OSAKA: Kita sering diminta untuk “melepaskan beban” saat keadaan menjadi terlalu berat, tetapi dalam hal pemeliharaan tulang, melakukan sebaliknya dapat bermanfaat. Beberapa proses penting tentang bagaimana tekanan fisik menginduksi pembentukan tulang telah diungkap oleh para peneliti Jepang.
Para peneliti dari National Cerebral and Cardiovascular Center Research Institute telah menunjukkan bahwa beban mempengaruhi ekspresi peptida osteocrin (OSTN), yang meningkat saat beban diterapkan dan berkurang saat dikurangi, dalam sebuah penelitian yang diterbitkan dalam jurnal ‘Cell Reports’.
Tulang dan otot rangka diperkuat oleh beban yang terkait dengan olahraga, mencegah atrofi tulang dan otot, dan menjaga kekuatan tulang dan otot penting untuk menjaga aktivitas fisik. Pertumbuhan tulang panjang, seperti tulang paha dan tulang keringadalah proses yang sangat kompleks yang dikendalikan oleh faktor genetik dan lingkungan, seperti olahraga dan gravitasi.
“Tidak banyak yang diketahui tentang bagaimana kekuatan mekanik menginisiasi sinyal biokimia untuk mengontrol pertumbuhan tulang,” kata penulis utama studi tersebut Haruko Watanabe-Takano. “Kami menyelidiki bagaimana beban terkait dengan penyesuaian keseimbangan metabolisme pemeliharaan tulang.”
Tulang dipertahankan oleh aktivitas yang seimbang dari dua jenis sel – osteoblas, yang membuat tulang, dan osteoklas, yang memecah tulang – dan dianggap dibuat sebagai respons terhadap permintaan beban. Secara khusus, tim menyelidiki ekspresi OSTN, peptida yang diproduksi oleh osteoblas, pada tikus. OSTN sangat penting untuk pengaturan pertumbuhan tulang, serta ketahanan fisik.
Para peneliti menemukan bahwa OSTN diekspresikan dengan sangat kuat pada tulang seperti tibia, radius, dan ulna, dan di wilayah tempat beban diterapkan. Selain itu, mereka menunjukkan bahwa OSTN disekresikan oleh osteoblas periosteal pada tulang-tulang ini. Periosteum adalah membran yang ditemukan di permukaan luar tulang, kecuali pada sendi tulang panjang, dan terlibat dalam remodeling dan produksi tulang, terutama selama pertumbuhan.
“Kami juga menemukan bahwa ekspresi OSTN menurun saat beban dikurangi, dan meningkat dengan stimulasi beban,” kata Watanabe-Takano. “Selain itu, ketika kami merekayasa genetik tikus yang kekurangan OSTN, kami menemukan bahwa mereka telah mengurangi massa tulang dibandingkan dengan tikus normal dan kekurangan pemulihan massa tulang yang diinduksi oleh beban setelah pengurangan beban yang berkepanjangan. Jadi, kami menyimpulkan bahwa OSTN membuat tulang sebagai respons terhadap stimulasi oleh beban, mempromosikan pembentukan tulang.”
Ketika mereka melihat bagaimana OSTN dapat mencapai efek ini, tim menemukan bahwa itu meningkatkan kadar peptida lain, yang disebut peptida natriuretik C, yang pada gilirannya mendorong osteoblas pembentuk tulang untuk berkembang biak, matang, dan menjadi fungsional.
Hasil penelitian ini akan berguna untuk mempromosikan pemeliharaan tulang pada pasien yang terbaring di tempat tidur, karena pembentukan tulang diketahui dihambat oleh tirah baring jangka panjang, dan untuk pencegahan dan pengobatan sindrom kelemahan. Studi selanjutnya akan membangun hasil ini untuk menemukan mekanisme lebih lanjut, seperti bagaimana sel periosteal mendeteksi stimulasi beban.
Para peneliti dari National Cerebral and Cardiovascular Center Research Institute telah menunjukkan bahwa beban mempengaruhi ekspresi peptida osteocrin (OSTN), yang meningkat saat beban diterapkan dan berkurang saat dikurangi, dalam sebuah penelitian yang diterbitkan dalam jurnal ‘Cell Reports’.
Tulang dan otot rangka diperkuat oleh beban yang terkait dengan olahraga, mencegah atrofi tulang dan otot, dan menjaga kekuatan tulang dan otot penting untuk menjaga aktivitas fisik. Pertumbuhan tulang panjang, seperti tulang paha dan tulang keringadalah proses yang sangat kompleks yang dikendalikan oleh faktor genetik dan lingkungan, seperti olahraga dan gravitasi.
“Tidak banyak yang diketahui tentang bagaimana kekuatan mekanik menginisiasi sinyal biokimia untuk mengontrol pertumbuhan tulang,” kata penulis utama studi tersebut Haruko Watanabe-Takano. “Kami menyelidiki bagaimana beban terkait dengan penyesuaian keseimbangan metabolisme pemeliharaan tulang.”
Tulang dipertahankan oleh aktivitas yang seimbang dari dua jenis sel – osteoblas, yang membuat tulang, dan osteoklas, yang memecah tulang – dan dianggap dibuat sebagai respons terhadap permintaan beban. Secara khusus, tim menyelidiki ekspresi OSTN, peptida yang diproduksi oleh osteoblas, pada tikus. OSTN sangat penting untuk pengaturan pertumbuhan tulang, serta ketahanan fisik.
Para peneliti menemukan bahwa OSTN diekspresikan dengan sangat kuat pada tulang seperti tibia, radius, dan ulna, dan di wilayah tempat beban diterapkan. Selain itu, mereka menunjukkan bahwa OSTN disekresikan oleh osteoblas periosteal pada tulang-tulang ini. Periosteum adalah membran yang ditemukan di permukaan luar tulang, kecuali pada sendi tulang panjang, dan terlibat dalam remodeling dan produksi tulang, terutama selama pertumbuhan.
“Kami juga menemukan bahwa ekspresi OSTN menurun saat beban dikurangi, dan meningkat dengan stimulasi beban,” kata Watanabe-Takano. “Selain itu, ketika kami merekayasa genetik tikus yang kekurangan OSTN, kami menemukan bahwa mereka telah mengurangi massa tulang dibandingkan dengan tikus normal dan kekurangan pemulihan massa tulang yang diinduksi oleh beban setelah pengurangan beban yang berkepanjangan. Jadi, kami menyimpulkan bahwa OSTN membuat tulang sebagai respons terhadap stimulasi oleh beban, mempromosikan pembentukan tulang.”
Ketika mereka melihat bagaimana OSTN dapat mencapai efek ini, tim menemukan bahwa itu meningkatkan kadar peptida lain, yang disebut peptida natriuretik C, yang pada gilirannya mendorong osteoblas pembentuk tulang untuk berkembang biak, matang, dan menjadi fungsional.
Hasil penelitian ini akan berguna untuk mempromosikan pemeliharaan tulang pada pasien yang terbaring di tempat tidur, karena pembentukan tulang diketahui dihambat oleh tirah baring jangka panjang, dan untuk pencegahan dan pengobatan sindrom kelemahan. Studi selanjutnya akan membangun hasil ini untuk menemukan mekanisme lebih lanjut, seperti bagaimana sel periosteal mendeteksi stimulasi beban.
