Achillova pata šlach

Achillova šlachaFoto: Henry Gray's Anatomy of the Human Body, public domain

Každý rok si statisíce lidí poraní šlachy a počet lidí, kteří kvůli problémům se šlachami navštěvují ordinace ortopedů, se šplhá do milionů. Poodhalit příčiny přetížených a přetrhaných šlach pomohla studie, ve které vědci měřili pružnost celých šlach i vláken kolagenu tenčích než vlásek.

Šlachy z 80 až 90 procent tvoří vlákna bílkoviny kolagenu. Prostor mezi jejich svazky vyplňuje spojovací hmota, kterou tvoří molekuly proteoglykanů. Protože vlákna kolagenu jsou nesmírně pružná, předpokládali vědci z Case Western Reserve University, že slabé místo – doslova Achillova pata každé šlachy – může být právě proteoglykanová spojovací hmota. Přímo otestovat sílu tohoto materiálu, který je komplexnější a méně dostupný než kolagenová vlákna, by bylo velmi obtížné. 

Vědci se proto rozhodli změřit mechanické vlastnosti vláken kolagenu a porovnat je s celou šlachou. Inspirovali se přístrojem pro testování oceli, jehož princip zmenšili do mikroměřítka. Na mikroelektrický systém se jedním koncem dají ukotvit vlákna, která jsou v průměru 100krát tenčí než lidský vlas. Druhý konec se připevní na pohyblivou podložku, za kterou se vlákénko natahuje.
První testy tohoto druhu ukázaly, že izolované vlákno kolagenu se natáhne o 100 procent své původní délky, než se přetrhne. Celá šlacha vydrží jen do prodloužení o 10 až 20 procent. 

Nová technologie také umožňuje sledovat pružnost vláken hydratovaných fyziologickým roztokem, který simuluje podmínky uvnitř těla. Výsledky se u suchých a hydratovaných vláken a šlach lišily, takže vědci předpokládají, že právě molekuly vody kolem vláken kolagenu mohou významně ovlivnit mechanické vlastnosti. Stupeň hydratace kontrolují opět proteoglykany. Podle autorů studie to z nich dělá lákavý cíl pro vývoj léčiv, která by dokázala zvýšit flexibiltu šlach a urychlit jejich hojení. 

Zdroj: Case Western Reserve University, Biophysical Journal