Учёные Сибири и Канады впервые описали остеопороз с точки зрения минералогии
17 февраля 2026 г.
Учёные впервые описали, как остеопороз на ранней стадии меняет кость на уровне кристаллов. Результаты опубликованы в журнале Crystals.
На бедренных костях крыс они показали: при заболевании нарушается ориентация минеральных пластин апатита – из‑за этого кость теряет прочность и становится хрупкой. Открытие станет полезно при разработке биоподобных имплантатов и для развития фундаментальной минералогии.
Работу выполнили сотрудники Томского государственного университета, Института геохимии им. А. П. Виноградова СО РАН, Макмастерского университета (Канада) и Сибирского государственного медицинского университета. Исследование химического состава образцов проводилось на базе Центра коллективного пользования Томского государственного университета.
«Кость – это природный композитный материал, который состоит преимущественно из белка (коллагена) и кристаллов апатита (минерала класса фосфатов), – поясняет младший научный сотрудник ТГУ А. А. Бибко. – Такое заболевание, как остеопороз, заметно влияет на структуру кости, что приводит к изменению её механических свойств. Мы рассмотрели изменения апатита в костной ткани при остеопорозе как с точки зрения химического состава костного минерала, так и с точки зрения ультраструктуры костной ткани».
В эксперименте участвовали 12 крыс породы Вистар. У шести животных был смоделирован остеопороз.
«Мы изучили бедренные кости здоровых и больных остеопорозом крыс. При помощи инфракрасной спектроскопии и рентгеноспектрального микроанализа нам удалось зафиксировать изменения в химическом составе костного апатита, а именно изменение содержания карбонат-иона (CO32-). С помощью просвечивающей электронной микроскопии мы зафиксировали изменение ориентации кристаллов костного апатита при начале остеопороза», – рассказывает А. А. Бибко.
По словам Артёма, при остеопорозе ориентация кристаллов меняется, исчезает мозаичная структура пластин апатита. Это неизбежно будет приводить к изменению механических свойств всей кости – главному симптому остеопороза.
«Мы предполагаем, что в нарушении ультраструктуры кости виноваты остеобласты – клетки-строители, которые собирают кость, – добавляет Артём Бибко. – Системное нарушение работы этих клеток приводит к неправильному формированию костной ткани. Ранее подобные минералогические исследования костной ткани, подверженной остеопорозу, никто не делал. Эти фундаментальные знания о заболевании помогут лучше понимать его природу, а значит, помочь эффективно решить проблему».
Учёные планируют исследовать разные зоны кости. На основе полученных данных об ультраструктуре кости и химическом составе апатита станет возможно создать подробную схему костной ткани, на основе которой впоследствии разработать биоподобные имплантаты. Результаты исследования также могут быть интересны с точки зрения фундаментальной минералогии и при изучении методик кристаллографии.
Исследование проводилось в рамках государственного задания Минобрнауки России (проект № FSWM-2025-0015).
Источник: ТГУ.
Метки: минералы, СО РАН, ИГХ СО РАН