Una sustancia de los huesos, desconocida hasta ahora que puede ayudar a luchar contra las enfermedades óseas

Las últimas investigaciones muestran que el citrato -un subproducto del metabolismo celular natural- se mezcla con agua para crear un fluido viscoso que se encuentra atrapado entre los nano cristales que forman nuestros huesos. Este fluido permite suficiente movimiento, o deslizamiento, entre estos cristales para que los huesos sean flexibles, y no se rompan bajo presión. Es una especie de amortiguador incorporado a los huesos que, hasta ahora, era desconocido.

Si hay una fuga de este citrato, los cristales -hechos de fosfato de calcio- se fusionan en cúmulos más y más grandes que llegan perder flexibilidad, siendo cada vez más frágiles y más propensos a quebrarse. Esto podría ser la causa de la osteoporosis. El equipo del Departamento de Química de Cambridge y del Advanced Imaging Centre utilizó una combinación de espectroscopia de RMN, difracción de rayos X, con formación de imágenes y modelado computacional junto al Departamento de Física y Astronomía de la UCL para revelar las capas de citrato en los huesos.

Los descubridores dicen que este es el comienzo de lo que tiene que ser todo un cambio de enfoque para el estudio de la causa de las enfermedades óseas como la osteoporosis y patologías óseas en general. El estudio se publica en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.

“Se pensaba que el mineral óseo a estaba estrechamente relacionada con esta sustancia denominada hidroxiapatita. Pero lo que hemos demostrado es que una gran parte del mineral ósea, posiblemente tanto como la mitad. De hecho, se compone de esta sustancia pegajosa, donde el citrato es vinculante como un gel entre cristales minerales “, dijo la Doctora Melinda Duer, quien dirigió el estudio. “Esta estratificación nano-escópica de líquido citrato y cristales minerales en medio del huesos hace que los cristales permanezcan en formas similares a placas planas que tienen facilidad para deslizarse entre ellos. Sin citrato, todos los cristales de mineral óseo colapsarían, convertidos en un gran cristal y se rompería.”

“Esta es una estructura en forma de capas hasta ahora desconocida, y ahora podemos ver que sin ella estaríamos expuestos”.

Duer lo compara con dos hojas de vidrio con agua en medio, que se pegan, pero son capaces de deslizarse. “Funciona igual en estos cristales planos en los huesos. Pero senecesita algo que mantenga el agua entre los cristales. tiene que tener algo que mantiene el agua allí, que evite que se resequen y permita movimiento entre ellos. Ahora sabemos que esa cosa es el citrato”. 

El citrato es una molécula con forma “de araña” de cuatro brazos, que puede enlazarse fácilmente al calcio, de lo que los huesos están llenos, explica Duer. Esto significa que el citrato puede mantener los cristales minerales juntos al mismo tiempo que impide que se peguen.  Mientras que atrapa el agua que permite el movimiento que proporciona la flexibilidad de los huesos. “Sin el citrato, el agua acaba por fluir directamente a través de estos vacíos”, dijo.

De hecho el cuerpo proporciona calcio a los huesos envuelto en citrato, para evitar la fusión con el fosfato y la formación de grandes y frágiles cristales minerales en lugares equivocados. El tejido óseo tiene una proteína con forma de malla con agujeros, donde se deposita el calcio en los tejidos sanos, los agujeros son muy pequeños, por lo que cuando el calcio es depositado, el citrato que viene con él no puede escapar y se encuentra atrapado entre los cristales; creando capas flexibles de placas de fluido y huesos.

Cuando las personas envejecen o sufren traumatismos óseos repetidos, esta malla de proteínas no se repara tan bien por las células que tratan de reemplazar el tejido dañado, pero a menudo terminan devorando el tejido más rápido de lo que puede volver a depositarse el citrato. Esto hace que los agujeros sean cada vez más grandes en la malla de proteínas y se generan escapes de citratos y los cristales se fusionan. Lo qué sucede entonces es pura química con un poco de control biológico, dice Duer. Estos pequeños espacios obligan a las moléculas a involucrarse con el mineral que se forma, controlando el control del proceso. Pero si no se dispone del espacio, las reacciones químicas se convierten en una espiral fuera de control. 

“En los agujeros más grandes del tejido dañado, la química pura se hace cargo. Casi en el momento en que el calcio y el fosfato toman contacto, forman un sólido. Se termina con estos grupos crecientes de cristal frágil, con agua y citrato relegados a salir. En términos de química ese mineral sólido es la estructura más estable. Biomecánicamente, sin embargo, no hay esperanza. tan pronto como se genere presión se hará añicos. Si queremos curar la osteoporosis, tenemos que encontrar la manera de detener que los agujeros más grandes se formen en la malla proteica.” 

El estudio es el primero de una serie de conclusiones, que junto con otros estudios realizados por el equipo sobre la química del hueso se espera que salgan a finales de año.

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