Verbindung zwischen Stoffwechselstörungen und Knochen Gesundheit
Untersuchen des Zusammenhangs zwischen MASLD und Problemen mit der Knochengesundheit.
Galen M Goldscheitter, Mulugeta Seneshaw, Faridoddin Mirshahi, Evan G Buettmann, Damian C Genetos, Arun J Sanyal, Henry J Donahue
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Inhaltsverzeichnis
Metabolische Dysfunktion-assoziierte Steatoselberkrankheit, kurz MASLD, ist eine Erkrankung, die etwa 30% der Menschen weltweit betrifft. Stell dir das wie eine Leber vor, die sich ein bisschen zu sehr mit Fett anfreundet, was zu einer Reihe von Problemen führen kann. Hier kommt der Hammer: Es gibt keine Heilung, und es wird immer häufiger. Bei etwa 25% der Leute mit MASLD wird es schlimmer, was zu Komplikationen wie Leberentzündungen, Zirrhose, Leberversagen oder sogar Leberkrebs führen kann. All das kommt mit einer Beilage aus schwachen Knochen und einem höheren Risiko für Brüche.
Warum sollte uns das kümmern? Nun ja, wenn Menschen mit MASLD Frakturen erleiden, führt das zu mehr Krankenhausbesuchen, höheren Gesundheitskosten und, leider, einer grösseren Sterblichkeitsrate. Das macht es entscheidend, die Knochengesundheit bei Leuten mit MASLD sorgfältig zu behandeln, aber die Gründe für diesen Zusammenhang sind noch nicht ganz klar. Bis wir begreifen, was da wirklich abgeht, ist es schwer, wirksame Behandlungen zu entwickeln.
Die Rolle der Leber für die Knochengesundheit
Unsere Leber ist nicht nur eine Filtermaschine; sie spielt mehrere wichtige Rollen, um unsere Knochen stark zu halten. Sie hilft dabei, wie unser Körper Energie und wichtige Nährstoffe verarbeitet, produziert Vitamin D und reguliert Hormone, die mit der Knochengesundheit zu tun haben. Bei Menschen mit MASLD können diese Funktionen aus dem Gleichgewicht geraten, was zu einer schlechten Knochengesundheit führen kann.
Ausserdem neigt MASLD dazu, die Entzündung im Körper zu erhöhen, was durch höhere Werte bestimmter schädlicher Substanzen gekennzeichnet ist. Diese Substanzen haben ein Talent dafür, Knochenabbau zu verursachen. Trotzdem haben wir noch nicht das komplette Bild, wie all diese Faktoren mit den Knochproblemen bei MASLD zusammenhängen.
Interessanterweise gibt es eine Behandlung namens Denosumab, die helfen soll, die mit MASLD verbundenen Knochenprobleme anzugehen, aber es ist keine perfekte Lösung. Es ist für Leute gedacht, die bereits an Osteoporose oder bestimmten Arten von Knochenkrebs leiden. Ausserdem ist es teuer und verliert mit der Zeit seine Wirksamkeit.
Wir müssen wirklich bessere Wege finden, um Knochenverlust bei Menschen mit MASLD zu verhindern und ein gutes Modell zu finden, um zu studieren, wie die Leber und die Knochen interagieren.
Die DIAMOND-Maus als Modell
Forscher hatten oft Schwierigkeiten, ein genaues Tiermodell zu finden, um MASLD zu studieren. Da kommt die DIAMOND-Maus ins Spiel! Dieses kleine Tier entwickelt Lebererkrankungen, einfach indem es eine fettreiche und zuckerhaltige Diät frisst – ganz wie viele Menschen. Diese Mäuseart ahmt sowohl die Krankheit als auch die genetischen Faktoren nach, die bei menschlichen MASLD-Betroffenen zu finden sind.
Die DIAMOND-Maus kann Fettleibigkeit, Insulinresistenz und andere häufige Probleme bei Menschen mit MASLD entwickeln, nachdem sie nur ein paar Wochen mit einer westlichen Diät verbracht hat. Nach ein paar Monaten kann sie sogar fortgeschrittene Stadien von Leberschäden erreichen, einschliesslich Zirrhose und Leberkrebs. Das macht die DIAMOND-Maus zu einer fantastischen Ressource, um nicht nur die Leber, sondern auch die Knochengesundheit von MASLD-Patienten zu studieren.
Männer vs. Frauen: Der Knochensieg
Forschungen zeigen, dass MASLD sowohl Männer als auch Frauen betreffen kann, aber die Auswirkungen auf die Knochengesundheit können je nach Geschlecht unterschiedlich sein. Zum Beispiel hilft Östrogen, ein Hormon, das Frauen in höheren Mengen haben, die Knochen vor dem Abbau zu schützen. Deshalb deuten einige Studien darauf hin, dass Frauen möglicherweise weniger anfällig für Knochenprobleme durch MASLD sind im Vergleich zu Männern.
Aktuelle Studien haben gezeigt, dass männliche DIAMOND-Mäuse mit MASLD dazu tendieren, im Laufe der Zeit an Knochenmasse zu verlieren, wenn sie eine fettreiche Diät erhalten, während weibliche Mäuse ihre Knochengesundheit etwas besser halten. Während die Männchen deutliche Anzeichen für schwächere Knochen zeigten, hielten weibliche Mäuse bei der gleichen Diät ihre Knochenstruktur und -stärke. Diese Unterschiede wollen die Forscher besser verstehen.
Was passiert in den Knochen?
