Czy uszkodzenie receptoru kannabinoidowego może prowadzić do osteoporozy?

Osteoporoza - objawy i przyczyny

U kręgowców – w tym również u ludzi – masa i kształt kości są określane przez ciągłą przebudowę, na którą składa się skoordynowane i zrównoważone działanie osteoklastów, komórek resorbujących kość oraz osteoblastów, tworzących tkankę kostną. Osteoporoza, najczęstsza choroba zwyrodnieniowa w krajach rozwiniętych, wynika z zaburzenia tej równowagi, co prowadzi do utraty masy kostnej i zwiększonego ryzyka złamań. W jej przebiegu dochodzi do przerzedzenia kości korowej, zmniejszenia gęstości i struktury kości gąbczastej.

Jedną z głównych przyczyn tego stanu jest menopauza, stąd najbardziej zagrożone osteoporozą są kobiety w średnim wieku. Według International Osteoporosis Foundation schorzenie jest odpowiedzialne za 8,9 mln złamań kości rocznie. Szacuje się, że na osteoporozę cierpi 200 mln kobiet na całym świecie (w Polsce 1,7 mln pań na 2,1 mln przypadków). Statystycznie, po przekroczeniu 50. r.ż. 25% z nas zagrożonych jest złamaniami, związanymi z rozwojem zrzeszotnienia kości.

Rozwojowi osteoporozy sprzyjają:

• wcześniejsze złamania kości; 
• wiek;
• wczesna menopauza – przed 45. r.ż.;
• nadwaga;
• niedobór witaminy D – ważnej w utrzymaniu tkanki kostnej oraz wapnia – który jest kluczowym dla budowy kości minerałem;
• brak ruchu – ćwiczenia z obciążeniem obniżają ryzyko osteoporozy; 
• palenie tytoniu i spożywanie alkoholu; 
• stosowanie leków, takich jak kortykosteroidy; 
• niektóre choroby: np. problemy z tarczycą, celiakia, przewlekła choroba wątroby, choroba nerek lub reumatoidalne zapalenie stawów, choroba Leśniowskiego-Crohna, celiakia i inne stany zapalne jelit, które wpływają na wchłanianie składników odżywczych.

Czy uszkodzenie receptorów kanabinoidowych może zwiększać ryzyko osteoporozy?

Jakiś czas temu doniesiono, że przebudowa kości podlega kontroli poprzez szlaki obejmujące sygnalizację przez receptory podwzgórza dla leptyny i neuropeptydu Y¹, które są również związane z regulacją poziomów endokannabinoidów w mózgu². To zespołowi dr Melihy Karsak dało asumpt do zbadania roli systemu sygnalizacji endokannabinoidowej w regulacji masy kostnej.

Według International Osteoporosis Foundation osteoporoza jest odpowiedzialna za 8,9 mln złamań kości rocznie. Szacuje się, że cierpi na nią 200 mln kobiet na całym świecie!

W ludzkim organizmie istnieją 2 rodzaje receptorów kanabinoidowych – CB1 i CB2. Receptory CB1 znajdują się w mózgu oraz neuronach obwodowych i odpowiadają za większość działań leków kannabinoidowych oraz endokannabinoidów na ośrodkowy układ nerwowy³. Natomiast w przypadku receptorów CB2 najdokładniej poznana i opisywana jest ich obecność w komórkach i narządach związanych z układem immunologicznym⁴.

Jednak naukowcy z Life and Brain Centre, przy współpracy z grupami badawczymi z Wielkiej Brytanii, Francji i Izraela, postanowili sprawdzić, czy endokanabinoidy są wykorzystywane do regulowania metabolizmu kości. Eksperyment przeprowadzili na myszach, u których wyłączyli gen CB2. Spowodowało to u nich utratę stabilizujących beleczek kostnych (rusztowania tkanek), a liczba osteoklastów – komórek, które uszkadzają tkankę kostną – wzrosła o prawie 40%.

Jaką funkcję w kościach pełnią receptory CB2?

Uczeni zauważyli, że niska masa kostna u gryzoni związana jest z wysokim obrotem kostnym, co obserwuje się w osteoporozie pomenopauzalnej, gdzie wzrost tworzenia kości jest niewystarczający, aby zrekompensować silnie stymulowaną resorpcję kości. Zwrócili też uwagę na fakt, że inną cechą przypominającą ludzkie zrzeszotnienie jest fakt, zmniejszenia się masy kości beleczkowej⁵. Naukowcy postanowili zatem zbadać funkcje receptorów CB2 w kościach. Odkryli, że ich nośnikami są zarówno destrukcyjne osteoklasty, jak i budujące tkankę kostną osteoblasty oraz że endokannabinoidy są wykorzystywane do regulowania wzrostu kości.

Potwierdziło to kolejne badanie na samicach myszy, u których na skutek wycięcia jajników wywołano osteoporozę. Gdy badacze podali gryzoniom substancję, która wiąże się z receptorem CB2, byli w stanie ograniczyć utratę masy kostnej. Zespół zapoznał się z danymi uzyskanymi z kompleksowych badań przeprowadzonych we Francji, aby sprawdzić, jak dalece wyniki uzyskane na myszach mogą mieć zastosowanie u ludzi.

