به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، در سال‌های اخیر مقالات زیادی در مورد تاثیر فعالیت بدنی و رژیم غذایی بر سلامت استخوان‌ها منتشر شده است. امروزه مشخص شده است که این اثر را می‌توان نه تنها توسط miRهای تولید شده درون زا، بلکه از طریق دریافت آن از طریق رژیم غذایی نیز انجام داد. 
ورزش و بیان miRNA های استخوانی
بافت استخوانی بافتی است که به محرک‌های مکانیکی حساس است. بارهای مکانیکی، از جمله فشرده سازی و تغییر شکل، محرک‌هایی هستند که نقش اساسی در تمایز و معدنی شدن استئوبلاست‌ها و همچنین حفظ توده و تراکم استخوان بالا و کاهش خطر ابتلا به پوکی استخوان دارند. برخی از مطالعات نشان می‌دهند که ورزش با تاثیر بالا، تراکم مواد معدنی استخوان (BMD) را افزایش می‌دهد. بار وارد شده به استخوان همیشه باید تدریجی باشد و با توجه به سن آزمودنی و در نهایت پاتولوژی‌هایی که در محل وجود دارد اعمال شود. با این حال، یک آزمایش آزمایشگاهی انجام شده بر روی استئوکلاست نشان می‌دهد که محرک مکانیکی بیان برخی از miRNA ها را افزایش می‌دهد. این مکانیسم‌ها می‌توانند کاندیدهای درمانی مهمی برای پیشگیری و درمان بیماری‌های استخوانی، به ویژه برای پوکی استخوان در نظر گرفته شوند.
miRNA های درون زا و متابولیسم استخوان
miRNA ها گروهی از RNA های غیر کدکننده کوچک هستند که بیان ژن را در سطح پس از رونویسی و فرآیندهای سلولی تنظیم می‌کنند. با وجود اینکه اکثر miRNA ها در داخل سلول‌ها یافت می‌شوند، بخش بزرگی از آن در مایعات بدن مانند خون، ادرار، بزاق، مایع منی، شیر مادر و سایر نمونه های بیولوژیکی در پاسخ به آسیب بافتی، آپوپتوز و نکروز از طریق انتقال فعال به داخل سلول‌ها آزاد می‌شود. مطالعات اولیه نشان داده است که حدود 10٪ از miRNA های در گردش در اگزوزوم‌ها ترشح می‌شوند، در حالی که 90٪ باقی مانده با پروتئین‌هایی مانند Ago2 کمپلکس تشکیل می‌دهند.
دریافت ریز مغذی‌ها و بیان miRNA های استخوانی
مواد مغذی می‌توانند به طور مستقیم با ژنوم و به طور غیرمستقیم از طریق مدولاسیون مکانیسم‌ها، از جمله متیلاسیون DNA، اصلاح هیستون و بیان RNA غیر کدکننده، به ویژه miRNA ها، تعامل داشته باشند. ویتامین‌ها و مواد معدنی می‌توانند بیان miRNAها را از طریق فعال‌سازی فاکتورهای رونویسی، که بیان ژن را با القای تخریب RNA پیام‌رسان (mRNA) تنظیم می‌کنند یا ترجمه آن‌ها را مهار می‌کنند، القا کنند. آن‌ها همچنین می‌توانند بیان متیل ترانسفرازهای DNA (DNMT) و آنزیم‌های مختلف مانند هیستون داستیلاز و هیستون استیل ترانسفراز را که در چندین فرآیند مانند فعال سازی رونویسی، خاموش کردن ژن، ترمیم DNA و پیشرفت چرخه سلولی دخیل هستند، تغییر دهند. به نظر می‌رسد DNMT از دمتیلاسیون در نورون‌های پست میتوتیک جلوگیری می‌کند، که همراه با متیلاسیون DNA یک مکانیسم اپی ژنتیکی تنظیم ژن در رشد، عملکرد و اختلالات عصبی را فراهم می‌کند.
