bone
Кредит: Unsplash/CC0 Public Domain

Исследование, проведенное Имперским колледжем Лондона, показало, что гибкость, а также плотность костной наноструктуры являются важным фактором при оценке вероятности перелома.

Результаты, опубликованные сегодня в Scientific Reports, показывают, что врачи должны учитывать не только плотность костей, но и гибкость костей, когда решают, как предотвратить переломы костей.

Клиницисты используют сканирование DEXA, которое позволяет определить пористость или плотность костей, чтобы оценить вероятность переломов. Сканирование DEXA выявляет слабость костей при остеопорозе, состоянии, которое вызывает ослабление костей, и дает информацию о лечении, например о назначении бисфосфоната в медицине, чтобы предотвратить переломы у этих людей.

Однако у некоторых людей, кости которых кажутся здоровыми на сканировании DEXA, вероятность переломов выше, чем у других. Чтобы выяснить, почему, исследователи обратились к строительным блокам кости: жестким минералам, окружающим гибкие коллагеновые волокна, которые отвечают за устойчивость наших костей к переломам во время спотыканий и падений.

Они использовали высокоэнергетические пучки рентгеновских лучей, генерируемые Diamond Light Source, британским национальным синхротроном, для исследования гибкости костей на наноуровне. Они смогли оценить, как коллаген и минералы в кости сгибаются, а затем распадаются под нагрузкой в ​​наноструктуре образцов тазовой кости.

Они сравнили поведение образцов костной ткани под нагрузкой у трех групп доноров: тех, кто не перенес перелом бедра или любой другой перелом; те, кто не лечился бисфосфонатами и которые перенесли перелом бедра; и те, кто лечился бисфосфонатами и которые перенесли перелом бедра.

Команда обнаружила, что доноры без переломов с большей вероятностью будут иметь гибкую коллагеновую и минеральную наноструктуру, чем те, у кого были переломы.

Независимо от лечения бисфосфонатами, коллаген и минералы были менее гибкими под нагрузкой у пациентов с переломами, что означает, что минерал откололся от коллагена при гораздо меньших усилиях.

Исследователи говорят, что кости могли сломаться из-за того, что ткань была слишком негибкой и не могла деформироваться, чтобы поглощать энергию во время удара или падения, и это подчеркивает важность гибкости коллагена и минералов кости.

Таким образом, гибкость в наномасштабе может быть важна для прогнозирования будущих переломов костей и цели для новых методов лечения — открытие, которое может помочь в будущем превентивном лечении переломов костей.

Соавтор исследования доктор Ульрих Хансен из Департамента машиностроения Imperial сказал: «Мы склонны думать о наших костях как о твердых, твердых опорных структурах, но гибкость, по-видимому, чрезвычайно важна для здоровья костей. слишком твердые, они менее способны поглощать удары и с большей вероятностью ломаются. Наше исследование показывает, что гибкость может быть так же важна, как и плотность, для предотвращения переломов «.

Ссылка на остеопороз

Одним из основных факторов риска возрастных переломов бедра является остеопороз — заболевание, при котором снижается плотность костной ткани, в результате чего пациенты подвержены переломам. Обычно старая костная ткань разрушается и заменяется новой. Остеопороз возникает, когда разрушение кости опережает ее замену.

Три миллиона человек в Великобритании и 200 миллионов во всем мире живут с остеопорозом. Пациентам часто назначают бисфосфонат, который устраняет этот дисбаланс, связываясь с поверхностью костей и блокируя удаление кости.

В этом исследовании исследователи обнаружили, что доноры с переломами бедра, получавшие бисфосфонаты в течение от одного до 13 лет, имели более низкую прочность тканей и гибкость в наномасштабе, чем нелеченные доноры с переломами и контрольная группа.

Клинически доказано, что бисфосфонаты снижают риск переломов за счет увеличения костной массы и минеральной плотности, а также заполнения ямок, созданных сверхактивными костными клетками. Исследователи говорят, что их результаты могут быть связаны с тем, что у некоторых потребителей бисфосфонатов препарат может связываться и укреплять минеральные кристаллы, которые окружают волокна коллагена в кости. Это может сделать кость менее гибкой и, следовательно, менее способной поглощать удары.

Однако эти результаты могут быть также результатом того, что кости пациентов в первую очередь были более остеопорозными, а эти результаты могут быть связаны с тем, что исследователи не могли контролировать дополнительные факторы, такие как исходная тяжесть заболевания.

Соавтор доктор Ричард Абель из отделения хирургии и рака сказал: «Мы были удивлены, увидев, что у пользователей бисфосфонатов, похоже, были менее гибкие костные наноструктуры. Возможно, после длительного периода лечения у некоторых пациентов наблюдается потеря гибкости в наномасштабе, которая компенсирует некоторые преимущества силы за счет увеличения плотности костей. Необходимы дополнительные исследования, чтобы точно определить, почему это происходит и как это может повлиять на клиническую практику долгосрочных пользователей.

«Возможно, нам нужно опираться на существующую схему лечения, чтобы добавить новые методы диагностики, методы лечения и последующие меры, направленные на улучшение здоровья костей в нанометровом масштабе — и на коллаген, а не только на минералы. Таким образом мы сможем лечить всех наилучшим образом. . «

Ведущий автор д-р Шаоченг Ма из Департамента машиностроения сказал: «Возможно, количество минерального напряжения является ключевым моментом в процессе разрушения. Однако у пациентов, которые долгое время принимали бисфосфонаты, минерал может становятся слишком жесткими, что приводит к отрыву коллагена от коллагена. Это высвобождает коллаген и позволяет ему бесконтрольно растягиваться, что затем приводит к перелому «.

Исследователи говорят, что люди, принимающие бисфосфонаты, должны продолжать следовать советам своих врачей и пересматривать лечение через пять или десять лет в соответствии с клиническими рекомендациями.

В настоящее время диагностика, лечение и последующее наблюдение по поводу хрупкости сосредоточены на минерале в кости, но в этом исследовании подчеркивается роль других факторов, таких как коллаген, и взаимодействие между минералом и коллагеном на наноуровне.




Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *