减震“咕”中发现的骨头

最新研究表明,柠檬酸化学——自然细胞新陈代谢的副产品——是与水混合,创建一个被困的粘性流体之间的纳米晶体,形成我们的骨骼。

这种液体允许足够的运动,或“滑动”,这些水晶骨头之间灵活,不要在压力下粉碎。骨的内置的减震器,直到现在,仍然是未知的。

如果柠檬酸泄漏,晶体-磷酸钙的熔合成越来越大的团,变得呆板,越来越脆弱,更容易打破。这可能是骨质疏松症的根源。

团队从剑桥大学的化学系结合核磁共振光谱,x射线衍射,成像和高层柠檬酸分子模型,揭示了层骨。

他们开始说这是需要一个完整的转移焦点研究脆性骨骨质疏松症等疾病的原因,和骨骼疾病。这项研究发表在《华尔街日报》美国国家科学院院刊》上。

“骨矿物质被认为是这种物质叫做羟磷灰石密切相关。但是我们已经显示的很大一部分骨矿物质——可能多达一半事实上——由这咕,柠檬酸是绑定像矿物晶体之间的凝胶,”梅林达Duer博士说,他是这项研究的领导者。

“这nano-scopic分层柠檬酸液体和矿物晶体的骨头意味着晶体保持平坦,板状形状的设备滑彼此。没有柠檬酸,在骨矿物质晶体将会崩溃在一起,成为一个大的水晶和粉碎。

“这种分层结构的缺失从我们的知识,我们现在可以看到,没有它你塞。”

Duer把它比作两个窗格玻璃与水在中间,粘在一起,但可以幻灯片:“它是一样的在这些扁平骨晶体。但是你要有让水在那里,阻止它干燥和阻止板块分开飞行或快速粘在一起。我们现在知道的是柠檬酸。”

柠檬酸是一个蜘蛛网一般的的分子和四个胳膊,所有这些债券容易——骨富含钙,Duer解释道。这意味着柠檬酸可以团结矿物晶体的同时防止他们融合,虽然被困水中允许滑运动提供了灵活性。“没有柠檬酸,水就流直接通过这些差距,”她说。

人体骨钙包裹在柠檬酸,可以防止它融合与磷酸形成大型固体和脆性矿物晶体在错误的地方。骨组织有一种蛋白质网孔的钙沉积。健康组织的洞非常小,所以当钙沉积,柠檬酸,无法逃脱,被困在晶体-创建灵活的流体和骨板层。

随着人们年龄的增长或遭受重复骨创伤,蛋白质网不是由细胞修复好,试图取代受损组织,但往往最终咀嚼组织速度比它可以转存。这导致蛋白质网逐步大洞,柠檬酸液体逃脱和晶体融合在一起。

Duer说,接下来发生的事情会是纯化学,生物防治。

身体教唆生物防治的一种形式,通过小孔在柠檬酸液体蛋白质网陷阱,连同其他分子通常控制矿物的沉积。这些小分子空间力量参与形成的矿物,控制过程。但如果你没有密闭空间的化学反应失控。

“在受损组织的大洞,纯化学接管。几乎钙和磷酸盐接触的那一刻,他们形成一个固体。你得到这些扩大团的脆弱的水晶,与水和柠檬酸被外面的他们,”她说。

“化学、固体矿产的丛是最稳定的结构。生物力学上,然而,这是绝望的——只要你站在这,它打破了。如果我们想治疗骨质疏松症,我们需要找出如何阻止更大的黑洞形成的蛋白质矩阵。”

这项研究是第一个在一系列的发现,与其他研究团队的工作骨化学将在今年晚些时候。