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O calor e o microbiota do intestino promovem uns ossos mais fortes

A osteoporose, uma doença do osso ligada ao envelhecimento, é caracterizada por uma perda de densidade do osso, pela deterioração micro-arquitectónica dos ossos e por um risco aumentado de fracturas. Com um terço das mulheres pós-menopáusicos afetadas, é um problema de saúde público principal.

Com as análises epidemiológicas, as experiências do laboratório e as ferramentas avançadas metagenomic e do metabolomics, uma equipa de investigação da universidade de Genebra (UNIGE), em Suíça, observaram que exposição a umas temperaturas ambientais mais mornas (34 aumentos do °C) desossam a força, ao impedir a perda de densidade do osso típica da osteoporose.

Além disso, este fenômeno, ligado a uma mudança na composição do microbiota do intestino provocada pelo calor, podia ser replicated transplantando o microbiota dos ratos que vivem em um ambiente morno aos ratos que sofrem da osteoporose.

Certamente, após a transplantação, seus ossos eram mais fortes e mais densos. Estes resultados, para ser descoberto no metabolismo da pilha, tornam possível imaginar intervenções eficazes e inovativas para a prevenção e o tratamento da osteoporose.

Muitos biólogos são familiares com a regra de Allen, do naturalista do século XIX Joel Asaph Allen, de acordo com que os animais que vivem em áreas mornas têm uma área de superfície maior com relação a seu volume do que os animais que vivem em um ambiente mais frio.

Certamente, uma superfície maior da pele permite a melhor evacuação do calor do corpo.

“Em uma experiência, nós colocamos ratos recém-nascidos em uma temperatura do °C 34 a fim minimizar o choque do calor associado com seu nascimento. Nós encontramos que tiveram uns ossos mais longos e mais fortes, confirmando que o crescimento do osso está afectado pela temperatura ambiental,” explicam Mirko Trajkovski, professor no departamento da fisiologia e do metabolismo da pilha e no centro do diabetes da faculdade de UNIGE de medicina, que conduziu o estudo. Mas que sobre a idade adulta?

Dados epidemiológicos consistentes

Colocando diversos grupos de ratos adultos em um ambiente morno, os cientistas observaram que quando o tamanho do osso permaneceu inalterado, força do osso e a densidade foi melhorada pela maior parte. Repetiram então sua experiência com ratos após um ovariectomy que modela a osteoporose do cargo-menauposal.

O efeito era muito interessante. O simples facto de aquecer o ambiente vivo de nossos ratos protegeu-os da perda do osso típica da osteoporose!”

Cavaleiros de Claire, autor do estudo primeiros e pesquisador em Laboratório do professor Trajkovski

Que sobre seres humanos? A equipa de investigação analisou dados epidemiológicos globais na incidência da osteoporose com relação à temperatura, à latitude, ao consumo do cálcio e aos níveis médios da vitamina D. Interessante, encontraram que mais alta a temperatura, menos as fracturas do quadril --uma das conseqüências principais da osteoporose-- apesar de outros factores.

“Nós encontramos uma correlação clara entre a latitude geográfica e as fracturas ancas, significando que nos países do norte a incidência é mais alta comparada ao sul mais morno”, diz Mirko Trajkovski. “Normalizar a análise dos jogadores conhecidos tais como a vitamina D ou o cálcio não alterou esta correlação. Contudo, quando nós excluímos a temperatura como a causa determinante, a correlação foi perdida. Este não é dizer que o cálcio ou a vitamina D não jogam um papel, apenas ou na combinação. Contudo, o factor de determinação é calor - ou falta disso.”

Como o microbiota se adapta

Os especialistas no microbiota, os cientistas de Genebra quiseram compreender seu papel nestas alterações metabólicas. Com tal fim, transplantaram o microbiota dos ratos que vivem em um ambiente 34° aos ratos osteoporotic, cuja a qualidade do osso foi melhorada ràpida.

“Estes resultados podem implicar uma extensão à regra de Allen, sugerindo efeitos alongamento-independentes do calor, que favorece predominante a densidade e a força do osso durante a idade adulta com as alterações do microbiota”, dizem Mirko Trajkovski.

Os agradecimentos às ferramentas metagenomic avançadas desenvolvidas em seu laboratório, os cientistas sucederam então em compreender o papel jogado pelo microbiota. Quando se adapta ao calor, conduz a um rompimento na síntese e na degradação dos polyamines, as moléculas que são envolvidas no envelhecimento, e em particular na saúde do osso.

“Com calor, a síntese dos polyamines aumenta, quando sua degradação for reduzida. Afectam assim a actividade dos osteoblasts (as pilhas que constroem os ossos) e reduzem o número de osteoclasts (as pilhas que degradam os ossos). Com idade e menopausa, o balanço excelente entre a actividade osteoclast e do osteoblast é interrompido,” explica cavaleiros de Claire.

“Contudo, o calor, actuando nos polyamines, que nós encontramos para ser regulados em parte pelo microbiota, pode manter o balanço entre estes grupos de duas pilhas.” Estes dados indicam conseqüentemente que a exposição ao calor poderia ser uma estratégia da prevenção contra a osteoporose.

Tratamentos novos tornando-se

A influência do microbiota no metabolismo está sendo compreendida melhor. Contudo, a fim poder usar este conhecimento para desenvolver estratégias terapêuticas, os cientistas devem identificar precisamente o papel de doenças particulares das bactérias em particular.

No contexto de seu trabalho na osteoporose, a equipe do professor Trajkovski pôde identificar determinadas bactérias importantes.

“Nós ainda precisamos de refinar nossas análises, mas nosso objetivo relativamente a curto prazo seria identificar as bactérias do candidato, e desenvolve diversos “cocktail bacterianos” para tratar metabólico e desossa desordens, tais como a osteoporose, mas para melhorar igualmente a sensibilidade da insulina, por exemplo,” os autores concluem.

Source:
Journal reference:

Chevalier, C., et al. (2020) Warmth Prevents Bone Loss Through the Gut Microbiota. Cell Metabolism. doi.org/10.1016/j.cmet.2020.08.012.