La cartilagine delle nostre articolazioni contiene collagene che si comporta un po' come i cristalli liquidi sullo schermo di uno smartphone, secondo i ricercatori della Queen Mary University di Londra (QMUL).

Il collagene cambia la sua cristallinità in risposta a forze fisiche, quindi la disposizione ordinata nelle molecole di collagene della cartilagine nelle nostre ginocchia può cambiare da uno stato strutturale all'altro ad ogni passo che facciamo.

I risultati, pubblicato sulla rivista ACS Nano , gettare nuova luce su come la cartilagine è in grado di resistere all'impegnativo ambiente meccanico dell'articolazione e può eventualmente aiutare a spiegare perché la cartilagine si rompe con l'invecchiamento o l'artrite.

Dott. Himadri Gupta, dalla Scuola di Ingegneria e Scienza dei Materiali di QMUL, ha dichiarato:"Il dolore e la ridotta mobilità dovuti a malattie articolari colpiscono attualmente oltre 8 milioni di persone nel Regno Unito, la maggior parte di questi ha più di 65 anni. Con l'aumento dell'aspettativa di vita, capire come garantire un invecchiamento sano è estremamente importante".

Coautore, Professor Martin Knight, ha aggiunto:"La risposta del collagene alle forze fisiche è fondamentale per la funzione della cartilagine nelle nostre articolazioni e quindi comprendere questo comportamento può aiutarci a sviluppare nuove strategie per prevenire il degrado della cartilagine".

La cartilagine articolare allinea la fine delle nostre ossa e aiuta le nostre articolazioni a muoversi con il minimo attrito. Protegge anche le ossa ammortizzando le forze nelle nostre articolazioni quando camminiamo, correre o saltare.

Ma in disturbi dolorosi come l'artrosi, la cartilagine diventa meno resistente e si rompe, il che porta a dolori articolari e immobilità.

Utilizzando uno speciale, intenso raggio di raggi X dalla linea di luce Small Angle Scattering and Diffraction (I22) alla Diamond Light Source, Il dottorando Sheetal Inamdar ha misurato come le fibrille di collagene, che sono più di cento volte più strette di un capello umano, deformano e modificano la loro cristallinità quando la cartilagine viene ripetutamente schiacciata e lasciata recuperare con forze simili a quelle prodotte dal camminare o dalla corsa.

Si pensa che le fibrille agiscano come una rete di contenimento, contiene un materiale gelatinoso composto da proteoglicani che aiutano a rendere la cartilagine resistente alla compressione ripetuta.

I ricercatori hanno scoperto che le fibrille mostrano un improvviso cambiamento reversibile nel loro ordinamento cristallino poco dopo che la cartilagine è stata compressa e che questo cambiamento è dovuto a un riarrangiamento interno delle molecole all'interno della fibrilla.

Questo comportamento inedito delle fibre di collagene è stato completamente modificato quando il tessuto è degradato come accade nell'osteoartrosi.

I ricercatori stanno ora cercando di capire l'effetto dell'attività ripetitiva e del danno nell'invecchiamento della cartilagine, e le implicazioni per la salute della cartilagine, sostenuto da nuovi finanziamenti del Consiglio di biotecnologia e ricerca biologica del Regno Unito.