnych narządach oraz ograniczenie przewlekłego stanu zapalnego.
Najbardziej interesujący okazał się wpływ interwencji na długość życia. Mediana przeżycia myszy wzrosła o 9,4 proc., co odpowiadało średnio 79,5 dnia. Korzyści zaobserwowano u obu płci. Co istotne, częstość występowania nowotworów w chwili śmierci nie różniła się między grupami.
PEDF – jedna z substancji związanych z długowiecznością
Naukowcy postanowili również ustalić, w jaki sposób pobudzanie kości wpływa na odległe narządy. Okazało się, że osteocyty pod wpływem sił mechanicznych uwalniają do krwi kilka substancji, które mogą oddziaływać na inne części organizmu.
Szczególną uwagę badaczy zwróciło białko PEDF (pigment epithelium-derived factor). Jego poziom wzrastał po mechanicznym pobudzeniu kości. Badacze sprawdzili następnie, czy samo podanie tej substancji może przynieść podobne efekty. U starych myszy, którym podawano PEDF, zaobserwowano korzyści zbliżone do tych uzyskanych dzięki stymulacji kości, między innymi w zakresie sprawności ruchowej i pamięci oraz ograniczenia oznak starzenia komórkowego.
Nie oznacza to jednak, że PEDF odpowiada za wszystkie obserwowane efekty. Autorzy badania podkreślają, że jest to jeden z kilku sygnałów biologicznych uczestniczących w tym procesie.
Znaczenie mechanizmu PIEZO1 potwierdził jeszcze jeden eksperyment. Naukowcy zastosowali substancję aktywującą to białko, uzyskując opóźnienie niektórych oznak starzenia. Wskazuje to, że mechanizm wykrywania sił mechanicznych przez komórki kostne może być potencjalnym celem przyszłych interwencji.
Interesujące wyniki przyniosło również doświadczenie z wykorzystaniem krwi. Krew pobrana od starych myszy po mechanicznym pobudzaniu kości była w stanie ograniczyć przyspieszone starzenie u myszy w średnim wieku. To kolejny argument przemawiający za tym, że kości uwalniają do krwiobiegu substancje wpływające na kondycję innych tkanek.
Czy odkrycie pomoże spowolnić starzenie u ludzi?
Badanie obejmowało również analizy dotyczące człowieka. Naukowcy zaobserwowali, że stężenie PEDF we krwi zmniejsza się wraz z wiekiem, a niższe wartości występują także u osób z osteoporozą. To interesująca obserwacja, która może wskazywać na związek między kondycją układu kostnego a procesami starzenia. Nie dowodzi jednak, że niedobór PEDF jest przyczyną starzenia ani że jego uzupełnianie przyniesie korzyści zdrowotne.
Wyniki badania zainteresowały również niezależnych ekspertów. Mei Wan z Johns Hopkins University, komentując odkrycie na łamach „Science”, zwróciła uwagę, że znaczenie mogą mieć szczególnie te formy aktywności fizycznej, które pobudzają mechaniczne czujniki w kościach. Nie każdy wysiłek musi więc wywoływać identyczne reakcje biologiczne.
Odkrycie otwiera kilka potencjalnych kierunków dalszych badań. Jednym z nich jest opracowanie metod pobudzania mechanizmów PIEZO1 u osób, które ze względu na wiek, niepełnosprawność lub choroby nie mogą regularnie podejmować aktywności fizycznej. Innym – wykorzystanie PEDF lub innych substancji uwalnianych przez osteocyty.
Na razie są to jednak perspektywy badawcze, a nie gotowe rozwiązania medyczne. Korzystny wpływ mechanicznego pobudzania kości na długość życia wykazano w eksperymentach na myszach. Nie wiadomo jeszcze, czy podobne interwencje przyniosą porównywalne rezultaty u ludzi.
Badanie pokazuje natomiast, że kości mogą być znacznie ważniejszym elementem biologii długowieczności, niż dotychczas zakładano. Nie tylko zapewniają organizmowi podporę i umożliwiają ruch, ale również odbierają sygnały mechaniczne i przekazują informacje wpływające na funkcjonowanie innych narządów.
Źródło: „Dynamic force sensing by bone delays aging and extends lifespan”, Zhang i in., Cell Metabolism
Piotr Czubowicz
Redaktor Magazynu „Polityka Senioralna”
