Vitamine B12 en osteoporose*
Uit een studie, zowel in het laboratorium als met muizen en mensen, blijkt nu dat ook
vitamine B12 een belangrijke rol speelt in het biologische proces van
botvorming en de kans op osteoporose. Bij een
vitamine B12 tekort bleken muizen duidelijk minder botmassa te hebben. (Bot is levend weefsel dat voortdurend wordt opgebouwd door de osteoblasten (jonge beenvormende cellen) en weer afgebroken door de osteoclasten (cellen die het bot afbreken en dat afvoeren).) Een B12 tekort gaf wel 1/3 minder osteoblasten bij gelijk blijvende osteoclasten. De lever bleek een belangrijke functie in deze te hebben want bij een B12 tekort werd weinig
taurine aangemaakt en zo blijkt ook uit de studie is taurine belangrijk in de aanmaak van botweefsel. Uit bloedmonsters bij mensen genomen werden de resultaten bevestigd. Bij baby's van moeder met een B12 tekort werden ook duidelijk lage waarden
B12 en taurine vastgesteld. Een studie met ouderen liet vergelijkbare resultaten zien.
De studie. (Augustus 2014)
Pathway between gut, liver regulates bone mass: Biological process behind role of vitamin B12 in bone formation unravelled
Researchers have uncovered a previously unknown biological process involving vitamin B12 and taurine that regulates the production of new bone cells. This pathway could be a potential new target for osteoporosis treatment.
In humans it is well known that vitamin deficiencies lead to stunted growth, but the underlying mechanisms have long been a mystery. In this study, the team was able to piece together the biological process that leads to the production of new bone by studying the offspring of mice lacking the Gastric Intrinsic Factor gene, which is active in the stomach and allows the gut to absorb vitamin B12.
"Bone cells aren't solely studied in isolation in the lab as both local and systemic factors play an important role in their function, so it's important to unpick the multitude of biological factors that can affect their proliferation," says Dr Pablo Roman-Garcia, a first author from the Wellcome Trust Sanger Institute. "We were amazed to find a new system that controls bone mass through a protein expressed, of all the places, in the stomach."
The researchers found that bone mass was severely reduced at eight weeks of age in the offspring of mice with vitamin B12 deficiency. Giving the mother a single injection of vitamin B12 during pregnancy was enough to prevent stunted growth and the onset of osteoporosis in the offspring. The team was surprised to find that B12-deficient mice had only one-third of the normal number of bone-creating osteoblast cells, but had no change in bone-degrading osteoclast cells.
Reducing vitamin B12 levels in bone cells in the laboratory did not affect the function of the bone-forming cells directly, while under the same conditions it affected liver cell functions profoundly. These findings suggested to researchers that the liver has an important role to play. This was confirmed when they showed that liver cells from the offspring of B12-deficient mothers were unable to produce taurine. When these mice were fed regular doses of taurine at three weeks of age, they recovered bone mass and grew normally.
"While the importance of taurine is yet to be fully understood, this research shows that vitamin B12 plays a role in regulating taurine production and that taurine plays an important role in bone formation," Dr Vidya Velagapudi, Head of the Metabolomics Unit at the Institute for Molecular Medicine Finland. "To date we have focussed only on vitamin B12-deficient populations, but the next stages of this research will need to confirm the connection between vitamin B12, taurine and bone formation in general populations."
While the focus of this study was the impact of maternal vitamin B12 deficiency on offspring in mouse models, there are promising parallels between these findings and data from human patients. Samples collected by Kocaeli University Hospital, Turkey from children born of nutritionally vitamin B12-deficient mothers also showed a significant decrease in levels of vitamin B12 and taurine. In addition, older patients with vitamin B12 deficiency from a study by the Institute for Molecular Medicine, Finland displayed a statistically positive correlation, suggesting that vitamin B12 plays a key role in regulating taurine synthesis and bone formation in humans of all ages.
"The discovery of this unanticipated pathway between gut, liver and bone would not have been possible without the use of mouse molecular genetics and studies in the clinic that allowed us to understand interactions between these organs," says Dr Vijay K Yadav, a senior author from the Sanger Institute. "The fact that the vitamin B12-taurine-bone pathway affects only bone formation and appears to play the same role in mice and human beings raises the prospect that targeting this pathway through pharmacological means could be a novel approach toward an anabolic treatment of osteoporosis."
Journal Reference:
1. Pablo Roman-Garcia, Isabel Quiros-Gonzalez, Lynda Mottram, Liesbet Lieben, Kunal Sharan, Arporn Wangwiwatsin, Jose Tubio, Kirsty Lewis, Debbie Wilkinson, Balaji Santhanam, Nazan Sarper, Simon Clare, George S. Vassiliou, Vidya R. Velagapudi, Gordon Dougan, Vijay K. Yadav. Vitamin B12–dependent taurine synthesis regulates growth and bone mass. Journal of Clinical Investigation, 2014; DOI: 10.1172/JCI72606
De door de computer vertaalde Engelse tekst (let op: gelet op de vaak technische inhoud van een artikel kunnen bij het vertalen wellicht vreemde en soms niet helemaal juiste woorden en/of zinnen gevormd worden)
Weg tussen darm, lever reguleert botmassa: Biologisch proces achter de rol van vitamine B12 in de botvorming ontrafeld
Onderzoekers hebben een eerder onbekende biologisch proces waarbij vitamine B12 en taurine dat de productie van nieuwe botcellen reguleert blootgelegd. Deze route kan een potentieel nieuw doelwit voor de behandeling van osteoporose zijn.
