Gli esperimenti sui neutroni presso l'Oak Ridge National Laboratory (ORNL) del Dipartimento dell'Energia (DOE) hanno fornito informazioni cruciali sul disordine strutturale delle ossa che influisce sulla qualità ossea e può portare a fratture. Lo studio, pubblicato sulla rivista Nature Communications, rivela come la disposizione delle piastrine minerali nelle ossa conferisce loro forza e flessibilità e come queste proprietà sono influenzate da malattie, invecchiamento e osteoporosi.

Le ossa sono composte da una disposizione complessa di componenti minerali e proteici e l’organizzazione di questi componenti a livello nanometrico svolge un ruolo cruciale nella funzione e nella resistenza delle ossa. Il tessuto osseo viene costantemente rimodellato, con la rottura del vecchio tessuto osseo e la formazione di nuovo tessuto. Con l’avanzare dell’età, l’equilibrio tra questi due processi può essere interrotto, portando ad una perdita di massa ossea e ad un aumento del rischio di fratture.

Il gruppo di ricerca, guidato dal Dr. Christopher Rau e dal Dr. Richard LeSar dell'ORNL, ha utilizzato tecniche di diffusione dei neutroni per studiare la struttura su scala nanometrica del tessuto osseo in individui sani e in individui affetti da osteoporosi. La diffusione dei neutroni è un potente strumento per studiare la struttura dei materiali perché i neutroni possono penetrare in profondità nei campioni senza danneggiarli, rendendolo ideale per lo studio dei tessuti biologici.

Gli esperimenti hanno rivelato che il tessuto osseo sano ha una disposizione altamente organizzata di piastrine minerali, disposte secondo uno schema regolare che conferisce all’osso forza e flessibilità. Nell’osteoporosi, le piastrine minerali sono meno ben organizzate, portando ad una riduzione della resistenza ossea.

Lo studio ha inoltre scoperto che l'organizzazione delle piastrine minerali è influenzata dal tipo di collagene presente nel tessuto osseo. Il collagene è una proteina che fornisce la struttura del tessuto osseo e la sua struttura e composizione possono influenzare l’organizzazione delle piastrine minerali. I risultati suggeriscono che prendere di mira il collagene potrebbe essere una potenziale strategia terapeutica per migliorare la qualità dell’osso e ridurre il rischio di fratture.

Nel complesso, lo studio fornisce importanti informazioni sulla struttura su scala nanometrica del tessuto osseo e su come viene influenzato dalle malattie e dall'invecchiamento. I risultati potrebbero portare allo sviluppo di nuove terapie per l’osteoporosi e altre malattie ossee che influiscono sulla qualità e sulla resistenza delle ossa.