Przewlekły stres nie tylko stanowi czynnik ryzyka wielu zaburzeń psychosomatycznych, ale może również mieć istotny wpływ na proces gojenia złamań kości. Badania wskazują, że długotrwała ekspozycja organizmu na stres może zwiększać ryzyko powikłań związanych z gojeniem złamań, takich jak opóźnione zrosty kostne czy osteoporoza. Należy jednak pamiętać, że proces gojenia kości jest wieloczynnikowy, a wiek, płeć, wskaźnik masy ciała, palenie tytoniu, spożywanie alkoholu, ogólny stan zdrowia oraz obecność chorób współistniejących również odgrywają istotną rolę w tym procesie.
Naukowcy z Uniwersyteckiego Centrum Medycznego w Ulm postanowili zbadać mechanizm leżący u podstaw negatywnego wpływu stresu na metabolizm i regenerację kości oraz zidentyfikować kluczowe czynniki biochemiczne zaangażowane w ten proces. W tym celu przeprowadzili eksperyment medyczny z udziałem 36 pacjentów po złamaniu stawu skokowego leczonych operacyjnie w okresie od sierpnia 2018 r. do sierpnia 2021 r. Uczestnicy zostali poproszeni o wypełnienie standaryzowanych kwestionariuszy, zarówno w pierwszych dniach po operacji, jak i 3, 6, 9 oraz 12 miesiącu po niej. Kwestionariusze dotyczyły występowania zaburzeń psychosomatycznych, takich jak depresja, lęk, stres, ból, a także funkcjonowania społecznego oraz ewentualnych traum przeżytych w dzieciństwie.
W trakcie operacji ortopedycznej przeprowadzono usunięcie krwiaka powstałego w wyniku złamania, a następnie poddano go analizie pod kątem ekspresji enzymu o nazwie hydroksylaza tyrozynowa (ang. tyrosine hydroxylase, TH). Ponadto zmierzono w nim poziom parametrów, takich jak cytokiny prozapalne, cytokiny przeciwzapalne, chemokiny i czynniki wzrostu. Przy użyciu cytometrii przepływowej obserwowano migrację nowo utworzonych komórek szpiku kostnego zależną od receptorów β-adrenergicznych do miejsca złamania.
Wyniki badania klinicznego przeprowadzonego na pacjentach po złamaniu stawu skokowego wskazały, że u osób doświadczających stresu występował wysoki poziom hydroksylazy tyrozynowej w krwiaku złamania. Wiązało się to z utrudnionym procesem gojenia kości. Nie stwierdzono powiązania między innymi czynnikami a ekspresją hydroksylazy tyrozynowej w krwiaku złamania.
W sytuacji doświadczania długotrwałego stresu i obciążenia psychicznego zaobserwowano zwiększenie stanu zapalnego oraz aktywację komórek układu odpornościowego, takich jak neutrofile. Komórki te wydzielają hydroksylazę tyrozynową, która pobudza produkcję amin katecholowych w szpiku kostnym. Aminy katecholowe przemieszczają się ze szpiku kostnego do krwiaka złamania prawdopodobnie pod wpływem uwalnianej chemokiny CXCL1 z komórek tucznych i makrofagów. W krwiaku złamania katecholaminy aktywują receptory adrenergiczne na chondrocytach, co utrudnia różnicowanie tych komórek w osteoblasty. Opisane procesy utrudniają gojenie kości i zwiększają odczuwanie bólu.
W ramach badania przeprowadzono dodatkowy eksperyment na etapie przedklinicznym. Wykorzystano w nim gryzonie, u których zahamowano ekspresją hydroksylazy tyrozynowej i zablokowano receptory adrenergiczne. Stwierdzono, że gryzonie pozbawione hydroksylazy tyrozynowej w komórkach mieloidalnych oraz β2-adrenoreceptorów specyficznych dla chondrocytów były chronione przed negatywnymi skutkami stresu w procesie gojenia kości.
Podsumowując, wyniki tych badań wskazują na to, że lokalnie wydzielane katecholamin i sygnalizacja β2-adrenergiczna w chondrocytach mają negatywny wpływ na metabolizm i regenerację kości w odpowiedzi na stres. Odkrycie to może mieć istotne znaczenie dla praktyki klinicznej. Przykładowo zastosowanie beta-blokerów, takich jak propranolol, może być pomocne w złagodzeniu negatywnego wpływu hormonów stresu na proces gojenia się kości.
