Przeprowadzone doświadczenia na myszach modyfikowanych genetycznie, którym usunięto gen odpowiadający za produkcję osteokalcyny wykazały, że ma on zdecydowany wpływ na produkcję testosteronu.

„Samce pozbawione osteokalcyny miały zmniejszony poziom testosteronu, mniejszą liczebność plemników i obniżoną płodność"- mówi dr Grzegorz Sumara, który pracuje obecnie w Centrum Medycznym Uniwersytetu Columbia w Nowym Jorku pod kierunkiem prof. Gerarda Karsenty'ego.

"Nasze badania na myszach pokazały, że osteokalcyna, hormon wydzielany przez kości, a dokładniej przez komórki odpowiadające za budowanie tkanki kostnej - osteoblasty, zwiększa wydzielanie testosteronu w jadrach" -dr Sumara.

Dzięki temu odkryciu łatwiejsze stanie się leczenie męskiej niepłodności, oraz innych dolegliwości związanych z problemami w wytwarzaniu testosteronu.

Do tej pory widomym było, że m.in. hormony płciowe u kobiet – estrogeny, oraz męskie – testosteron mają istotny wpływ na wzrost oraz gęstość kości. Wpływ estrogenu jest oczywisty, ze względu na utratę masy kostnej i znaczny wzrost ryzyka osteoporozy po okresie przekwitania.

"Wychodząc z prostego założenia, że komunikacja pomiędzy dwoma narządami naszego organizmu jest rzadko jednokierunkowa zadaliśmy sobie pytanie, czy szkielet reguluje układ rozrodczy"- tłumaczy dr Sumara.

Badacze podejrzewali, że skoro estrogeny regulują procesy w układzie kostnym, to odwrotna zależność jest bardziej prawdopodobna również u kobiet, jednak okazało się, że kości regulują płodność tylko męską.

Brak tego hormonu spowodował o połowę niższą płodność samców w stosunku do tych, które produkowały osteokalcynę. Stwierdzono także niższe stężenie testosteronu we krwi oraz mniejsze rozmiary jąder i spadek liczebności plemników (dwukrotnie więcej komórek rozrodczych ginęło w procesie samobójczej śmierci, tzw. apoptozy).

W przypadku samic, brak osteokalcyny nie miał znaczenia dla fizjologii, ani anatomii narządów płciowych. Udowodniono, że u samców, które nie wytwarzały osteokalcyny, komórki Leydiga wytwarzały znacznie mniej enzymów regulujących syntezę testosteronu.

Naukowcom udało się też zidentyfikować w komórkach Leydiga z jąder typowych samców receptor, za pośrednictwem którego osteokalcyna stymuluje produkcję testosteronu. Jest nim białko oznaczone symbolem Gprc6a. Na genetycznie zmodyfikowanych samcach badacze wykazali, że osobniki pozbawione tego receptora mają obniżony poziom testosteronu oraz zmniejszone zdolności rozrodcze.

Receptora tego nie znaleziono natomiast w jajnikach.

"Wydaje się, że opisane mechanizmy mogą dotyczyć również ludzi. Podobnie jak u myszy, ludzkie osteoblasty wydzielają osteokalcynę. Ponadto, receptor osteokalcyny jest obecny na powierzchni komórek produkujących testosteron w jądrach ludzkich. W dodatku większość układów hormonalnych działa niemal w identyczny sposób u ludzi i u myszy.Nasze badania mogą zaowocować w przyszłości rozwojem terapii wspomagającej leczenie bezpłodności u mężczyzn, jak również innych schorzeń wywołanych niedoborami testosteronu"- komentuje dr Sumara.

Dlatego też zidentyfikowanie receptora osteokalcyny, może zwiększyć produkcję substancji chemicznych specyficznie wiążących się do niego i działających podobnie jak osteokalcyna.

"Wiemy, że produkcja osteokalcyny zmniejsza się wraz z wiekiem, co jest związane ze zmniejszaniem się liczby komórek budujących tkankę kostna. W dodatku poziom testosteronu, jak i płodność mężczyzn obniża się dramatycznie podczas procesu starzenia się. Potencjalna terapia zastępująca obniżający się poziom osteokalcyny, choć nie zatrzyma procesu starzenia, mogłaby pomoc w leczeniu jego skutków"- uważa dr Sumara.

Naukowcy chcieliby dowiedzieć się również, dlaczego tkanka kostna reguluje płodność męską, a nie jest równie istotna przy płodności samic. "Wydaje mi się, że może to mieć proste ewolucyjne wytłumaczenie - ocenia dr Sumara. - Kości słabną np. w okresach niedożywienia organizmu i lepiej, aby w takim stanie samiec nie miał wysokiego poziomu testosteronu i nie próbował walczyć z silniejszymi od siebie o samice. Takie walki u wielu gatunków zwierząt kończą się tragicznie, zatem lepiej jest poczekać do następnego sezonu rozrodczego, a w międzyczasie się wzmocnić".

Źródło: naukawpolsce.pap.pl
Oprac.:  Angelika Kozłowska