Potsdam/Wien - Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Kolloid- und Grenzflächenforschung in Potsdam haben bewiesen, dass Sehnen aus zwei Arten von Faserbündeln bestehen. Die Forscher, die gemeinsam mit Wissenschaftlern aus Wien und Triest arbeiten, konnten weiters in Computersimulationen zeigen, welche Knochenbauveränderungen durch Alterung und Krankheiten entstehen. Demnach können bereits geringe Veränderungen im biologischen Regelmechanismus große Auswirkungen auf die Struktur des Knochens haben. Diese Erkenntnisse könnten für die Osteoporose-Therapie von großer Bedeutung sein, berichtet die Max-Planck-Gesellschaft (MPG).

Anhand von Truthahnsehnen haben die Forscher den Beweis erbracht, dass mineralisierte Sehnen aus zwei verschiedenen Sorten von Faserbündeln bestehen: Die mineralisierten Fasern verleihen dem Material Steifigkeit und die weichen Fasern verhindern einen frühzeitigen Bruch. Die Untersuchung von sich dehnenden Sehnen im Röntgenlicht hat ergeben, dass sich die Kollagenfasern, die elementaren Bausteine von Sehnen und Knochen, ungleichmäßig verformen. Den Forschern ist es mit einem Computermodell gelungen, die Alterung und verschiedene Krankheitsszenarien zu simulieren.

Komposit

Die Untersuchungen haben ergeben, dass die mineralisierte Truthahnsehne ein Komposit ist, das aus Faserbündeln mit stärkerer Versteifung durch Mineralpartikel besteht. Darüber hinaus besteht die Sehne aus Bündeln, die wegen ihrer geringeren Mineralisierung weicher und daher dehnbarer sind. Wird die Sehne gedehnt, sorgt die hoch mineralisierte Komponente für eine hohe Steifigkeit bei kleinen Dehnungen. Bei größerer Dehnung brechen diese spröden Faserbündel jedoch und relaxieren in einen ungedehnten Zustand zurück. Die Last muss nun von den weicheren Fibrillen getragen werden, die allerdings äußerst dehnbar sind und somit den strukturellen Zusammenhalt der Sehne gewährleisten, berichtet die MPG. (pte)