Okazało się, że kobiety mające specyficzną mutację genu CB2 (a w związku z tym z uszkodzonym receptorem kannabinoidowym CB2) częściej cierpią na osteoporozę niż osoby z grupy kontrolnej. Stwierdzono też, że u pań posiadających tę mutację ryzyko wystąpienia osteoporozy jest 3-krotnie wyższe. Prowadząca badanie Meliha Karsak zwróciła uwagę na fakt, że na szczęście jednak u wielu kobiet z osteoporozą receptor CB2 jest aktywny. To zaś otwiera lekarzom nowe możliwości leczenia poprzez stymulowanie receptora za pomocą lekarstw i spowalnianie w ten sposób utraty masy kostnej, analogicznie do tego, jak to zrobił jej zespół w eksperymencie na myszach.

Czy olejki CBD są pomocne w leczeniu osteoporozy?

Podsumujmy: myszy z niedoborem CB2 wykazują znacznie przyspieszoną związaną z wiekiem utratę masy kostnej, a mutacja genu kodującego CB2 u kobiet jest związana z niską gęstością mineralną kości, natomiast aktywacja CB2 osłabia u myszy utratę kości poprzez hamowanie resorpcji kości i wzmacnianie tworzenia kości. Oznacza to, że poprzez receptory CB2 możemy wpływać na metabolizm kości. Tym bardziej że zarówno osteoklasty, jak i osteoblasty odpowiadają na wytwarzane w naszym organizmie endokannabinoidy.

Leczenie olejkiem CBD przyspieszało gojenie złamań, poprawiało właściwości biomechaniczne w tym maksymalne obciążenie kości.

Badania przeprowadzone przez francuskich naukowców sugerują, że kości ludzkie mają ich wyższy poziom (podobnie jak ligandów) niż komórki mózgu⁶. Wykazano też, że anandamid – naturalnie wytwarzany w organizmie ludzkim kannabinoid – ma wpływ na tkanki kostne. Naturalnym krokiem było zatem sprawdzenie, czy będą go miały również roślinne odpowiedniki kannabinoidów pochodzące z konopi siewnych.

Okazało się, że CBD może imitować anandamid, co pozytywnie wpływa na zdrowie kości u osób cierpiących na osteoporozę. Kannabidiol zalicza się do antagonistów receptorów CB2, co oznacza, że jest związkiem, który wiąże się z receptorem CB2 (podobnym do tego, który podano opisanym wyżej myszom). Dzięki temu można go użyć do modulowania funkcji tych receptorów⁷, aby poprawić aktywność i liczbę osteoblastów, hamując jednocześnie ekspresję i proliferację osteoklastów. CBD może również stymulować tworzenie wewnątrzkorowych składników oraz utrzymywać prawidłową masę kości.

Co więcej, jak dowodzi biochemiczka Patricia H. Reggio z University of North Carolina Greensboro, receptory CB1 można aktywować w celu zahamowania działania noradrenaliny⁸. Ten hormon może opóźnić tworzenie nowych komórek kości, przyspieszyć resorpcję i prowadzić do pewnych problemów z kośćmi.

Z kolei na University of Edinburgh stwierdzono, że kannabidiol wydaje się obiecujący jako środek antyresorpcyjny. W podsumowaniu pracy napisano, że: endokannabinoidy mogą być stosowane w celu wykorzystania receptorów kannabinoidowych do pobudzenia procesów anabolicznych (czyli wzrostowych) kości⁹.

W opublikowanym w 2015 r. badaniu naukowcy z Izraela, Szwajcarii i Szwecji sprawdzili wpływ kannabidiolu na zrastanie się złamanej kości udowej u szczurów. Okazało się, że leczenie olejem CBD przyspieszało gojenie złamań, poprawiało właściwości biomechaniczne w tym maksymalne obciążenie kości. Uczonym nie umknął fakt, że CBD brało również udział w procesach sieciowania i stabilizacji kolagenu, co – jak potwierdziła spektroskopia w podczerwieni z transformacją Fouriera (FTIR) – zaowocowało wzrostem współczynnika usieciowania kolagenu (a w dalszej perspektywie właściwości biomechanicznych zrośniętej kości)¹⁰.

Jak zapobiegać osteoporozie?

Włoscy naukowcy na pytanie o to, jak zapobiegać osteoporozie mówią wprost: dietą i suplementacją. Ich zdaniem zalecenia powinny obejmować "dzienne spożycie 800-1200 mg wapnia oraz wystarczającą ilość białka w diecie, najlepiej osiąganą poprzez produkty mleczne. U kobiet po menopauzie ze zwiększonym ryzykiem złamań należy zalecić dawkę dobową 800 j.m. cholekalcyferolu. U osób, które z pożywieniem przyjmują mniej wapnia niż 800 mg/dobę suplementacja tego pierwiastka jest wskazana, natomiast uzupełnianie witaminy D powinno być wdrożone u ludzi z ryzykiem jej niedoboru lub go wykazujących". Ponadto należy zalecić regularne ćwiczenia z obciążeniem, dostosowane do potrzeb i możliwości indywidualnego pacjenta¹¹.

