Kaulas ne tik auga, bet ir kaulų ląstelės reaguoja į išorines jėgas. Jei kaulai yra taikomi tiksliniam mechaniniam apkrovai, kai jie gydo po lūžio, jie gali tapti didesni, tankesni ir stabilesni, nei buvo prieš lūžius.
Šis poveikis pelėms buvo pademonstruotas prieš trejus metus, kuriai vadovavo Sveikatos mokslų ir technologijos departamento profesorius Ralphas Mülleris. Tame darbe mokslininkai naudojo specialias plokšteles, kad pritvirtintų kaulų lūžius, o dviem kartus per savaitę vibracijos terapijos pavidalu kelis minutes leido dviem gydomojo kaulo dalims kelis minutes kelis minutes prispausti vienas kitam cikliškai.
Tačiau mechanizmai, kuriais mechaniniai dirgikliai daro įtaką kaulams, išliko sunkūs. „Tik tuo atveju, jei suprasime šiuos mechanizmus, galime juos naudoti kaip pagrindą kurti naujus gydymo būdus“, – sako Neashanas Mathavanas, Miullerio grupės tyrėjas ir pagrindinis naujojo tyrimo, paskelbto IN, autorius, paskelbtas IN naujame tyrime Mokslo pažanga.
Mathavanas kalba ne tik apie kaulų lūžių gijimą, bet ir apie tai, kaip galima išvengti lūžių, ypač vyresnio amžiaus žmonėms. Senatvėje kaulų tankis mažėja, o kaulai tampa labiau pažeidžiami lūžių. „Idealiu atveju mums reikia naujų terapinių metodų, kaip atidėti kaulų suskaidymą senatvėje.”
Genų aktyvumas iššifruojamas taške po taško
Mathavanas, Mülleris ir jų kolegos dabar atliko labai išsamų tyrimą, kuris genai yra aktyvūs gydomojo kaulo metu. Šis darbas vėl buvo atliktas pelėms su sulaužytu šlaunies kaulu, kurio gijimas buvo palaikomas vibracijos terapija. Tyrėjai nustatė – iki aukšto erdvinės skiriamosios gebos lygio, kuris genas yra aktyvus kiekviename kaulo taške, o ne.
Tada jie sujungė šį trimatį genų aktyvumo atlasą su informacija apie jėgas, veikiančias atitinkamose vietose, kurią jie apskaičiavo naudodami kompiuterinius modeliavimus. „Kiekviename kaulo taške mes dabar žinome, kokios mechaninės sąlygos egzistuoja, kur formuojasi kaulas ir kur kaulas suskaidomas“, – aiškina Mülleris.
Šis metodas leido tyrėjams parodyti, kad tam tikri genai yra aktyvūs būtent kaulų vietose, kuriose patiria stiprų mechaninį stresą. Šie genai apima kai kuriuos, kurie prisideda prie kolageninės kaulų matricos susidarymo, ir kai kuriuos, kurie skatina kaulų mineralizaciją. Ir atvirkščiai, genai, slopinantys kaulų formavimąsi, nėra aktyvūs tose vietose, o tose vietose, kuriose nepatiria mechaninio streso.
Dabar mokslininkai planuoja panaudoti savo išvadas, norėdami pasiūlyti naujus terapinius metodus, leidžiančius lūžiams geriau išgydyti, o kaulai išlikti stiprūs net senatvėje. Atlikdami pelių tyrimus, jie dabar ypač daug dėmesio skirs kaulų senėjimo temai.
Gali būti įmanoma tikslingai vartoti vaistus, kad būtų galima suaktyvinti ar slopinti norimus genus, tačiau Mülleris mano, kad vibracijos terapija ar jų derinys yra vienodai įsivaizduojamas. „Mes pamatysime, kuria kryptimi reikia“, – sako tyrėjas, nors jis tikisi, kad vibracijos terapija turės tam tikrų pranašumų. „Tikėtina, kad vibracijos terapija turės mažiau šalutinio poveikio nei gydymas vartojant vaistus.”