Bij mensen is het bekend dat vitamine tekorten leiden tot groeiachterstand, maar de onderliggende mechanismen zijn al lang een mysterie. In deze studie, het team kon stuk samen het biologische proces dat leidt tot de productie van nieuw bot door het bestuderen van de nakomelingen van muizen die het Gastric Intrinsic Factor gen, dat actief is in de maag en maakt het darmkanaal vitamine B12.
"Bone cellen worden niet alleen onderzocht in afzondering in het lab als zowel lokale en systemische factoren spelen een belangrijke rol in hun functie, dus het is belangrijk om de veelheid aan biologische factoren die de verspreiding van invloed kan ontwarren," zegt Dr Pablo Roman-Garcia , een eerste auteur van het Wellcome Trust Sanger Institute. "We waren verbaasd om een nieuw systeem dat de botmassa bestuurt door middel van een eiwit dat tot expressie, van alle plaatsen, in de maag te vinden."
De onderzoekers vinden dat de botmassa zwaar op acht weken oud was verminderd bij de nakomelingen van muizen met een vitamine B12-tekort. Geven de moeder een enkele injectie van vitamine B12 tijdens zwangerschap hebben een groeiachterstand en het begin van osteoporose in de nakomelingen te voorkomen. Het team was verrast te ontdekken dat B12-deficiënte muizen had slechts een derde van het normale aantal bot-creëren osteoblastcellen, maar had geen verandering in bot-vernederende osteoclastcellen.
Vermindering aan vitamine B12 in botcellen in het laboratorium geen invloed op de functie van de botvormende cellen rechtstreeks, terwijl onder dezelfde omstandigheden beïnvloed lever celfuncties diep. Deze bevindingen stelde de onderzoekers dat de lever een belangrijke rol te spelen. Dit werd bevestigd wanneer ze toonden dat levercellen van nakomelingen van B12-deficiënte moeders konden taurine produceren. Wanneer deze muizen werden gevoed vaste dosis taurine drie weken oud, teruggewonnen ze botmassa en groeiden normaal.
"Terwijl het belang van taurine is nog niet volledig begrepen worden, dit onderzoek toont aan dat vitamine B12 speelt een rol in het reguleren van taurine productie en dat taurine een belangrijke rol bij botvorming speelt," Dr Vidya Velagapudi, hoofd van de Metabolomics Unit van het Institute for Molecular Medicine Finland. "Tot nu toe hebben we ons gericht uitsluitend op vitamine B12-tekort populatie, maar de volgende fasen van dit onderzoek moet het verband tussen vitamine B12, taurine en botvorming in de algemene bevolking te bevestigen."
Hoewel de focus van deze studie was de invloed van maternale vitamine B12-tekort bij de nakomelingen in muismodellen, zijn er veelbelovende parallellen tussen deze bevindingen en de gegevens van menselijke patiënten. Monsters verzameld door Kocaeli University Hospital, Turkije van kinderen die geboren zijn van wat de voeding van vitamine B12-tekort moeders toonde ook een significante daling van de niveaus van vitamine B12 en taurine. Bovendien oudere patiënten met vitamine B12 deficiëntie van een studie van het Institute for Molecular Medicine, Finland toonde een statistisch positieve correlatie suggereert dat vitamine B12 speelt een belangrijke rol in de regulering taurine synthese en botvorming bij mensen van alle leeftijden.
"De ontdekking van deze onverwachte route tussen darm, lever en bot zou niet mogelijk geweest zijn zonder het gebruik van de muis de moleculaire genetica en onderzoeken in de kliniek, dat liet ons toe om de interacties tussen deze organen te begrijpen," zegt Dr Vijay K Yadav, een senior auteur van de Sanger Institute. "Het feit dat de vitamine B12-taurine-bone route beïnvloedt alleen botvorming en schijnt dezelfde rol bij muizen en mensen spelen zou kunnen leiden dat gericht op deze route door farmacologische middelen een nieuwe benadering van een anabole behandeling van osteoporose zijn. "
Journal Referentie:
1 Pablo Roman-Garcia, Isabel Quiros-Gonzalez, Lynda Mottram, Liesbet Lieben, Kunal Sharan, Arporn Wangwiwatsin, Jose Tubio, Kirsty Lewis, Debbie Wilkinson, Balaji Santhanam, Nazan Sarper, Simon Clare, George S. Vassiliou, Vidya R. Velagapudi, Gordon Dougan, Vijay K. Yadav. Vitamine B12-afhankelijke taurine synthese regelt groei en botmassa. Journal of Clinical Investigation, 2014; DOI: 10,1172 / JCI72606
Reacties: