Супер лепилото на ахилесовото сухожилие

Специален слой тъкан държи най-известното сухожилие на тялото здраво до костта

Изследователите са открили нов слой тъкан между ахилесовото сухожилие и костта. © TU Мюнхен
чете на глас

Тя носи огромни товари и не напразно легендарен герой като източник на имена: ахилесовото сухожилие. Какво ги прави толкова стабилни, сега са установили изследователите. Те откриха високо функционален тъканен слой от изключително тънки протеинови влакна, който държи сухожилието към костта като супер лепило - толкова добро, че се разкъсва повече, отколкото се освобождава от костта на петата.

Ахилесовото сухожилие свързва костта на петата и мускула на прасеца и издържа на огромни щамове. Наречена на гръцкия герой Ахил, за чието единствено уязвимо тяло се казва, че е петата, тя прави легендарни неща и издържа на напрежения, които могат да достигнат десет пъти телесно тегло. Около 8000 пъти в годината обаче дори силното ахилесово сухожилие в Германия отстъпва - и не се разтваря на кръстопътя с костта, а сълзи.

Защо ахилесовото сухожилие разкъсва, вместо да губи сцеплението си върху костта на петата, сега е разследвано от интердисциплинарен екип от лекари, физици, химици и инженери от Техническия университет в Мюнхен (ТУМ). За тази цел изследователите цифрово комбинираха отделни микроскопски снимки на разчленено сухожилно прасе с сухожилие, за да разгледат по-отблизо региона, където сухожилието и костта са се разраснали заедно.

Преходна зона между сухожилие и кост

Попаднаха на преходна зона от тънки протеини. Те са здраво закотвени в напуканата повърхност на костта и са механично изключително издръжливи, както обяснява Андреас Бауш от TUM.

„Че сухожилията се прикрепят директно към костта, това беше предположението досега. Всъщност има преходна зона. Тук сухожилната тъкан се разделя на десетки фини влакна с много характерен биохимичен състав “, описва Бауш откритието. показ

Влакна стават активни "според нуждите"

На следващо място, учените използват флуоресцентни антитела, за да се насочат към специфични протеини и да получат подробна информация за структурата на фините влакна при прехода от сухожилието към костта. „По този начин успяхме да визуализираме структурата на фино сплетените влакна“, казва Бауш.

При стрес тестове, при които сухожилието е заснето „в действие“, е открита още една особеност: различни влакна са активни в зависимост от посоката на стрес и стабилизират контакта с костта. Това работи толкова добре, че при пренапрежение сухожилието има тенденция да се разкъсва, вместо да губи сцеплението си върху костта на петата.

Възможни приложения в медицината и материалознанието

Резултатите хвърлят нова светлина върху граничния слой между костта и сухожилието. "Нашите резултати ни позволяват за първи път да разберем биохимичните и биомеханичните процеси в контактната зона между костта и сухожилието, които дават на мускулно-скелетната система огромна стабилност", казва Бауш.

Новите знания за задържането на ахилесовото сухожилие върху костта могат да бъдат важни не само в медицината, например при рефиксирането на импланти в хирургията, но и за иновативната комбинация от твърди и меки материали при изследване на материали.

(Природни материали, 2017; doi: 10.1038 / NMAT4863)

(TU Мюнхен, 01.03.2017 - CLU)