مصرف ویتامین D
در میان ریزمغذی‌ها، ویتامین D نقش کلیدی در ارتقای معدنی شدن استخوان دارد، و جذب روده‌ای فسفر و کلسیم دریافتی را با رژیم غذایی که در کلسیفیکاسیون استخوان نقش دارد، تسهیل می‌کند. ویتامین D یکی از اعضای خانواده هورمون‌های استروئیدی با عملکرد سیگنال دهی گیرنده‌های استروئیدی هسته‌ای (NR) است و در بیوژنز و تنظیم بیان miRNA ها نقش دارد. قبلاً مشخص شده است که استروژن‌ها دارای اثرات اساسی آنتی کاتابولیک و آنابولیک بر روی استخوان‌ها هستند. بنابراین، فقدان استروژن نقش اساسی در ایجاد پوکی استخوان دارد.
مصرف ویتامین C
حتی ویتامین C نیز نقش مثبتی در سلامت استخوان دارد. در واقع، این یک کوفاکتور در فرآیندهای بیولوژیکی متعدد مانند سنتز کلاژن و قابلیت آنتی اکسیدانی، تنظیم تمایز سلول‌های بنیادی و بهبود فعالیت استئوبلاست است. مطالعات بالینی انجام شده در انسان و حیوانات نشان داده است که کمبود ویتامین C منجر به تغییرات اسکلتی عضلانی می‌شود. شایان ذکر است، نتایج نشان داد که 100 میلی‌مولار ویتامین C به طور موثر ژن‌های مربوط به سیستم اسکلتی عضلانی را در BMSCs فعال می‌کند، در حالی که دوزهای پایین‌تر، 25 میلی‌مولار، هیچ اثری را القا نمی‌کند. نتایج مشابهی نیز برای تنظیم تولید miRNA های وابسته به ویتامین C مشاهده شده است.
مصرف اسید ارتوسیلیک (OSA)
در میان ریزمغذی‌های مختلفی که به سلامت استخوان کمک می‌کند، اسید ارتوسیلیک (OSA) نیز وجود دارد که تمایز استخوان‌ها را تحریک می‌کند. مطالعات روی موش‌های تخمدان‌برداری شده با اسید ارتوسیلیک تغذیه شده در مقایسه با سایر موش‌های محروم، تراکم معدنی استخوان (BMD) و ضخامت ترابکولار را نشان داد. اخیراً کشف شده است که miR-130b در تکثیر سلولی، تمایز و آپوپتوز نقش دارد. بیان آن در طول تمایز استخوانی سلول‌های بنیادی مزانشیمی چند توان مغز استخوان انسان افزایش یافت. مطالعه محققان افزایش سطح خود را در طول استخوان زایی در پاسخ به 20 میلی مولار اسید ارتوسیلیک یافت و پیشنهاد کرد که بیان بیش از حد miR-130b باعث تمایز استخوانی می‌شود. با این حال، مکانیسم های عمل، که رونویسی او را ترویج می‌کند، هنوز مورد بررسی قرار نگرفته است.
سایر ریزمغذی‌های دریافتی
مطالعات اخیر نشان می‌دهد که سایر ریزمغذی‌ها، مانند اسیدهای فنولیک طبیعی، که معمولاً در گیاهانی که معمولاً از طریق رژیم غذایی مصرف می‌شوند، یافت می‌شوند، ممکن است فعالیت ضد تحلیل استخوان مهمی داشته باشند. یکی از این ترکیبات سیرینگیک اسید، 3،5-دی متوکسی-4-هیدروکسی بنزوئیک اسید (SA)، یک اسید فنولیک است که بر روی سلول‌های بنیادی مزانشیمی موش (mMSC) عمل می‌کند و باعث تمایز استئوبلاست‌ها می‌شود. بیان miR-21 را افزایش می‌دهد، که با هدف قرار دادن مسیر سیگنالینگ TGF-b/BMP، فعالیت Smad7 را کاهش می‌دهد و در نتیجه بیان RUNX2 را افزایش می‌دهد، بنابراین منجر به بیان ژن‌های نشانگر تمایز استئوبلاست مانند آلکالین فسفاتاز (ALP)، کلاژن نوع I α می‌شود. 
