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Descubren sustancia “amortiguadora” del movimiento de huesos

Lunes 31 Marzo, 2014 en  Ciencia y Tecnología y Novedades

Los investigadores consideran que éste es el comienzo de todo un cambio de enfoque para estudiar las causas de las enfermedades de rupturas óseas como la osteoporosis.

esqueleto

(El Economista) Un equipo del Departamento de Química de la Universidad de Cambridge, en Reino Unido, ha visto que el citrato químico, un subproducto del metabolismo celular natural, se mezcla con agua para crear un fluido viscoso que se encuentra atrapado entre los cristales de nanoescala que forman los huesos y que permite suficiente movimiento entre ellos para que los huesos sean flexibles y no se rompan bajo presión. Hasta ahora, se desconocía este ‘amortiguador’ de choque incorporado en el hueso. Si se produce una fuga de citrato, los cristales, hechos de fosfato de calcio, se fusionan en cúmulos más y más grandes que llegan a ser inflexibles, cada vez más frágiles y más propensos a quebrarse, lo que podría ser la causa de la osteoporosis, según los resultados de esta investigación, publicada este lunes en ‘Proceedings of the National Academy of Sciences’. Los investigadores, que usaron una combinación de espectroscopia de RMN, difracción de rayos X, formación de imágenes y modelado molecular de alto nivel para revelar las capas de citrato en el hueso, consideran que éste es el comienzo de lo que tiene que ser todo un cambio de enfoque para estudiar las causas de las enfermedades de rupturas óseas como la osteoporosis y las patologías óseas en general. “Se pensaba que el mineral óseo estaba estrechamente relacionado con la sustancia denominada hidroxiapatita. Pero hemos demostrado que una gran parte del mineral óseo, posiblemente la mitad, se compone de esta sustancia pegajosa, donde el citrato es vinculante como un gel entre cristales minerales”, describe la directora de este trabajo, Melinda Duer. “Esta estratificación nanoscópica de fluido de citrato y los cristales minerales en el hueso significa que los cristales permanecen en formas similares a placas planas que tienen la facilidad de deslizarse con respecto otras. Sin citrato, todos los cristales de mineral en el hueso se desplomarían de forma conjunta, convirtiéndose en un gran cristal y rompiéndose. Desconocíamos esta estructura en capas”, agrega. Duer lo compara con dos hojas de vidrio con agua en el medio, que se colocan juntas, pero que son capaces de deslizarse: “Es lo mismo en estos cristales óseos planos, pero debe haber algo que mantenga allí el agua, evite que se seque y controle las placas, bien para que se separen o se junten rápidamente. Ahora sabemos que es el citrato”. El citrato es una molécula ‘araña’ con cuatro brazos que se pueden unir fácilmente al calcio, del cual está lleno el hueso, explica Duer. Esto significa que el citrato puede contener los cristales minerales juntos, al mismo tiempo que les impide fusionarse mientras mantiene el agua que permite el movimiento resbaladizo que proporciona la flexibilidad del hueso. “Sin el citrato, el agua acaba fluyendo directamente a través de estos huecos”, dice. De hecho, el cuerpo proporciona calcio a los huesos envuelto en citrato para evitar que se fusione con fosfato y formen grandes y sólidos cristales minerales quebradizos en lugares equivocados. El tejido óseo tiene una malla de proteína con agujeros donde se deposita el calcio, de forma que en los tejidos sanos, los agujeros son muy pequeños, por lo que cuando se deposita el calcio, el citrato que viene con él no puede escapar y está atrapado entre los cristales, creando capas flexibles de fluido y placas de los huesos. Cuando las personas envejecen o sufren traumatismos óseos repetidos, la malla de proteínas no se repara bien por las células que tratan de reemplazar el tejido dañado y, a menudo, terminan triturando el tejido más rápido de lo que es capaz de volver a formarse, haciendo que los agujeros cada vez más grandes en la malla de proteínas dejen escapar fluidos y los cristales de citrato se fusionen. El cuerpo incentiva una forma de control biológico a través de pequeños agujeros en la malla de proteínas que atrapan el fluido de citrato, junto con otras moléculas que normalmente controlan el depósito de mineral. Estos pequeños espacios obligan a las moléculas a involucrarse con el mineral controlando el proceso, pero si una persona no tiene el espacio delimitado, las reacciones químicas entran en una espiral fuera de control.


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