Memeli anneler yavrularına bakmak için çok şeyden vazgeçerler. Yeni doğan bebeklerini sütle beslemek için vücutları kendi kemiklerinden kalsiyum çeker.
Bilim insanları uzun zamandır annelerin iskeletlerinin bu baskı altında neden parçalanmadığını merak ediyordu ve San Francisco Kaliforniya Üniversitesi (UCSF) liderliğindeki ABD'li araştırmacılar bu gizemi çözdüklerini düşünüyor.
Ekip, dişi farelerde şaşırtıcı derecede güçlü ve yoğun kemiklerin büyümesini destekleyen yepyeni bir hormon keşfetti.
Sinirbilimciler, her yaştan ve cinsiyetten farede güçlü ve sağlıklı kemikler oluşturmak için çalışmasına rağmen bu hormona anne beyin hormonu (MBH) adını verdiler.
UCSF'de kendi laboratuvarının başında olan farmakolog Holly Ingraham, "Bu bulgularla ilgili dikkat çekici şeylerden biri, dişi fareler üzerinde çalışmıyor olsaydık, ki maalesef biyomedikal araştırmalarda norm budur, o zaman bu bulguyu tamamen kaçırabilirdik" diyor.
"Biyolojiyi tam olarak anlamak için yaşam boyu hem erkek hem de dişi hayvanlara bakmanın ne kadar önemli olduğunun altını çiziyor."
Günümüzde beyin araştırmalarının büyük çoğunluğunun odağında erkek beyinleri yer almaktadır ve yayınlanan nörogörüntüleme çalışmalarının yalnızca yüzde 2'si cinsiyet steroidleri gibi hormonal faktörleri incelemiştir.
Östrojen, beyin üzerinde yaygın etkileri olan kemik yapıcı bir seks steroididir. Yaşam boyunca yükselip alçalmakla birlikte, östrojen menopozdan sonra daha düşük miktarlarda üretilir ve yaşlı kadınları osteoporozun kemik zayıflatıcı etkilerine karşı savunmasız bırakır.
Bir kişi emzirirken de östrojen seviyeleri düşer ve bu da kemik büyümesini yavaşlatır. Bu arada, annenin vücudu yeni doğan bebeği beslemeye devam etmek için iskeletten kalsiyum sülükler veya 'resorbs' eder, bu da kemikleri daha da riske atar.
2019'da Ingraham'ın UCSF'deki laboratuvarı, dişi fare beyninin belirli bir bölümünden östrojen bloke edildiğinde, bunun aslında hayvanın kemik gücünü önemli ölçüde artırdığını görünce şaşırdı.
Görünüşe göre östrojenin yerini başka bir kemik yapıcı hormon alıyordu ve şimdi araştırmacılar bunu buldu.
Anne beyin hormonu veya MBH, CCN3 adı verilen bilinen bir proteindir. Beynin arkuat çekirdek adı verilen bir bölümündeki nöronlar tarafından salgılanan bu protein, üreme ve ergenlikle ilgilidir.
Farelerde normal laktasyon sırasında, östrojen düştükçe bu nöronlardan MBH üretimi artar.
MBH'nin laboratuvarda fare ve insan kemik dokusunda kök hücre aktivitesini uyardığı bulunmuştur. Her yaştan ve cinsiyetten canlı farelerde, MBH'deki artış kemik yeniden şekillenmesini artırdı ve kırık onarımını hızlandırdı.
Bu durum özellikle dişi fareler için önemlidir. Büyük bir yeni doğan yavrusunu beslemek, kemirgen bir annenin kemik yoğunluğunun yaklaşık yüzde 30'unu feda etmesini gerektirir.
Emzirme durduğunda ve östrojen tekrar yükseldiğinde kayıplar normale dönse de, MBH'nin karşı koyucu doğası olmadan anne ve yavrularının durumu kötü olacaktır. Canlı fareler üzerinde yapılan deneylerde, MBH üretimi yapay olarak engellendiğinde, araştırmacılar annenin tipik olandan çok daha fazla kemik yoğunluğu kaybettiğini ve yavruların hızla kilo kaybettiğini tespit etti.
Buna karşılık, araştırmacılar hem erkek hem de dişi genç yetişkin ve yaşlı farelere fazladan MBH eklediğinde, hayvanlar haftalar içinde kemik kütlesi ve gücünde büyük artışlar gösterdi.
Östrojen seviyeleri çok düşük olan yaşlı dişi farelerde, MBH tedavisi kemik kütlelerini iki katından fazla artırdı.
California Davis Üniversitesi'nden kök hücre biyoloğu Thomas Ambrosi, "Yüksek mineralli kemiklerin daha iyi olmadığı bazı durumlar vardır; daha zayıf olabilirler ve aslında daha kolay kırılabilirler" diyor.
"Ancak bu kemikleri test ettiğimizde, normalden çok daha güçlü oldukları ortaya çıktı. Bu tür bir mineralizasyon ve iyileşme sonucunu başka hiçbir stratejiyle elde edemedik."
İyi haberlerin sonuncusu da bu değil. Araştırmacılar MBH'yi bir hidrojel yama halinde paketleyip yaşlı bir farede kırık bir kemiğe doğrudan uyguladıklarında, kırık bölgesinde kemik büyümesini teşvik etti.
Bu sonuçların insanlara ne kadar iyi yansıdığını anlamak için daha fazla araştırma yapılması gerekiyor. İnsanlar emzirirken geçici olarak kemik yoğunluklarının yaklaşık yüzde 10'unu kaybederler ki bu oran farelerdekinden önemli ölçüde daha azdır.
Ingraham, "Kemik kaybı sadece menopoz sonrası kadınlarda değil, aynı zamanda belirli hormon blokerleri alan meme kanserinden kurtulanlarda; daha genç, yüksek eğitimli elit kadın sporcularda ve kalça kırığı sonrası göreceli hayatta kalma oranı kadınlardan daha düşük olan yaşlı erkeklerde de görülür" diyor.
"Eğer [MBH] tüm bu senaryolarda kemik kütlesini artırabilirse inanılmaz heyecan verici olur."
Çalışma Nature dergisinde yayımlandı.