此前研究表明吸烟，饮酒，服用某些药物或接触环境污染物会导致骨质疏松的发生。但到目前为止，研究人员尚未对这些暴露如何与骨质流失联系起来。

由宾夕法尼亚大学兽医学院的研究人员领导的一项新研究揭示了这些因素与骨质疏松症可能相关的机制。研究人员在FASEB杂志上报告说，线粒体的损伤 - 关键的细胞器和能量发生器 - 导致了称为破骨细胞的细胞产生激增，破骨细胞负责分解骨骼。他们在培养细胞和动物模型中发现了这些影响。

“在正常个体中，骨质降解和重建的过程以非常平衡的方式进行，但在某些人中，它们会以某种方式产生更多的破骨细胞，这会导致骨质流失和骨质疏松症，”宾夕法尼亚大学的生物化学家Narayan Avadhani说。兽医和资深作者的工作。 “我们在本文中表明，当线粒体功能受到影响时，它不仅会影响能量产生，还会引发一种诱导破骨细胞过度产生的应激信号。”

Avadhani的实验室研究了线粒体功能障碍对多种现象的影响，包括癌症和肝脏疾病。在这里，科学家们与西奈山伊坎医学院的Mone Zaidi实验室合作，密切关注线粒体问题如何影响一种被称为巨噬细胞的免疫细胞。

巨噬细胞是免疫系统的前线，吞噬和消化外来入侵者身体。但巨噬细胞也可以多样化，在情况合适时转化为破骨细胞。

为了了解线粒体损伤如何通过巨噬细胞的作用与骨质疏松症相关联，研究人员在实验室培养的小鼠巨噬细胞中诱导了一种关键酶的损伤，该酶负责线粒体，细胞色素氧化酶C的能量产生。这样做导致巨噬细胞释放出与炎症反应相关的各种信号分子，并且似乎也促使它们走向成为破骨细胞的道路。

在该研究中，他们观察到一个关键分子RANK-L的异常现象，它有助于调节骨骼重建过程，并被骨骼细胞释放，作为诱导骨骼破裂的手段。当线粒体受损时，它们经历应激信号传导并以更快的速率转化为破骨细胞，即使RANK-L水平较低。这些破骨细胞导致更多的骨吸收或分解。

研究人员在小鼠模型中证实了他们的发现，结果表明，导致线粒体功能失调的突变动物的破骨细胞产生增加。此外，它们的巨噬细胞具有更高水平的吞噬作用，这是免疫细胞吞噬和“吃掉”入侵者的过程。研究人员认为，这种增强的吞噬能力可能是造成线粒体缺陷的人可能出现的一些其他生理问题的原因。