Силовая нагрузка усиливает синтез остеокальцина, остеопрогерина и фактора роста фибробластов-23, при этом снижает синтез рецептора активатора ядерного фактора каппа би, его лиганда (RANK/RANKL) и склеростина. Остеопрогерин подавляет активацию рецептора RANK через связывание с RANKL [деактивация блокированием]. Лактат, который производится при интенсивных нагрузках, связывается со своим рецептором (Gpr81) на мембранах остеокластов и подавляет сигнальный путь ядерного фактора «каппа би» (NF-κB), предотвращая резорбцию кости. Также лактат стимулирует синтез трансформирующего фактора роста–2 бета, выступая как хондропротектор. Лактат стимулирует дифференцировку мезенхимальных стволовых клеток в остеобласты (костеобразующие). Излишек лактата после интенсивных физических нагрузок устраняется банальным растяжением мышц (самопроизвольным или принудительным) и успешно утилизируется тканями посредством кровотока.

Склеростин является ключевой молекулой костной механотрансдукции и прямым ингибитором сигнального пути Wnt/β – катенин, что негативно влияет на косте- и хондрообразование. Склеростин постоянно синтезируется остеоцитами как реакция, направленная на предотвращение избыточного костеобразования и хаотичного разрастания костей. Физическая нагрузка, приложенная к костям скелета, блокирует синтез склеростина и активирует Wnt/β – катенин сигналинг. Избыток склеростина – прямая дорога к остеопорозу. К тому же склеростин вызывает инсулинорезистентность, поддерживает воспалительные реакции организма и вносит свой вклад в метаболические расстройства. При гиподинамии костный склеростин усиливает синтез матриксного РНК (мРНК) склеростина в мышцах, что приводит к уменьшению мышечной массы.

Мышечные сокращения подавляют и снижают синтез миостатина с одновременным повышением синтеза бета-аминоизомасляной кислоты (BAIBA). BAIBA предотвращает апоптоз (смерть) остеоцитов (механочувствительных костных клеток), вызванный оксидативным стрессом через блокирование Mas-связанных G-протеин связанных рецепторов D типа. Миостатин может связываться с активиновыми рецепторами (AcvrIIB) на мембранах костных мезенхимальных стволовых клеток и препятствовать их дифференцировке в остеобласты (костеобразующие).

Интерлейкин-6, ирисин и апелин паракринно через систему кровообращения влияют на костеообразование и резорбцию костей, таким образом поддерживают гомеостатический баланс, ремодулируя костные трабекулы согласно силовым линиям. Ирисин усиливает экспрессию гена RUNX2 (ключевой фактор транскрипции генов костеобразования), стимулируя дифференцировку остеобластов и подавляет транскрипцию гена SOST (склеростина), вызванную сигналами миостатина и отсутствием механического сигнала, таким образом, способствуя костеобразованию и улучшению их плотности. Ирисин связывается с альфа V/бета 5 рецепторами остеоцитов, предотвращает их апоптоз и регулирует синтез склеростина. Ирисин связывается со своим рецептором интегрином αV в остеобластах и воздействует на белок, содержащий домен фибронектина III типа 5 (FNDC5, прекурсор ирисина), стимулируя самосинтез.

В свою очередь паратиреоидный гормон понижает уровень экспрессии ирисина мышцами, соответственно и его уровень циркуляции. Дефицит витамина D приводит к гиперпаратиреодизму и гипофасфатемии, что является причиной потери костной массы. Мышечный остеоглицин регулирует пролиферацию остеобластов через стимуляцию синтеза IL-6, влияя на возможность восполнения потери костной ткани. «Хроническая циркуляция» интелейкина-6 с прочностью костей сочетается плохо. Связывание IL-6 со своим рецептором (IL-6R) стимулирует «работоспособность» остеокластов (клеток, резорбирующих кость), ремоделируя кости под нагрузкой; так называемая регуляторная ось интерлейкина-6/остеокальцина (IL-6/OCN) между миокинами и остеокинами.