Najważniejszymi źródłami wapnia w diecie są produkty mleczne (mleko, jogurt i sery), ryby (zwłaszcza sardynki z kośćmi), rośliny strączkowe oraz orzechy i nasiona. Jego homeostaza wapnia jest regulowana głównie przez witaminę D, która w ok. 80-90% jest uzyskiwana z syntezy skórnej po ekspozycji na światło słoneczne, a 10-20% z pokarmów, takich jak tłuste ryby, grzyby i niektóre wzbogacone produkty mleczne.

Niemniej jednak żadna żywność nie może dostarczyć wystarczającej ilości witaminy D, aby zapewnić nasze dziennie wymagania. Jak dowiodły badania, u kobiet w podeszłym wieku lub po menopauzie niedobór tego związku może nasilać osteoporozę. Co więcej, odpowiednie jej stężenie jest niezbędne do maksymalizacji skuteczności leków przeciwosteoporotycznych¹².

Fermentowane produkty mleczne są również ważnym źródłem wapnia, fosforu, białka oraz probiotyków, które są w stanie poprawić wchłanianie wapnia w jelitach oraz metabolizm kości. Szwajcarskie badania sugerują, że osłabienie utraty masy kostnej wywołane niedoborem hormonów płciowych (szczególnie istotne po menopauzie) poprawiało się po spożyciu wapnia, białka, prebiotyków i probiotyków¹³.

Dla metabolizmu kości ważny jest też potas. Może on zmniejszyć obciążenie kwasami, a tym samym zubożenie kości w wapń. Metaanaliza przeprowadzona przez Brytyjczyków potwierdziła, że suplementacja alkalicznymi solami potasu wiąże się ze znacznym zmniejszeniem wydalania wapnia przez nerki. Sole te znacząco obniżyły markery resorpcji kości usieciowanych N-telopeptydów kolagenu typu I (NTX)¹⁴.

Magnez jest niezbędny zarówno do metabolizmu wapnia, jak i aktywacji witaminy D, ponieważ większość enzymów biorących udział w jej metabolizmie z niego korzysta¹⁵. Ponadto magnez indukuje proliferację osteoblastów – dlatego jego niedobór wiąże się z ograniczeniem kościotworzenia¹⁶. Bogate w ten pierwiastek są zielone warzywa liściaste, rośliny strączkowe, kakao i orzechy. Zalecane dzienne spożycie magnezu to 310-360 mg dla kobiet i 400-420 mg dla mężczyzn. Wymagania te mogą jednak różnić się u poszczególnych osób w zależności od wieku, płci i wcześniejszego stanu odżywienia. Populacje, które spożywają bardziej przetworzoną żywność (rafinowane zboża, cukry i tłuszcze), mają niższy poziom magnezu¹⁷. U osób starszych jego niedobory powodują nadmierne uwalnianie wapnia z kości, co dodatkowo zwiększa ryzyko złamań i upadków¹⁸.

Osoby chcące wzmocnić kości nie mogą zapomnieć o witaminie K. Bierze ona udział w tworzeniu macierzy kostnej podczas mineralizacji. Jest istotna dla prawidłowego działania osteokalcyny – białka wiążącego wapń w kościach, ułatwiającego proces ich mineralizacji. Witamina K obejmuje rodzinę różnych form molekularnych: K1 jest pojedynczą formą syntetyzowaną przez rośliny, natomiast grupa K2 obejmuje wiele form, głównie syntetyzowanych przez bakterie. Substancja ta pełni główną rolę w transporcie wapnia do kości. Co ciekawe, występuje ona w serach¹⁹.

Mało kto wie, ale również witamina C może poprawić zdrowie kości ze względu na jej właściwości przeciwutleniające. Jest w stanie tłumić aktywność osteoklastów²⁰. Działa również jako kofaktor różnicowania osteoblastów i uczestniczy w tworzeniu kolagenu. Przegląd systematyczny oraz metaanaliza, w której zebrano badania obserwacyjne, wykazały, że większe spożycie kwasu askorbinowego w diecie było pozytywnie powiązane z gęstością mineralną kości w okolicy szyjki kości udowej i kręgosłupa lędźwiowego. Większe spożycie witaminy C w diecie było też skorelowane z mniejszym ryzykiem złamań szyjki kości udowej i osteoporozy²¹.

Czasem lepsze efekty może przynieść przyjmowanie preparatów łączących w sobie kilka substancji. Aktualne dowody wspierają pogląd, że wspólna suplementacja witamin D3 i K2 może być bardziej skuteczna niż przyjmowanie ich pojedynczo²². Bowiem pierwsza promuje produkcję białek, które do prawidłowego funkcjonowania wymagają witaminy K2.