Οι τοξίνες που παράγονται από τα φύκια επηρεάζουν αρνητικά το οστεοανοσοποιητικό μας σύστημα

Η οστεοπόρωση, που κυριολεκτικά σημαίνει «πορώδες οστό», είναι μια ασθένεια που μειώνει την πυκνότητα και την ποιότητα των οστών. Η οστεοπόρωση είναι μια προοδευτικά κοινή παθολογική κατάσταση των οστών που επηρεάζει περισσότερα από 200 εκατομμύρια άτομα παγκοσμίως, επηρεάζοντας κάθε ένα τρίτο των γυναικών και το ένα πέμπτο των ανδρών σε αυτόν τον πλανήτη.

Το οστό είναι ένα δυναμικό όργανο με συνεχείς κύκλους οστικής αναδιαμόρφωσης λόγω της ενεργού αλληλεπίδρασης μεταξύ των κυττάρων που σχηματίζουν οστά, που ονομάζονται «οστεοβλάστες» και των οστοφόρων κυττάρων που ονομάζονται «οστεοκλάστες». Για τα άτομα με οστεοπόρωση, η οστική απώλεια ξεπερνά την ανάπτυξη του νέου οστού, με αποτέλεσμα τα οστά να γίνονται πορώδη, εύθραυστα και επιρρεπή σε κατάγματα. Καθώς τα οστά γίνονται πιο πορώδη και εύθραυστα, ο κίνδυνος κατάγματος αυξάνεται. Σύμφωνα με το Διεθνές Ίδρυμα Οστεοπόρωσης, ένα οστεοπορωτικό κάταγμα υπολογίζεται να συμβαίνει κάθε 3 δευτερόλεπτα σε όλο τον κόσμο.

Η απώλεια οστού συμβαίνει σιωπηλά και προοδευτικά, επομένως, η οστεοπόρωση ονομάζεται συχνά «σιωπηλός-δολοφόνος», καθώς δεν εμφανίζονται συμπτώματα μέχρι να συμβεί το πρώτο κάταγμα, η κύρια αιτία για αυξημένη νοσηρότητα και θνησιμότητα. Η οστεοπόρωση επιβαρύνει σοβαρά την οικονομία, με εκτιμώμενη επιβάρυνση 131,5 δισεκατομμυρίων USD παγκοσμίως μέχρι το 2050. Η απώλεια οστού που προκαλείται από την οστεοπόρωση επηρεάζεται από διάφορους περιβαλλοντικούς παράγοντες, όπως η διατροφή, η ηλικία, τα φάρμακα, οι τοξίνες κ.λπ.

Η εμφάνιση του νέου πεδίου της «Οστεοανοσολογίας», που ασχολείται με την περίπλοκη αλληλεπίδραση μεταξύ του ανοσοποιητικού και του οστικού συστήματος, είναι υπεύθυνη για τη διατήρηση της υγείας των οστών. Είναι ενδιαφέρον ότι το ανοσοποιητικό σύστημα διαδραματίζει κεντρικό ρόλο σε αυτό το φαινόμενο αναδιαμόρφωσης των οστών, με τα βοηθητικά κύτταρα Τ (προσαρμοστική ανοσία) να παίζουν έναν κομβικό ρόλο στη ρύθμιση της υγείας των οστών.

Τα κυανοβακτήρια (CB) είναι μια ομάδα φωτοαυτοτροφικών βακτηρίων που απαντώνται σε γλυκά και υφάλμυρα υδάτινα σώματα. Λόγω της παρέμβασης σοβαρών ανθρωπολογικών δραστηριοτήτων, συμπεριλαμβανομένης της υπερθέρμανσης του πλανήτη, αποτελούν πλέον απειλή, μολύνοντας τα νερά σε όλο τον κόσμο. Διαφορετικές κυανοβακτηριακές τοξίνες έχουν εμπλακεί σε σοβαρά προβλήματα υγείας παγκοσμίως λόγω της παραγωγής διαφόρων βιοδραστικών και τοξικών μεταβολιτών, ιδιαίτερα μικροκυστινών (MCs), που είναι τοξικές για τους ζωντανούς οργανισμούς, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων. Η κατανάλωση μολυσμένου νερού ή η κατανάλωση τροφών που περιέχουν κυανοτοξίνες (ψάρια γλυκού νερού, λαχανικά κ.λπ.) είναι άλλοι τρόποι με τους οποίους μολύνονται οι άνθρωποι.

Η επίδραση των CBs στην ανθρώπινη υγεία είναι πιο τρομερή, καθώς πολλά βρώσιμα παράκτια τρόφιμα (ψάρια, καρκινοειδή και μύδια κ.λπ.) δεν ελέγχονται τακτικά για αυτές τις κυανοτοξίνες, με αποτέλεσμα να φτάσουν απευθείας στον άνθρωπο. Με την αυξανόμενη συσσώρευση κυανοτοξινών σε διάφορα περιβαλλοντικά επίπεδα, φαίνεται πλέον να επηρεάζουν την υγεία τόσο των ανθρώπων όσο και των ζώων με σοβαρές επιπτώσεις στην παγκόσμια οικονομία. Η χρόνια έκθεση σε χαμηλά επίπεδα κυανοτοξίνης είναι ένας από τους πιο σημαντικούς παράγοντες που επηρεάζουν την ανθρώπινη υγεία γενικά.

