Modellen van alfa- en bèta-glucofuranose, en vorm van glucose (Illustratie: BinimGarten/Wikimedia).

Onderzoekers KU Leuven vinden nieuwe link tussen botcellen en bloedsuikerspiegel

Botcellen maken niet alleen nieuw bot aan, maar beïnvloeden ook de bloedsuikerspiegel. De stofwisseling van de botcellen bepaalt hoeveel suiker ze opnemen, en als de botcellen meer suiker opnemen dan normaal, dan kan dat de glucosewaarde in het bloed verlagen. Leuvense wetenschappers hebben nu een nieuw mechanisme ontdekt dat deze link stuurt: als de botcellen weinig zuurstof hebben, nemen ze meer glucose op en daalt de bloedsuikerspiegel. Het onderzoek kan in de toekomst bijdragen tot nieuwe therapieën voor aandoeningen zoals osteoporose en diabetes.

Ons skelet lijkt iets dat onveranderlijk is, maar schijn bedriegt. Eigenlijk worden er de hele tijd oude botdeeltjes afgebroken en nieuwe opgebouwd. Zo krijg je om de tien jaar een volledig vernieuwd skelet.

Er zijn botcellen die bot aanmaken en andere cellen die bot afbreken. Bij ziektes als osteoporose zijn die laatste te actief en wordt er te veel bot afgebroken. De huidige geneesmiddelen zijn er dan ook vooral op gericht om die cellen lam te leggen. Helaas betekent dat ook dat hun tegenhangers, de cellen verantwoordelijk voor botaanmaak, hun werk staken. Zo stopt de vernieuwing van het bot en gaat, bovenop het botverlies, ook de botkwaliteit achteruit. Dat kan leiden tot pijnlijke en moeilijk te genezen botbreuken.

Om nieuwe geneesmiddelen te ontwikkelen, onderzoeken wetenschappers hoe ze de botcellen voor opbouw kunnen activeren.

“Daarvoor is het cruciaal om goed te begrijpen hoe die cellen precies werken”, vertelt professor Christa Maes op "KU Leuven Nieuws". “Ons onderzoek gaat na hoe de botcellen ontstaan en op de juiste plaatsen bot aanmaken. Een goede bloedtoevoer is noodzakelijk voor een goede werking van botcellen. Maar hoe de samenhang tussen bloedvaten en botcellen precies in elkaar zit, dat weten we nog niet helemaal. Eén aspect is dat de bloedvaten zuurstof aanvoeren. In deze studie onderzochten we het belang van zuurstof door middel van muizen met een mutatie: die zorgt ervoor dat hun botcellen zich gedragen alsof ze een zuurstoftekort ervaren.”

De onderzoekers stelden twee gevolgen vast. Ten eerste maken de muizen abnormaal veel bot aan, waardoor ze zwaardere botten hebben. Tegelijk zagen ze dat de botcellen glucose opslorpen. “Dat is de gebruikelijke reactie van cellen op zuurstofgebrek: ze besparen op het verbruik van zuurstof door glucose om te zetten naar lactaat in plaats van de glucose te verbranden. Bij die omzetting is er geen zuurstof nodig, maar het nadeel is wel dat dit minder energie oplevert. Om toch nog genoeg energie te verkrijgen, nemen de botcellen in onze muizen veel meer glucose op dan normaal.”

Dikke en magere laboratoriummuizen (archieffoto).

Magere muizen

Een tweede en eerder onverwacht effect was dat de muizen mager bleven. “De muizen bleken ook niet te verdikken met het ouder worden, zoals normale muizen. Nochtans eten ze evenveel en bewegen ze zelfs minder dan hun normale nestgenoten. Bij verder onderzoek bleken de muizen lage bloedsuikerwaardes te hebben”, vertelt doctoraatsstudente Naomi Dirckx.

De twee effecten bleken aan elkaar gekoppeld te zijn: “Hoe meer glucose in het skelet van de muizen werd opgenomen, hoe minder glucose er circuleerde in hun bloed. De veranderde stofwisseling in de botcellen geeft de muizen dus een gunstige bloedsuikerspiegel en houdt ze mager. Dit brengt een nieuwe link naar boven tussen bot en de bloedsuikerspiegel”, aldus professor Christa Maes.

Dit resultaat biedt nieuwe pistes voor verder onderzoek naar aandoeningen zoals osteoporose, diabetes en obesitas. “Bij diabetes bijvoorbeeld ziet men een zeer hoge bloedsuikerspiegel in combinatie met een slechte botkwaliteit die vaak tot botbreuken leidt. Met deze kennis kunnen we verder werken aan behandelingen om misschien wel beide problemen op te lossen, al zal dat natuurlijk nog jaren onderzoek vergen”, zo zei professor Maes.

De studie van het Leuvense team is gepubliceerd in JCI, "The Journal of Clinical Investigation".