Исследователи из Медицинского центра Колумбийского университета обнаружили, что скелет действует как регулятор фертильности у самцов мышей с помощью гормона, выделяемого костью, известного как остеокальцин.
Исследование под руководством Джерарда Карсенти, М.D., Ph.D., заведующий кафедрой генетики и развития Медицинского центра Колумбийского университета, должен появиться в сети 17 февраля в Cell, в преддверии печатного выпуска журнала, запланированного на 4 марта.
До сих пор взаимодействие между костью и репродуктивной системой было сосредоточено только на влиянии гонад на наращивание костной массы.
"Поскольку связь между двумя органами в организме редко бывает односторонней, тот факт, что гонады регулируют кость, действительно вызывает вопрос: регулирует ли кость гонады??" сказал доктор. Карсенти.
Доктор. Карсенти и его команда нашли первый ключ к ответу в репродуктивном успехе своих лабораторных мышей. Ранее исследователи наблюдали, что самцы, чей скелет не выделяет гормон под названием остеокальцин, были плохими заводчиками.
Затем исследователи провели несколько экспериментов, которые показали, что остеокальцин увеличивает выработку тестостерона, полового стероидного гормона, контролирующего мужскую фертильность. Когда они добавили остеокальцин в клетки, которые, когда в нашем организме вырабатывают тестостерон, его синтез увеличился. Точно так же, когда они вводили остеокальцин самцам мышей, уровень тестостерона в крови также повышался.
И наоборот, когда остеокальцин отсутствует, уровень тестостерона падает, что вызывает снижение количества сперматозоидов, как обнаружили исследователи. Когда мышей-самцов с дефицитом остеокальцина скрещивали с нормальными самками мышей, пары давали только половину пометов, как пары с нормальными самцами, наряду с уменьшением количества детенышей в помете.
Хотя результаты еще не были подтверждены на людях, д-р. Карсенти ожидает найти аналогичные характеристики у людей, основываясь на других сходствах между человеческими и мышиными гормонами.
Если остеокальцин также способствует выработке тестостерона у мужчин, низкий уровень остеокальцина может быть причиной того, что у некоторых бесплодных мужчин необъяснимо низкий уровень тестостерона.
Скелет регулирует мужскую фертильность, но не женскую
Примечательно, что хотя новые результаты были основаны на наблюдении за эстрогеном и костной массой, исследователи не смогли найти никаких доказательств того, что скелет влияет на женское воспроизводство.
Эстроген считается одним из самых мощных гормонов, контролирующих кости; когда яичники перестают вырабатывать эстроген у женщин после менопаузы, костная масса быстро снижается и может привести к остеопорозу.
Известно, что половые гормоны, а именно эстроген у женщин и тестостерон у мужчин, влияют на рост скелета, но до сих пор исследования взаимодействия между костью и репродуктивной системой были сосредоточены только на том, как половые гормоны влияют на скелет.
"Мы не знаем, почему скелет регулирует мужскую фертильность, а не женскую. Однако, если вы хотите размножить этот вид, это, вероятно, легче сделать, улучшив репродуктивную способность самцов," сказал доктор. Карсенти. "Это единственное объяснение, которое я могу придумать, чтобы объяснить, почему остеокальцин регулирует воспроизводство у самцов, а не у самок мышей."
Ранее сообщалось о других новых функциях остеокальцина
Неожиданная связь между скелетом и мужской фертильностью – одна из череды удивительных открытий, сделанных за последние несколько лет в отношении скелета. В предыдущих статьях д-р. Карсенти обнаружил, что остеокальцин помогает контролировать секрецию инсулина, метаболизм глюкозы и массу тела.
"Эта работа показывает, что мы так мало знакомы с физиологией, что задавая явно наивные вопросы, мы можем делать важные открытия," Доктор. Карсенти говорит. "Это также показывает, что кость выполняет важный набор функций, на которые влияет процесс старения. Таким образом, эти результаты показывают, что кость является не только жертвой процесса старения, но также может быть активным детерминантом старения."
Следующие шаги и потенциальная разработка лекарств
Затем исследователи планируют определить сигнальные пути, используемые остеокальцином для увеличения выработки тестостерона.
А что касается потенциальной разработки лекарств, поскольку исследователи также идентифицировали рецептор остеокальцина, ожидается большая гибкость в разработке лекарства, имитирующего эффект остеокальцина.
Будь то метаболизм глюкозы или фертильность, говорит д-р. Карсенти: знание рецептора облегчит химикам разработку соединения, которое будет с ним связываться.
"Это исследование расширяет физиологический репертуар остеокальцина и дает первое доказательство того, что скелет является регулятором репродукции," сказал доктор. Карсенти.