Υπάρχουν επί του παρόντος περισσότερες από 90 ισομορφές μικροκυστίνης, και μεταξύ αυτών, η μικροκυστίνη-λευκίνη αργινίνη (MC-LR) είναι η πιο ισχυρή και άφθονη ποικιλία μικροκυστίνης. Τα MCs βρίσκονται σε κάθε μέρος του κόσμου, εκτός από την περιοχή της Ανταρκτικής, και η τοξικότητά του έχει αναφερθεί σε σχεδόν 80 χώρες. Το MC-LR έχει χαρακτηριστεί από τον Διεθνή Οργανισμό Έρευνας για τον Καρκίνο ως ισχυρό καρκινογόνο. Η MC-LR αναφέρεται επίσης ότι είναι μια πολύ γνωστή ηπατοτοξίνη και είναι ο κύριος ένοχος για την πρόκληση σοβαρής βλάβης οργάνων, όπως αποδεικνύεται από διάφορες γαστρεντερικές διαταραχές που σχετίζονται με το MC-LR, αναπαραγωγική τοξικότητα, ανοσοποιητική και νεφρική δυσλειτουργία. Σύμφωνα με τον Παγκόσμιο Οργανισμό Υγείας (ΠΟΥ), μόνο 1 mg/L MC-LR είναι αποδεκτό, αλλά η συγκέντρωση μικροκυστινών στα σημερινά υδάτινα σώματα είναι πολλές φορές πέρα ​​από τις συνιστώμενες οδηγίες.

Ερευνητές από το Ινστιτούτο Ιατρικών Επιστημών της Ινδίας, στο Νέο Δελχί, ανέφεραν για πρώτη φορά ότι η μόλυνση από MC-LR προκαλεί απώλεια οστού, με αποτέλεσμα να βλάπτει τη μικροαρχιτεκτονική των οστών (υπεύθυνη για τα αυξημένα ποσοστά καταγμάτων) τροποποιώντας τον πληθυσμό των Τ και Β λεμφοκυττάρων σε ποντίκια. Αναφέρουν ότι το MC-LR ενισχύει σημαντικά την οστική απώλεια αυξάνοντας το ποσοστό των βοηθητικών κυττάρων CD4T που προάγουν την οστική απώλεια (οστεοκλαστογόνα) ενώ ταυτόχρονα μειώνει τον πληθυσμό των κυττάρων CD8T που αναστέλλουν την οστική απώλεια και των Β κυττάρων (αντι-οστεοκλαστογόνων) in vivo. Αυτή η επίδραση του MC-LR μεσολαβείται από μειωμένα επίπεδα αντι-οστεοκλαστογονικών κυτοκινών (IL-10 και IFNγ) με ταυτόχρονη αύξηση των επιπέδων οστεοκλαστογονικών κυτοκινών (IL-6, IL-17, RANKL και TNF-α). που οδηγεί σε ενισχυμένη οστική απώλεια σε ποντίκια που έλαβαν θεραπεία με MC-LR.

Η μελέτη τους είναι πρωτοποριακή στον τομέα, η οποία για πρώτη φορά καταδεικνύει την άμεση επίδραση του MC-LR στην υγεία των οστών μέσω της επίδρασης του οστεοανοσοποιητικού συστήματος του ξενιστή. Έτσι, οι ερευνητές καθιέρωσαν για πρώτη φορά μια αιτιολογική σχέση μεταξύ της τοξικότητας του MC-LR και της απώλειας οστικής μάζας. Η μελέτη υπογραμμίζει τον κίνδυνο που σχετίζεται με την πρόσληψη μολυσμένου νερού και τροφής με MC-LR όχι μόνο για το ανοσοποιητικό μας σύστημα αλλά και για τα οστά μας. Η μελέτη δίνει έτσι μια ισχυρή ώθηση στο αφελές πεδίο της «οστεοτοξικολογίας» για την ανατομή των επιδράσεων διαφόρων τοξινών (συμπεριλαμβανομένων των κυανοτοξινών) στην υγεία των οστών.

Με την άνοδο της παγκόσμιας θερμοκρασίας και την επακόλουθη άνθηση των φυκών παγκοσμίως, διατρέχουμε πλέον ολοένα μεγαλύτερο κίνδυνο να αναπτύξουμε επιπλοκές των οστών που προκαλούνται από κυανοτοξίνες τόσο στο παρόν όσο και στο άμεσο μέλλον. Επομένως, απαιτείται μελλοντική έρευνα σε αυτό το πολύ σημαντικό πεδίο για την καλύτερη κατανόηση και ανατομή του δεσμού και του ρόλου των διαφόρων κυανοτοξινών (στις οποίες έχουμε ήδη εκτεθεί) σε σχέση με την υγεία των οστών μας. Αυτές οι εστιασμένες μελέτες θα μας βοηθήσουν να σχεδιάσουμε καλύτερα τόσο προληπτικές όσο και θεραπευτικές στρατηγικές για την αποτελεσματική αντιμετώπιση των παρενεργειών της τοξικότητας που προκαλείται από κυανοτοξίνες στην ανθρώπινη υγεία (συμπεριλαμβανομένης της υγείας των οστών).

Αυτά τα ευρήματα περιγράφονται στο άρθρο με τίτλο, Microcystin-leucine arginine (MC-LR) induces bone loss and impairs bone micro-architecture by modulating host immunity in mice:Implications for bone health, που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Environmental Pollution. Αυτή η εργασία διεξήχθη από τους Hamid Y. Dar, Yaqoob Lone και Raj Kumar Koiri από το Dr. Harisingh Gour Central University, Pradyumna K. Mishra από το ICMR-Εθνικό Ινστιτούτο Έρευνας στην Περιβαλλοντική Υγεία και Rupesh K. Srivastava από το Ινστιτούτο Ιατρικών Επιστημών στο Νέο Δελχί, Ινδία.