Amortisseur «goo» découvert dans l'os

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Nouveaux résultats montrent qu'une grande partie de la matière minérale de l'os qui est faite consiste en «goo» coincé entre de minuscules cristaux, permettant le mouvement entre eux. Ce est cette flexibilité qui empêche les os de voler en éclats.

Amortisseur «goo» découvert dans l'os

Un schéma de la nouvelle vue de l'os.

Crédit: Image courtoisie de l'Université de Cambridge

Dernières recherches montrent que le citrate chimique - un sous-produit du métabolisme cellulaire naturelle - est mélangé avec de l'eau pour créer un fluide visqueux qui est piégée entre les cristaux à l'échelle nanométrique qui forment nos os.

Ce fluide permet assez de mouvement, ou "glisser", entre ces cristaux ainsi que les os sont flexibles, et ne se brisent pas sous pression. Ce est l'amortisseur intégré dans l'os que, jusqu'à présent, était inconnu.

Si les fuites sur citrate, les cristaux - en phosphate de calcium - fusionnent en touffes plus en plus gros qui deviennent rigides, de plus en plus fragiles et plus susceptibles de se briser. Cela pourrait être la cause de l'ostéoporose.

L'équipe du Département de chimie de Cambridge a utilisé une combinaison de spectroscopie RMN, diffraction des rayons X, l'imagerie et la modélisation moléculaire de haut niveau pour révéler les couches de citrate dans les os.

Ils disent que ce est le début de ce qui doit être un quart de travail mis au point pour étudier la cause des maladies des os fragiles comme l'ostéoporose, et les pathologies osseuses en général. L'étude est publiée aujourd'hui dans les Proceedings de journal de la National Academy of Sciences.

"Minérale osseuse a été pensé pour être étroitement lié à cette substance appelée hydroxyapatite Mais ce que nous avons montré, ce est que une grande partie de minérale osseuse -. Possiblement autant que la moitié de celui-ci en fait - est constitué de cette goo, où citrate est obligatoire comme un gel entre les cristaux de minéraux ", a déclaré le Dr Melinda Duer, qui a dirigé l'étude.

"Cette superposition de nano-scopique de fluide et minéraux cristaux de citrate dans la moelle signifie que les cristaux restent en formes plates, en forme de plaques qui ont la possibilité de coulisser par rapport à l'autre. Sans citrate, tous les cristaux de minéral osseux se effondrerait ensemble, devenu un gros cristal et se briser.

«Ce est cette structure en couches qui a été absent de notre connaissance, et nous pouvons maintenant voir que sans elle, vous êtes rassasié."

Duer compare à deux panneaux de verre avec de l'eau dans le milieu, qui collent ensemble, mais sont capables de glisser: "ce est la même chose dans ces cristaux d'os plats Mais vous avez d'avoir quelque chose qui maintient l'eau là-bas, l'arrête. de se dessécher et se arrête les plaques de voler soit en dehors ou de coller jeûne ensemble. Nous savons maintenant que chose est citrate ".

Citrate est une molécule «arachnéenne 'avec quatre bras, qui peuvent tous se lier facilement au calcium - dont l'os est emballé avec, explique Duer. Cela signifie que le citrate peut contenir des cristaux minéraux ensemble en même temps que de les empêcher de fondre, tout en piégeant l'eau qui permet le mouvement glissant qui fournit la flexibilité de l'os. "Sans le citrate, l'eau serait tout simplement écouler directement à travers ces lacunes», dit-elle.

Le corps délivre effectivement calcium osseux enveloppé dans le citrate, pour l'empêcher de fusion avec du phosphate et formant de grands solide - cristaux minéraux dans les mauvais endroits - et fragile. Le tissu osseux a une maille de la protéine avec des trous où le calcium est déposé. Dans les tissus sains, les trous sont très petits, de sorte que lorsque le calcium est déposé, le citrate qui l'accompagne ne peut se échapper et est piégé entre les cristaux - la création des couches flexibles de plaques de fluide et des os.

Comme les gens vieillissent ou qui souffrent de traumatismes répétés os, le maillage de la protéine ne est pas réparé si bien par les cellules qui tentent de remplacer les tissus endommagés, mais finissent souvent mâcher loin tissus plus vite qu'il ne peut être re-déposé. Cela provoque progressivement plus grands trous dans le maillage de la protéine, les évasions et les cristaux liquides citrate fusionnent.

Qu'est-ce qui se passe alors est la chimie pure, dit Duer, avec peu de contrôle biologique.

Le corps incite une forme de lutte biologique à travers les petits trous dans la protéine maillage qui piège le fluide citrate, avec d'autres molécules qui contrôlent normalement le dépôt de minéraux. Ces petits espaces forcent les molécules d'être impliqués avec le minéral former, contrôler le processus. Mais si vous ne avez pas l'espace confiné les réactions chimiques spirale hors de contrôle.

"Dans les plus grands trous dans les tissus endommagés, la chimie pure prend le relais. A peu près la calcium moment et toucher phosphate, ils forment un solide. Vous vous retrouvez avec ces bouquets expansion de cristal fragile, avec de l'eau et le citrate relégués à l'extérieur d'eux, »dit-elle.

"En termes de chimie, ce bouquet solide minéral est la structure la plus stable biomécanique, cependant, ce est sans espoir -. Dès que vous vous tenez sur elle, elle se brise Si nous voulons guérir l'ostéoporose, nous devons comprendre comment. arrêter les gros trous se forment dans la matrice protéique ".

L'étude est la première d'une série de constatations, d'autres études de l'œuvre de l'équipe sur la chimie de l'os devrait sortir plus tard dans l'année.