Los huesos se fortalecen con calor y una buena microbiota.

Los científicos de la Universidad de Ginebra muestran que la exposición al calor mejora la fortaleza de los huesos y explican el papel de la microbiota intestinal en este fenómeno. Esto abre nuevas perspectivas en el tratamiento de la osteoporosis», escribe eurekalert.org.

La osteoporosis es una enfermedad ósea asociada al envejecimiento, caracterizada por la pérdida de densidad ósea, el deterioro de la microarquitectura de los huesos y el aumento del riesgo de fracturas. Como un tercio de las mujeres en la postmenopausia sufren esta enfermedad, es un grave problema de salud pública. Utilizando análisis epidemiológicos, experimentos de laboratorio y las últimas herramientas de la metagenómica y la metabolómica, un equipo de investigación de la Universidad de Ginebra, en Suiza, descubrió que la exposición a temperaturas ambientales más altas (34°C) aumenta la fortaleza de los huesos y evita la pérdida de densidad ósea característica de la osteoporosis.

Además, este cambio inducido por el calentamiento en la composición de la microbiota intestinal puede reproducirse mediante el trasplante de la microbiota de los ratones de ambiente cálido a los ratones que sufren de osteoporosis. De hecho, después del trasplante, sus huesos son más fuertes y más apretados. Estos resultados, que serán detectados en el metabolismo celular, nos permiten imaginar métodos eficaces e innovadores para prevenir y tratar la osteoporosis.

Muchos biólogos están familiarizados con la regla del naturalista del siglo XIX Joel Asaf Allen de que los animales que viven en zonas cálidas tienen una mayor superficie que los animales que viven en entornos más fríos. De hecho, la mayor superficie de la piel permite una mejor eliminación del calor corporal.

«En un experimento, colocamos a los ratones recién nacidos a 34°C para minimizar el choque térmico asociado a su nacimiento. Encontramos que tenían huesos más largos y fuertes, lo que confirma que el crecimiento óseo depende de la temperatura del ambiente», explica Mirko Trajkowski, profesor de fisiología celular y metabolismo del Departamento de Fisiología Celular y Metabolismo y del Centro de Diabetes de la Facultad de Medicina de la Universidad de Ginebra, quien dirigió la investigación.

¿Y qué hay de la vida adulta?

Al colocar varios grupos de ratones adultos en un ambiente cálido, los científicos observaron que, aunque el tamaño de los huesos no había cambiado, la fuerza y la densidad ósea habían mejorado significativamente. Luego repitieron su experimento con ratones después de una ovariectomía simulando osteoporosis postmenopáusica.

«El efecto fue muy interesante», dice Claire Chevallier, investigadora en el laboratorio del profesor Trajkowski en ese momento y la primera autora de este trabajo. «¡El simple hecho de calentar el hábitat de nuestros ratones los protegió de perder la masa ósea típica de la osteoporosis!»

¿Qué hay de los humanos?

El equipo de investigadores analizó los datos epidemiológicos mundiales sobre la incidencia de la osteoporosis en función de la temperatura media, la latitud, la ingesta de calcio y los niveles de vitamina D. Descubrieron que cuanto más alta es la temperatura, menos fracturas de cadera – una de las principales consecuencias de la osteoporosis – independientemente de otros factores.

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«Encontramos una clara correlación entre la latitud geográfica y las fracturas de cadera: en los países nórdicos la incidencia es mayor que en los países del sur», dice Mirko Trajkowski.

La normalización del análisis de factores conocidos como la vitamina D o el calcio no ha cambiado esta correlación. Sin embargo, cuando excluimos la fiebre como determinante, la correlación se perdió. Esto no significa que el calcio o la vitamina D no jueguen un papel individual o combinado. Pero el factor determinante es el calor o la falta de él.

¿Cómo se adapta una microbiota

Expertos en microbióticos, los científicos de Ginebra querían entender su papel en estos cambios metabólicos. Para ello, transplantaron la microbiota de ratones que vivían en un ambiente de 34° a ratones con osteoporosis cuya calidad ósea mejoró rápidamente. – Estos resultados pueden implicar una extensión de la regla de Allen, sugiriendo que el efecto del calor no depende de la elongación, que contribuye principalmente a la densidad y fuerza ósea en la edad adulta a través de los cambios en la microbiota», dice Mirko Trajkowski.

Gracias a las modernas herramientas metagenómicas desarrolladas en su laboratorio, los científicos pudieron comprender el papel que juega la microbiota. Cuando se adapta al calor, conduce a una síntesis y degradación deteriorada de las poliaminas – moléculas que están involucradas en el envejecimiento y la salud ósea en particular. «Cuando se calienta, la síntesis de poliaminas aumenta y su descomposición disminuye.

Por lo tanto, influyen en la actividad de los osteoblastos (células que construyen huesos) y reducen el número de osteoclastos (células que destruyen huesos). Con la edad y durante la menopausia se rompe el equilibrio perfecto entre la actividad de los osteoclastas y los osteoblastos», explica Claire Chevallier.

Sin embargo, el calor, que afecta a las poliaminas, que hemos encontrado parcialmente reguladas por la microbiota, puede mantener un equilibrio entre estos dos grupos de células».

Por lo tanto, estos datos muestran que la exposición al calor puede ser una estrategia para prevenir la osteoporosis.

Desarrollando nuevas terapias

El impacto de la microbiota en el metabolismo es cada vez más claro. Sin embargo, para poder utilizar estos conocimientos para desarrollar estrategias terapéuticas, los científicos deben determinar con precisión el papel de determinadas bacterias en enfermedades específicas. En el contexto de su trabajo sobre la osteoporosis, el equipo del profesor Trajkowski fue capaz de identificar algunas bacterias importantes.

«Todavía tenemos que aclarar nuestros análisis, pero nuestro objetivo relativamente a corto plazo será identificar las bacterias candidatas y desarrollar varios ‘cócteles bacterianos’ para tratar los trastornos metabólicos y óseos como la osteoporosis, así como para aumentar la sensibilidad a la insulina», concluyen los autores.

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Amelia Santos

Investigador asociado: temas biocombustibles, nanomateriales, Olimpiadas Nacionales de Química.