Lorsque les choses deviennent trop lourdes, on nous conseille souvent de « se décharger », mais lorsqu’il s’agit de maintenir les os, faire le contraire peut être une bonne chose. Des chercheurs japonais ont découvert certains mécanismes clés de la façon dont la charge physique stimule la croissance osseuse.
Dans une étude publiée le 13 juillet 2021 à 11 h HE dans Rapports de cellule, des chercheurs du National Cerebral and Cardiovascular Center Research Institute ont révélé que l’expression du peptide ostéocrine (OSTN) est influencée par la charge – diminuant lorsque la charge est réduite et augmentant lorsqu’elle est ajoutée.
Les os et les muscles squelettiques sont renforcés par la charge associée à l’exercice, ce qui empêche l’atrophie osseuse et musculaire, et le maintien de la force osseuse et musculaire est important pour maintenir l’activité physique. La croissance des os longs, tels que le fémur et le tibia, est un processus très complexe contrôlé par des facteurs génétiques et environnementaux, tels que l’exercice et la gravité.
On ne sait pas grand-chose sur la façon dont la force mécanique initie des signaux biochimiques pour contrôler la croissance osseuse. Nous avons étudié comment la charge est liée à l’ajustement de l’équilibre métabolique du maintien osseux. »
Haruko Watanabe-Takano, auteur principal de l’étude
L’os est maintenu par les activités équilibrées de deux types de cellules – les ostéoblastes, qui fabriquent les os, et les ostéoclastes, qui décomposent les os – et on pense qu’ils sont fabriqués en réponse à une demande de charge. Plus précisément, l’équipe a étudié l’expression de l’OSTN, un peptide produit par les ostéoblastes, chez la souris. L’OSTN est essentiel à la régulation de la croissance osseuse, ainsi qu’à l’endurance physique.
Les chercheurs ont découvert que l’OSTN était très fortement exprimé dans les os tels que le tibia, le radius et le cubitus, et dans la région où la charge était appliquée. De plus, ils ont montré que l’OSTN était sécrété par les ostéoblastes périostés dans ces os. Le périoste est une membrane présente sur la surface externe des os, sauf au niveau des articulations des os longs, et est impliqué dans le remodelage et la production osseux, en particulier pendant la croissance.
« Nous avons également constaté que l’expression de l’OSTN diminuait lorsque la charge était réduite et était augmentée par la stimulation de la charge », explique Watanabe-Takano. « De plus, lorsque nous avons modifié génétiquement des souris dépourvues d’OSTN, nous avons constaté qu’elles avaient une masse osseuse réduite par rapport aux souris normales et qu’elles manquaient de récupération de la masse osseuse induite par la charge après une réduction prolongée de la charge. Ainsi, nous avons conclu que l’OSTN fabrique de l’os en réponse à une stimulation par charge, favorisant la formation osseuse. »
Lorsqu’ils ont examiné comment l’OSTN pourrait obtenir cet effet, l’équipe a découvert qu’il augmente les niveaux d’un autre peptide, appelé peptide natriurétique C, qui à son tour pousse les ostéoblastes ostéoblastiques à se multiplier, à mûrir et à devenir fonctionnels.
Les résultats de cette étude seront utiles pour la promotion du maintien osseux chez les patients alités, car la formation osseuse est connue pour être inhibée par l’alitement à long terme, et pour la prévention et le traitement du syndrome de fragilité. Des études futures s’appuieront sur ces résultats pour découvrir d’autres mécanismes, tels que la façon dont les cellules périostées détectent la stimulation de la charge.
