Nel midollo osseo esiste un ambiente specializzato, chiamato nicchia, in cui vengono prodotte nuove cellule ossee e immunitarie, e la stimolazione indotta dal movimento fisico è necessaria per il mantenimento di questa nicchia. In poche parole gli scienziati del Children’s Medical Center Research Institute dell’UT Southwestern (CRI) hanno scoperto che fare esercizio fisico farebbe bene alle ossa e rafforzerebbe la funzione immunitaria.
Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Nature e mostra anche che la stimolazione indotta dal movimento è necessaria per il mantenimento di questa nicchia, così come le ossa e le cellule immunitarie che contiene.
L’esercizio fisico, anche solo camminare o correre, fa bene
I ricercatori del laboratorio Morrison hanno scoperto che le forze create dal camminare o correre vengono trasmesse dalle superfici ossee lungo i vasi sanguigni arteriolari nel midollo all’interno delle ossa. Le cellule che formano l’osso che rivestono l’esterno delle arteriole percepiscono queste forze e sono indotte a proliferare.
Ciò non solo consente la formazione di nuove cellule ossee, che aiuta a ispessire le ossa, ma le cellule che formano l’osso secernono anche un fattore di crescita che aumenta la frequenza delle cellule che formano i linfociti intorno alle arteriole. I linfociti sono le cellule B e T che consentono al sistema immunitario di combattere le infezioni.
Test eseguiti sui topi in laboratorio
Questa scoperta è stata fatta grazie ai test sui topi di laboratorio. Infatti quando alle cellule dei topi veniva inattivata la capacità di percepire la pressione causata dal movimento, noto anche come forza meccanica, si è ridotta la formazione di nuove cellule ossee e linfociti, facendo sì che le ossa diventassero più sottili e riducendo la capacità dei topi di eliminare un infezione batterica.
“Con l’avanzare dell’età, l’ambiente nel nostro midollo osseo cambia e le cellule responsabili del mantenimento della massa ossea scheletrica e della funzione immunitaria si esauriscono. Sappiamo molto poco su come questo ambiente cambia o perché queste cellule diminuiscono con l’età“, afferma Sean Morrison ricercatore dell’Howard Hughes Medical Institute.
Ricerche precedenti hanno dimostrato che l’esercizio fisico può migliorare la forza ossea e la funzione immunitaria e questo studio ha scoperto un nuovo meccanismo attraverso il quale ciò si verifica.
L’osteolectina promuove il mantenimento dello scheletro adulto
Il team di Morrison ha scoperto che le cellule staminali scheletriche danno origine alla maggior parte delle nuove cellule ossee che si formano durante l’età adulta nel midollo osseo. Si tratta di cellule con il recettore della leptina + (LepR +) e rivestono l’esterno dei vasi sanguigni nel midollo osseo, producendo fattori di crescita critici per il mantenimento delle cellule che formano il sangue.
Il laboratorio Morrison ha anche scoperto che un sottoinsieme di cellule LepR + sintetizza un fattore di crescita per la formazione dell’osso precedentemente sconosciuto, chiamato Osteolectina. L’osteolectina promuove il mantenimento dello scheletro adulto inducendo LepR + a formare nuove cellule ossee.
In questo studio il ricercatore Bo Shen ha esaminato più attentamente il sottoinsieme di cellule LepR + che producono l’osteolectina. Ha scoperto che queste cellule risiedono esclusivamente intorno ai vasi sanguigni arteriolari nel midollo osseo e che mantengono i progenitori linfoidi vicini sintetizzando il fattore delle cellule staminali (SCF), un fattore di crescita da cui dipendono quelle cellule.
Nell’esperimento con i topi l’eliminazione di SCF dalle cellule Osteolectin-positivi hanno impoverito progenitori linfoidi e minato la capacità dei topi di montare una risposta immunitaria alle infezioni batteriche.
La stimolazione meccanica regola una nicchia nel midollo osseo
I risultati di questo studio mostrano che le cellule positive all’osteolectina creano una nicchia specializzata per la formazione di ossa e progenitori linfoidi intorno alle arteriole. Interventi terapeutici che espandono il numero di cellule positive all’osteolectina potrebbero aumentare la formazione ossea e migliorare la risposta immunitaria, in particolare negli anziani.
Shen ha scoperto che il numero di cellule positive all’osteolectina e di progenitori linfoidi diminuisce con l’età. Curioso di poter invertire questa tendenza, Shen ha messo ruote da corsa nelle gabbie in modo che i topi potessero esercitarsi. Ha scoperto che le ossa di questi topi sono diventate più forti con l’esercizio fisico, mentre il numero di cellule positive all’osteolectina e progenitori linfoidi attorno alle arteriole è aumentato. Questa è stata la prima indicazione che la stimolazione meccanica regola una nicchia nel midollo osseo.
Shen ha scoperto che le cellule positive all’osteolectina esprimono un recettore sulla loro superficie, noto come Piezo1, che segnala all’interno della cellula in risposta alle forze meccaniche. Quando Piezo1 è stato eliminato dalle cellule di topo positive all’osteolectina, queste cellule e i progenitori linfoidi che supportano si sono esaurite, indebolendo le ossa e compromettendo le risposte immunitarie.
“Riteniamo di aver trovato un meccanismo importante mediante il quale l’esercizio fisico promuove l’immunità e rafforza le ossa, oltre ai meccanismi precedentemente identificati da altri“, afferma Morrison.
Alla luce di tale importante scoperta non possiamo che aumentare il nostro esercizio fisico, camminando, correndo, o facendo qualunque attività ci piaccia. In questo modo rafforzeremo le nostre ossa, e avremo un sistema immunitario più potente.