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Ein Großteil des Knochens besteht aus stoßdämpfendem "Schmiere", das das Zerbrechen stoppt
Ein Team von Chemikern aus dem Vereinigten Königreich hat eine bemerkenswerte Entdeckung über die Struktur von Knochen gemacht und gezeigt, dass ein großer Teil des Minerals, aus dem es besteht, eine viskose, klebrige Flüssigkeit enthält, die zwischen den Kristallen eingeschlossen ist, die Knochen bilden. Sie sagen, ihre Ergebnisse offenbaren neue Erkenntnisse über Knochenerkrankungen wie Osteoporose.
Die klebrige Flüssigkeit ermöglicht Bewegung oder Glätte zwischen den Calciumphosphat-Nanokristallen, so dass sie unter Druck nicht zerbrechen. Englisch: bio-pro.de/en/region/stern/magazin/...3/index.html Diese neu entdeckte Eigenschaft gibt dem Knochen seine Flexibilität, sagen die Forscher, die über ihre Befunde in der Proceedings der Nationalen Akademie der Wissenschaften.
Leitende Wissenschaftlerin Dr. Melinda Duer vom Department of Chemistry der University of Cambridge sagt: "Es ist diese Schichtstruktur, die unserem Wissen fehlt, und wir können jetzt sehen, dass ohne sie alles gefüllt ist."
Die Studie zeigt, dass die klebrige, viskose Flüssigkeit aus dem chemischen Citrat - einem natürlichen Nebenprodukt des Zellstoffwechsels - besteht, das mit Wasser gemischt ist.
Neue Erkenntnisse werden das aktuelle Denken über Knochenerkrankungen verschieben
Die Forscher schlagen vor, dass ihre Entdeckung erklären könnte, wie Osteoporose entsteht, und das derzeitige Denken über die Ursachen dieser und anderer Knochenerkrankungen verschieben wird.
Wenn der Citrat-Schleim austritt, verschmilzt er mit den Calciumphosphat-Kristallen und erzeugt große Klumpen, die aneinander haften bleiben, wodurch der Knochen seine Flexibilität verliert und brüchiger wird.
Um zu ihren Ergebnissen zu gelangen, nutzte das Team Kernspinresonanzspektroskopie, Röntgenbeugung und die neuesten bildgebenden Verfahren und High-Level-Molekülmodellierung, um die Citratschichten im Knochen aufzudecken.
Dr. Duer erklärt, was sie gefunden haben:
"Es wurde angenommen, dass das Knochenmineral eng mit dieser Substanz namens Hydroxylapatit verwandt ist. Aber wir haben gezeigt, dass ein großer Teil des Knochenminerals - möglicherweise sogar die Hälfte davon - aus dieser Schmiere besteht, wo Citrat ist bindet wie ein Gel zwischen Mineralkristallen. "
Die Forscher fanden heraus, dass die Schichtung von Citratflüssigkeit und Mineralkristallen - die nur für die feinen Instrumente sichtbar ist - bedeutet, dass die Kristalle in flachen, plattenartigen Formen bleiben, die ineinander gleiten und gleiten können.
Ohne Citrat-Schmiere würden alle Kristalle im Knochenmineral zusammenschmelzen und zerbrechen
Die klebrige Flüssigkeit ermöglicht eine Bewegung zwischen den Calciumphosphat-Nanokristallen, so dass sie unter Druck nicht zerbrechen.
Bildnachweis: Universität von Cambridge
"Ohne Citrat würden alle Kristalle im Knochenmineral zusammenbrechen, zu einem großen Kristall werden und zerbrechen", sagt Dr. Duer.
Stellen Sie sich zwei Glasscheiben mit Wasser dazwischen vor, sie kleben aneinander, können aber gegeneinander gleiten. Das Citrat hält die Platten zusammen, ohne auszutrocknen und aneinander zu kleben oder auseinander zu fliegen.
In Bezug auf die Struktur sieht das Citrat-Molekül wie eine vierarmige Spinne aus, die sich leicht an Calcium bindet, dem Hauptelement des Knochenminerals. Das spinnenförmige Citrat haftet an den Mineralkristallen und stoppt das Schmelzen, während es gleichzeitig das Wasser einfängt, das die Glätte ermöglicht, die dem Knochen seine Flexibilität verleiht.
"Ohne Citrat würde Wasser einfach durch diese Lücken fließen", erklärt Dr.
Die Studie ist die erste von mehreren Untersuchungen zur Knochenchemie, an der das Team arbeitet - weitere Ergebnisse werden voraussichtlich noch in diesem Jahr veröffentlicht.
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