Британские биохимики выяснили, что человеческие кости обязаны своей высокой гибкостью и стойкостью к деформациям особому биогелю из молекул цитратов, слои которого отделяют хрупкие и твердые микрокристаллы апатитов друг от друга, говорится в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

«Считалось, что минеральная часть кости состоит по большей части из минерала, который геологи называют гидроксоапатитом. Но мы выяснили, что около половины от массы костей приходится на жидкость, ключевой компонент которой — цитраты — что превращает ее в биогель, связывающий минеральные кристаллы», — заявила Мелинда Дуэр из Кембриджского университета (Великобритания).

Дуэр и ее коллеги раскрыли секрет гибкости костей, и нашли возможную причину развития остеопороза и других «костяных» болезней, изучая образцы костной ткани при помощи рентгеновского кристаллографа и ЯМР-спектроскопа. В рамках этого эксперимента ученые изучали как химический состав кости, распыляя ее в порошок и облучая рентгеном, так и ее трехмерную структуру, наблюдая за «вибрациями» атомов при помощи спектроскопа.

Авторы статьи обнаружили, что

значительную часть от общей массы кости составляли молекулы воды и органических соединений, не похожих по своей структуре и составу на гранулы биоапатита.

По словам ученых, эта

органика в основном состояла из цитратов, различных соединений лимонной кислоты. Цитраты, как объясняют биологи, способны соединяться с ионами кальция на поверхности частиц апатита, «сшивая» их между собой.

Судя по данным спектроскопии, кости человека и других млекопитающих похожи по своей структуре на бесконечный слоистый пирог, «блины» которого составлены из микрогранул биоапатита, а «крем» — из смеси воды и цитратов.

Подобная структура мешает слиянию и деформации минеральных кристаллов, что придает костям высокую прочность и при этом позволяет сохранить гибкость.