دریافت درشت مغذی‌ها و بیان miRNA های استخوانی
درشت مغذی‌ها بر مسیرهای سیگنالینگ مهمی که متابولیسم انسان را تنظیم می‌کنند، تأثیر می‌گذارند. با این حال، تشخیص اینکه آیا تعامل تغذیه-ژن نتیجه یک اثر مستقیم یا غیرمستقیم به دلیل دخالت چندین جزء فعال زیستی است، کار آسانی نیست. به عبارت دیگر، مواد مغذی می‌توانند تغییرات اپی ژنتیکی را از طریق متیلاسیون DNA یا تغییر در بیان برخی از miRNA ها ایجاد کنند. کربوهیدرات‌ها (CHO)، پروتئین‌ها و چربی‌ها در طول هضم به مونومرهای ترکیبی به ترتیب مونوساکاریدها، اسیدهای آمینه و اسیدهای چرب شکسته می‌شوند.
miRNA اگزوژن و متابولیسم استخوان
شواهد علمی جدید نشان می‌دهد که محتوای microRNA در غذاها می‌تواند از فرآیندهای هضم، جذب و انتقال در مایعات بیولوژیکی با تنظیم بیان برخی از ژن‌های مرتبط با مایعات بیولوژیکی مختلف زنده بماند. microRNA های مشتق شده از غذا می‌توانند به عنوان یک جزء عملکردی جدید غذاها مانند ویتامین‌ها و سایر مواد مغذی عمل کنند که می‌توانند بر سلامت انسان تأثیر بگذارند. مهم است که ویژگی معمولی miRNA ها بسته به قلمرو تعلق در نظر گرفته شود. اغلب، ژن‌های miRNA بین گونه‌ها و پادشاهی‌ها در طول تکامل یکسان باقی می‌مانند. با این حال، ممکن است که توالی نوکلئوتیدی آن‌ها تغییر کند، که تأثیر بین گونه‌ها را دشوار می‌کند. با این حال، مطالعات اخیر نشان می‌دهد که بسیاری از miRNAهای انسانی توالی‌های یکسانی را با miRNAهای گونه‌های مختلف به اشتراک می‌گذارند که تأثیر احتمالی روی انسان را نشان می‌دهد.
فعالیت ژن از طریق مکانیسم‌های پیچیده‌ای که به عوامل رونویسی خاص و بیان RNAهای غیر کدکننده که بیان آن‌ها تحت تأثیر ورزش و تغذیه است، بستگی دارد، تحت تأثیر محرک‌های خارجی مختلف قرار می‌گیرد. در سال‌های اخیر، مطالعه‌ای بر درک تأثیر آن‌ها بر فرآیندهای استخوان‌زایی نیز متمرکز شده است. عوامل مورد نیاز برای تمایز استئوبلاست، به ویژه بیان ژن فاکتور رونویسی 2 مربوط به Runt (RUNX2) شناسایی شده است. به طور خاص، miRNAی که مسیر فعال شده آن توصیف شده است miR-21 است که به نظر می‌رسد نقشی در ترویج استخوان سازی سلول‌های بنیادی از طریق مسیر Smad7-Smad1/5/8-RUNX2 و Akt ایفا کند. ورزش به عنوان یک بار مکانیکی، نقش اساسی در تمایز و معدنی شدن استئوبلاست‌ها و تراکم استخوان ایفا می‌کند و خطر پوکی استخوان را کاهش می‌دهد. در میان انواع مختلف فعالیت بدنی، نیمه ماراتن نشان داده شده است که بیان بسیاری از miRNA ها از جمله تمایز و تکثیر استئوبلاست miR-21-5p را افزایش می‌دهد.
پایان مطلب/