骨质疏松症的一些危险因素是无法避免的，如高龄和女性或家族史。但其他的可能像吸烟、喝酒、服用某些药物或接触环境污染物。然而，到目前为止，研究人员还不知道这些暴露与骨质流失有什么关系。
宾夕法尼亚大学兽医学院的研究人员领导的一项新研究揭示了这些因素与骨质疏松症相关的可能机制。研究人员在FASEB杂志上报道，线粒体——关键的细胞器和能量发生器——的损伤导致了称为破骨细胞的细胞的增殖，破骨细胞负责分解骨骼。他们在培养细胞和动物模型中发现了这些效应。
宾夕法尼亚大学生物化学家Narayan Avadhani说：“在正常个体中，骨降解和重建的过程是以非常平衡的方式进行的，但在某些人身上，它们会以某种方式产生更多的破骨细胞，这将导致骨质流失和骨质疏松。还有兽医和资深作者。“我们在这篇文章中表明，当线粒体的功能受到影响时，它不仅会影响能量的产生，还会触发一个应激信号，诱导破骨细胞过度产生。”
Avadhani的实验室研究了线粒体功能障碍对许多现象的影响，包括癌症和肝病。在这里，科学家们正与西奈山伊坎医学院的Mone Zaidi实验室合作，密切关注线粒体问题如何影响一种叫做巨噬细胞的免疫细胞。
巨噬细胞是免疫系统的第一线，吞噬消化外来入侵者。然而，巨噬细胞也可以多样化，并在适当的时候转化为破骨细胞。
为了了解线粒体损伤是如何通过巨噬细胞的作用与骨质疏松相关的，研究人员在实验室培养的小鼠巨噬细胞中诱导了一种关键酶的损伤，该酶负责线粒体和细胞色素氧化酶c的能量产生，这导致巨噬细胞释放与炎症反应相关的各种信号分子，似乎它们也在成为破骨细胞的路上。
仔细观察正在发生的事情，他们观察到一种RANK-L的异常现象，RANK-L是一种关键分子，有助于调节骨重建的过程，并被骨细胞释放，作为诱发骨折的手段。当线粒体受损时，它们会经历应激信号转导，并以更快的速度转化为破骨细胞，即使RANK-L水平较低。这些破骨细胞导致更多的骨吸收或分解。
“在某些方面，线粒体压力信号甚至可能取代RANK-L，”Avadhani说。“我们现在不知道，但我们计划进一步调查。”
研究人员在小鼠模型中证实了他们的发现，结果显示导致线粒体功能障碍的突变动物中破骨细胞的生成增加。此外，它们的巨噬细胞具有较高的吞噬水平，这是免疫细胞吞噬和“吃掉”入侵者的过程。研究人员认为，这种吞噬能力的增强可能是线粒体缺陷人群其他一些生理问题的原因。
因为一些看似促进骨质疏松的环境危险因素，如吸烟和一些药物，也会影响线粒体功能，研究小组认为，这种压力信号可能是影响骨骼健康的一种方式。
该小组未来的研究，包括破骨细胞功能和骨骼健康专家西奈山的扎伊迪，可能会研究如何保护线粒体功能以预防骨质疏松症。
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