Исследователи с факультета естественных наук Технологического университета Хемница обнаружили молекулы жира в натуральных коллагеновых фибриллах, основном компоненте соединительной ткани. Их [исследование](http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2025/SM/D5SM00696A), опубликованное в Soft Matter, показывает, как жиры влияют на механические свойства и содержание воды в коллагеновых фибриллах.
Коллагеновые фибриллы — это основные строительные блоки кожи, сухожилий, связок и костей. Они скрепляют наше тело. Жиры и масла издавна использовались для смягчения и защиты кожи, которая состоит из молекул коллагена. Однако неизвестно, сколько молекул жира содержится в натуральных коллагеновых фибриллах.
Знание точного химического состава коллагеновых фибрилл важно для понимания биохимических процессов, участвующих в росте тканей, старении и заболеваниях. В химии различные молекулярные компоненты обычно разделяют для изучения свойств чистых веществ. Однако [биологические системы](https://phys.org/tags/biological+systems/) содержат тысячи различных химических молекул, и все они, вероятно, важны.
Команда физиков и химиков с факультета естественных наук Технологического университета Хемница обнаружила, что триацилглицерины — очень распространённый тип молекул природного жира — собираются между молекулами коллагена, влияя тем самым на сцепление гораздо более крупных коллагеновых фибрилл. Это открытие имеет важное значение для понимания биомеханики соединительной ткани. Оно также демонстрирует, как внедрённые липиды могут влиять на силы связывания между белками на молекулярном уровне.
Исследователи изучили коллагеновые фибриллы из куриных сухожилий и обнаружили, что они содержат неожиданно большое количество триацилглицеринов, также известных как нейтральные жиры. Эти молекулы жира составляют около 9% объёма сухих коллагеновых фибрилл и случайным образом включены в кристаллическую решётку молекул коллагена. Молекулы жира действуют как пластификаторы, снижая содержание воды в коллагеновых фибриллах. Это открытие бросает вызов современному пониманию химического состава натуральных коллагеновых фибрилл.
Чтобы определить содержание триацилглицеринов и их влияние на механические свойства отдельных коллагеновых фибрилл, доктор Мартин Денерт и профессор доктор Роберт Магерле с кафедры химической физики Технологического университета Хемница разработали новый протокол анализа, основанный на атомно-силовой микроскопии.
Они использовали последовательность промывок, при которой жиры, прилипшие к фибриллам, сначала удаляют неполярным растворителем (гексаном). Затем они растворяли [молекулы жира](https://phys.org/tags/fat+molecules/) из внутренней части фибрилл с помощью полярного растворителя, смеси дихлорметана и метанола.
После каждого этапа промывки они исследовали полученные изменения в коллагеновых фибриллах с помощью [атомно-силовой микроскопии](https://phys.org/tags/atomic+force+microscopy/). Это позволяет очень точно определить форму и [механические свойства](https://phys.org/tags/mechanical+properties/) коллагеновых фибрилл, толщина которых составляет примерно 100 нанометров. Наконец, используя рамановскую и ЯМР-спектроскопию, они идентифицировали жиры, содержащиеся в коллагеновых фибриллах, как триацилглицерины.
«Наши результаты показывают, как жиры и вода взаимодействуют в натуральных коллагеновых фибриллах», — объясняет Магерле. Он добавляет: «Это предполагает, что может существовать связь между жирами, присутствующими в нашем рационе, и биомеханикой соединительной ткани. Мы планируем более подробно изучить это в будущем».
Предоставлено [Технологическим университетом Хемница](https://phys.org/partners/chemnitz-university-of-technology/).