Но группа исследователей во главе с профессорами биоинженерии Университета штата Юта Джеффри Вайсом и Майклом Ю обнаружила, что повреждение коллагена, основного строительного блока всех человеческих тканей, может произойти гораздо раньше на молекулярном уровне из-за слишком большого физического стресса, предупреждая врачей и врачей. ученых, что пациент находится на пути к серьезному повреждению тканей и боли.Это может быть особенно полезно для тех, кто хочет раньше узнать, развиваются ли у них такие заболевания, как артрит, или для спортсменов, которые хотят знать, сказываются ли повторяющиеся нагрузки на их теле. «Научная ценность этого высока, потому что коллаген есть повсюду», — говорит Ю. «Когда мы говорим об этом механическом повреждении, мы говорим о хрящах, сухожилиях и даже сердечных клапанах, которые постоянно двигаются. Существует так много тканей, которые содержат коллаген, который может испортиться механически.
Этот вопрос важен для понимания многих травм. и болезни ".Исследование команды, финансируемое Национальным институтом здравоохранения, было опубликовано на этой неделе в последнем выпуске журнала Nature Communications.Раньше ученые думали, что коллаген — это нити белка, сплетенные в веревочную структуру, придающую ткани ее прочность и жесткость, — просто растягивается или скользит друг за другом во время повторяющегося стресса.
Они никогда не знали, действительно ли они были повреждены. В результате пациенты, которые неоднократно подвергали свое тело стрессу, не знали, находятся ли они на пути к чему-то еще худшему из-за тяжелых физических нагрузок.
Но теперь команда обнаружила, что молекула коллагена действительно распадается на молекулярном уровне до того, как происходит полное разрушение ткани. Этот тип незначительных повреждений, называемых «неполноценными повреждениями», связан с распространенными повреждениями соединительных тканей, такими как разрывы связок и менисков, а также с различными типами тендинита, такими как тендинопатия теннисного локтя и вращательной манжеты плеча.
«Накопление неполадок может продолжаться в течение долгого времени без катастрофического отказа, но повторное повреждение приводит к воспалению», — говорит Вайс. «Таким образом, этот порочный круг продолжается, воспаление разрушает ткань, делая ее более восприимчивой к повреждению, что тогда это может привести к массивному разрыву ".Команда использовала новый зонд, называемый гибридизирующим пептидом коллагена (CHP), крошечной версией коллагена, который связывается с распущенными цепями поврежденного коллагена, чтобы выяснить, где и сколько повреждений произошло в перегруженных сухожилиях.Это открывает перед медицинскими исследователями возможность в будущем использовать зонды CHP как способ диагностики, если у человека поврежден коллаген, и если да, то в какой степени и где, прежде чем произойдет массивный разрыв. Вайс и Ю также считают, что его можно использовать как способ доставки лекарств прямо к поврежденной ткани, потому что CHP нацелен только на поврежденный коллаген.
Наконец, это еще больше расскажет врачам о том, что происходит с нашим телом во время повторяющихся физических нагрузок.«Фундаментальное понимание нагрузок и деформаций, вызывающих молекулярные повреждения, до сих пор ускользало от нас», — говорит Вайс. «Наши результаты могут быть преобразованы в рекомендации для спортсменов о том, как тренироваться или какие протоколы реабилитации могут использовать травмированные».