Bei männlichen DIAMOND-Mäusen führen die frühen Stadien von MASLD bereits nach 16 Wochen Diät zu spürbarem Knochenabbau im trabekulären Knochen (dem schwammigen Teil im Inneren des Knochens). Sobald der Schaden passiert ist, scheint der Knochenabbau sich zu stabilisieren. Das bedeutet, dass es anfangs zu einem schnellen Verlust von Knochen kommt, der danach nicht viel schlimmer wird.
Wenn man den kortikalen Knochen (der festen äusseren Schicht) betrachtet, fanden die Forscher heraus, dass signifikante Knochenschwächungen erst nach 48 Wochen mit der westlichen Diät auftraten. Die Veränderungen in den kortikalen Knochen waren mit einer verminderten Stärke in Bezug darauf, wie viel Druck die Knochen aushalten konnten, bevor sie brachen, korreliert.
Die Debatte um die Knochenqualität
Forscher massen die strukturelle und mechanische Stärke der Knochen, um besser zu verstehen, wie MASLD sie beeinflusst. Sie fanden heraus, dass jüngere Mäuse vielleicht stark erscheinen, aber je länger sie sich mit der schlechten Diät ernähren, desto schwächer werden ihre Knochen. Es ist ein bisschen wie ein Student, der sich von Junkfood ernährt – anfangs könnte er sich okay fühlen, aber mit der Zeit zeigt sich das!
Die Suche nach Antworten: Mögliche Genverbindungen
Wissenschaftler begannen auch, die potenziellen Gene zu erforschen, die mit den Knochengesundheitsproblemen, die mit MASLD verbunden sind, zu tun haben. Sie verwendeten spezielle Computerprogramme, um nach "Liganden" zu suchen, das sind chemische Botenstoffe, die von der Leber ausgeschüttet werden und die möglicherweise die Knochentätigkeit beeinflussen könnten.
Einige interessante Kandidaten tauchten auf: Gene wie Ctgf, Rarres2, Anxa2, Fgf21 und Mmp13. Diese Gene sind an verschiedenen Prozessen beteiligt, die die Knochengesundheit beeinflussen können. Zum Beispiel wird Ctgf mit Knochenverlust in Verbindung gebracht, während Rarres2 mit erhöhtem Knochenabbau assoziiert ist.
Zusammenfassung: Das grosse Ganze
Insgesamt beginnt unser Verständnis der Beziehung zwischen MASLD, Knochengesundheit und den Unterschieden zwischen den Geschlechtern gerade erst zu wachsen. Während männliche DIAMOND-Mäuse signifikante Veränderungen in der Knochengesundheit zeigen, scheinen weibliche Mäuse einige schützende Mechanismen zu haben.
Forschung in diesem Bereich ist wichtig, nicht nur um zu verstehen, warum einige Menschen mit MASLD möglicherweise eine bessere Knochengesundheit haben als andere, sondern auch, um potenzielle neue Behandlungsziele zu identifizieren. Da MASLD immer häufiger wird, steigt der Bedarf an wirksamen Managementstrategien, insbesondere zur Verhinderung verwandter Probleme wie Frakturen und Krankenhausaufenthalten.
In einer Welt, in der viele Menschen mit den Folgen ungesunder Lebensstile zu kämpfen haben, könnte das Verständnis von MASLD und seiner Verbindung zur Knochengesundheit den Weg für bessere Gesundheitsergebnisse ebnen. Und wer weiss? Vielleicht werden die Forschungen, die wir heute betreiben, eines Tages Hoffnung und Lösungen für Millionen von Betroffenen bieten. Bis dahin sollten wir darauf achten, unsere Leber, unsere Knochen und natürlich unsere Ernährung zu pflegen!
Titel: Sexual dimorphism of MASLD-driven bone loss
Zusammenfassung: Metabolic Dysfunction-Associated Steatotic Liver Disease (MASLD) is highly prevalent with major risk of progression to Metabolic Dysfunction-Associated Steatohepatitis (MASH) and Hepatocellular Carcinoma (HCC). Recently, osteoporosis and bone fracture have emerged as sexually-dimorphic comorbidities of MASLD yet the mechanisms of this bone loss are unknown. Herein, we address these knowledge gaps using DIAMOND mice which develop MASLD, MASH, and HCC via Western diet exposure. We examined the skeletal phenotype of male DIAMOND mice after 16, 36, and 48 weeks of exposure to Western or control diet. At 16 weeks, male DIAMOND mice with MASLD lose trabecular bone but retain mechanical bone integrity. At 48 weeks, males lose cortical bone and mechanical integrity, indicating severe skeletal weakening. Female DIAMOND mice were protected from cortical and trabecular MASLD-associated bone loss and skeletal fragility at all timepoints. Using NicheNet, a publicly available database of hepatic mRNA expression in DIAMOND mice, and a PTH-induced model of bone loss, we suggest Ctgf, Rarres2, Anxa2, Fgf21, and Mmp13 are liver-secreted ligands inducing bone resorption. This study is the first preclinical investigation of bone loss in MASLD, and the first to suggest the role of Ctgf, Rarrest2, Anxa2, Fgf21, and Mmp13 as drivers of this pathology.
Autoren: Galen M Goldscheitter, Mulugeta Seneshaw, Faridoddin Mirshahi, Evan G Buettmann, Damian C Genetos, Arun J Sanyal, Henry J Donahue
Letzte Aktualisierung: 2024-11-28 00:00:00
Sprache: English
Quell-URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.25.625246
Quell-PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.25.625246.full.pdf
Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
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