Вчених зацікавив секрет зростання скелета тушканчиків
Напевно, ви добре собі уявляєте, як виглядають задні лапи . Вони в кілька разів довші за передні лапи тварини і допомагають тушканчику швидко поскакати від хижаків. Вивчення скелета задніх лап цього нещодавно цікавило вчених, оскільки кістки цих кінцівок схожі з такими, але виростають до набагато більшої довжини. Нове дослідження вчених із Гарвардської медичної школи (Harvard Medical School), схоже, зуміло знайти відповідь на цю загадку. Дослідники сподіваються, що їхня робота допоможе виявити всі фактори, що впливають на зростання кісток скелета.
Відомо, що кістки ростуть за рахунок розподілу клітин у зоні зростання – ділянках на кінцях кісток. Ці клітини називаються хондроцитами. Вони формують хрящі, які стають «будівельними лісами» для остеобластів, які утворюють кісткову тканину, що поступово наростає на хрящ. Вчені знають, що швидкість зростання кісток та їх остаточні розміри залежать від кількості та розміру хондроцитів. Але що контролює число та розмір цих клітин – довгий час залишалося загадкою.
Щоб з`ясувати, які зміни відбуваються з хондроцитами мишей у зоні росту кісток, генетик Кімберлі Купер та фізик Шонгеун Про використовували дифракційну фазово-контрастну мікроскопію. Ця методика дозволила вченим оцінити розмір хондроцитів та їх щільність. Результати показали, що під час зростання кісток задніх лап мишей хондроцити проходять 3 стадії. У ході першої стадії клітини втричі збільшуються в обсязі, але зберігають щільність. У ході другої стадії обсяг клітин зростає ще в 4 рази, а їх вміст стає рідкішим. У ході третьої стадії клітини ще раз подвоюють свій об`єм, не змінюючи густини.
Коли дослідники порівняли швидко- і повільно зростаючі кістки мишей, вони з`ясували, що в кістках, що повільно ростуть, хондроцити проходять першу стадію, а потім їх зростання частково зупиняється. Вчені вирішили порівняти отримані дані з процесом зростання кісток споріднених мишей гризунів, але з зовсім іншим скелетом. Дослідники простежили за зростанням кісток єгипетського тушканчика (Jaculus jaculus) і виявили, що хондроцити у великих гомілкових кістках їх задніх лап ростуть так само, як і у мишей, «застигаючи» на другій стадії. Однак у плюсневих кістках стопи ці клітини поводяться зовсім по-іншому. У мишей хондроцити в цих кістках теж припиняють зростання на другій стадії, однак у тушканчиків вони продовжують зростати аж до третьої стадії, і в результаті стають у 40 разів більшими за свій початковий розмір. Тому плюсневі кістки тушканчика в 2,5 рази довші за такі у мишей.
Подальші дослідження показали, що на зростання хондроцитів у ході другої стадії впливає інсуліноподібний фактор росту-1. Його концентрація в кістках задніх лап мишей дуже низька, і, мабуть, тому їх хондроцити перестають рости на другій стадії. Дослідники впевнені, що саме цей гормон визначає, до якої саме довжини ростуть певні кістки. Це відкриття може допомогти у розробці нових ліків для лікування порушень росту кісток у людини.
