由于热量和微生物群，骨骼更强壮

骨质疏松症是一种与衰老有关的骨病，其特征是骨密度下降、骨骼微结构恶化和骨折风险增加。有三分之一的绝经后妇女受到影响，这是一个重大的公共卫生问题。通过流行病学分析、实验室实验和最先进的宏基因组学和代谢组学工具，瑞士日内瓦大学(UNIGE)的一个研究小组观察到，暴露在较温暖的环境温度(34°C)可以增加骨骼强度，同时防止骨质疏松症典型的骨密度损失。此外，这种与热量引发的肠道微生物群组成变化有关的现象，可以通过将生活在温暖环境中的小鼠的微生物群移植到患有骨质疏松症的小鼠身上来复制。的确，在移植之后，它们的骨骼变得更强壮、更密集。这些结果，有待于发现细胞代谢，使我们有可能设想预防和治疗骨质疏松症的有效和创新干预措施。

许多生物学家都很熟悉19世纪博物学家乔尔·阿萨·艾伦提出的艾伦法则，根据该法则，生活在温暖地区的动物比生活在寒冷环境中的动物拥有更大的表面积(相对于体积)。事实上，更大的皮肤表面可以更好地散热。“在一项实验中，我们将新生老鼠放置在34摄氏度的温度下，以减少它们出生时的热休克。我们发现他们的骨骼更长更强壮，这也证实了这一点骨UNIGE医学院细胞生理和代谢系和糖尿病中心教授Mirko Trajkovski解释说，他领导了这项研究。但是成年期呢?

一致的流行病学数据

通过将几组成年老鼠放在温暖的环境中，科学家们观察到，虽然骨骼大小保持不变，但骨骼强度和密度大幅提高。然后，他们在卵巢切除后的小鼠身上重复了他们的实验，建立了绝经后骨质疏松症模型。“这种效果非常有趣，”当时是Trajkovski教授实验室的一名研究人员、这项工作的第一作者克莱尔·谢瓦利埃(Claire Chevalier)说。“简单的事实是，我们的老鼠的生活环境变暖保护他们免受骨质疏松症的典型骨质流失!”

那么人类呢?研究小组分析了全球骨质疏松症发病率与平均温度、纬度、钙消耗和维生素D水平的流行病学数据。有趣的是，他们发现，无论其他因素如何，温度越高，髋关节骨折(骨质疏松症的主要后果之一)就越少。Mirko Trajkovski说:“我们发现地理纬度和髋部骨折之间存在明显的相关性，这意味着北部国家的髋部骨折发生率要高于温暖的南部国家。”“将已知的因素如维生素D或钙的分析正常化并不能改变这种相关性。然而，当我们排除温度作为决定因素时，相关性就消失了。这并不是说钙或维生素D单独或联合起不了作用。然而，决定因素是热量或热量的缺乏。”

微生物群是如何适应的

专家微生物群日内瓦的科学家们想要了解它在这些代谢改变中所扮演的角色。为此，他们将生活在34°环境中的小鼠的微生物群移植到骨质疏松小鼠体内，使其骨质量迅速改善。Mirko Trajkovski说:“这些发现可能暗示了艾伦法则的延伸，表明温暖的伸长独立效应，这主要通过微生物群的改变有利于成年期的骨密度和强度。”

多亏了在实验室中开发的最先进的宏基因组工具，科学家们成功地理解了微生物群所扮演的角色。当适应热量时，它会导致多胺的合成和降解中断，这种分子与衰老有关，特别是与骨骼健康有关。“在加热的情况下，多胺的合成会增加，而降解会减少。因此，它们会影响成骨细胞(构建骨骼的细胞)的活性，并减少破骨细胞(降解骨骼的细胞)的数量。随着年龄的增长和更年期的到来，破骨细胞和成骨细胞活动之间的微妙平衡被破坏了。“然而，热量通过作用于多胺，而我们发现多胺在一定程度上是由微生物群调节的，可以维持这两个细胞群之间的平衡。”因此，这些数据表明暴露在温暖中可能是预防骨质疏松症的策略。

发展新的治疗方法

微生物群对新陈代谢的影响正在得到更好的理解。然而，为了能够利用这一知识来制定治疗策略，科学家必须准确地确定特定细菌在特定疾病中的作用。在他们对骨质疏松症的研究中，Trajkovski教授的团队已经能够识别出某些重要的细菌。“我们仍然需要完善我们的分析，但我们相对短期的目标将是识别候选细菌，并开发几种‘细菌混合物’来治疗代谢和骨骼疾病，比如。骨质疏松症例如，还可以提高胰岛素敏感性，”作者总结道。

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