Vědci se zajímají o tajemství růstu kostry jerboa

Určitě máte dobrou představu o tom, jak vypadají zadní nohy . Jsou několikrát delší než přední nohy zvířete a pomáhají jerboovi rychle utéct před predátory. Studium kostry zadních nohou tohoto malého byla dlouho předmětem zájmu vědců, protože kosti těchto končetin jsou podobné těm, ale rostou do mnohem větší délky. Zdá se, že nová studie vědců z Harvard Medical School našla odpověď na tuto záhadu. Vědci doufají, že jejich práce pomůže identifikovat všechny faktory, které ovlivňují růst kosterních kostí.

Je známo, že kosti rostou díky buněčnému dělení v růstové zóně – oblastech na koncích kostí. Tyto buňky se nazývají chondrocyty. Tvoří chrupavku, která se stává „lešením“ pro osteoblasty, které tvoří kostní tkáň, postupně narůstající na chrupavce. Vědci vědí, že rychlost růstu kostí a jejich konečná velikost závisí na počtu a velikosti chondrocytů. Co však řídí počet a velikost těchto buněk, bylo dlouho záhadou.

Aby zjistili, jaké změny nastávají v myších chondrocytech v zóně růstu kostí, genetička Kimberly Cooper a fyzik Shongeun Oh použili mikroskopii s difrakčním fázovým kontrastem. Tato technika umožnila vědcům odhadnout velikost chondrocytů a jejich hustotu. Výsledky ukázaly, že během růstu kostí zadních nohou myší procházejí chondrocyty 3 fázemi. Během první fáze buňky ztrojnásobí svůj objem, ale zachovají si hustotu. Během druhé fáze se objem buněk zvětší ještě 4krát a jejich obsah se stává tekutější. Během třetí fáze buňky opět zdvojnásobí svůj objem, aniž by se změnila jejich hustota.

Když vědci porovnávali rychle a pomalu rostoucí kosti u myší, zjistili, že u pomalu rostoucích kostí procházejí chondrocyty prvním stádiem a poté se jejich růst částečně zastaví. Vědci se rozhodli získaná data porovnat s procesem růstu kostí hlodavců příbuzných myším, ale se zcela odlišnou kostrou. Vědci sledovali růst kostí jerboa egyptského (Jaculus jaculus) a zjistili, že chondrocyty v holenních kostech jejich zadních nohou rostou přesně stejným způsobem jako u myší, ve druhé fázi „zmrznou“. V metatarzálních kostech nohy se však tyto buňky chovají zcela odlišně. U myší chondrocyty v těchto kostech také přestanou růst ve druhém stadiu, ale u jerboů pokračují v růstu až do třetího stadia a v důsledku toho se zvětší na 40násobek své původní velikosti. Proto jsou metatarzální kosti jerboa 2,5krát delší než u myší.

Další studie ukázaly, že růst chondrocytů během druhé fáze je ovlivněn inzulinu podobným růstovým faktorem-1. Jeho koncentrace v kostech zadních nohou myší je extrémně nízká, což je pravděpodobně důvod, proč jejich chondrocyty ve druhém stadiu přestávají růst. Vědci se domnívají, že tento hormon určuje, jak dlouho určité kosti dorůstají. Tento objev by mohl pomoci vyvinout nové léky k léčbě poruch růstu lidských kostí.