Как растягивается коллаген внутри сухожилия ✎ экспресс

Оригинал: "Polarization controlled second harmonic generation imaging of stretched collagen fibrils reveals collagen deformation pathway in situ"
arXiv:2608.18898v1 · 2026-08-19 · CC BY-NC-ND 4.0 · собственный разбор · 1 мин
Учёные впервые увидели, как молекулы коллагена деформируются внутри отдельной нити.

Коллаген — это верёвки, из которых сплетены наши сухожилия, кожа и кости. Каждая «верёвка» — пучок молекул, скрученных в тройную спираль, как три нити в канате. До сих пор никто не видел, что происходит с этими нитями, когда мы тянем за канат. В новой работе учёные взяли отдельные волокна из сухожилий коровы и растянули их, одновременно подсвечивая лазером и ощупывая сверхтонкой иглой.

Лазер заставлял молекулы коллагена испускать особый свет, по которому можно судить, насколько они вытянуты. Оказалось, что молекулы растягиваются сильнее, чем видимые под микроскопом полосы на волокне. Особенно это заметно у «молодых» волокон с меньшим числом химических сшивок между нитями. Когда растяжение достигало предела, спирали начинали раскручиваться — как если бы канат сначала расплетался, а потом рвался.

Переход от целой спирали к раскрученной требует энергии, как будто нужно преодолеть барьер высотой с 6–10 «тепловых толчков» (единиц энергии kB T). Это немного, но достаточно, чтобы повреждение началось именно с раскручивания, а не сразу с разрыва.

Почему это важно? Понимание того, как коллаген держит нагрузку и где ломается, поможет создавать более прочные искусственные ткани и лучше лечить травмы сухожилий. Ведь если знать, какая «сшивка» делает канат надёжнее, можно подбирать материалы, которые не расплетутся в самый неподходящий момент.

Волокна коллагена из сухожилий коровы настолько прочны, что выдерживают нагрузку, сравнимую с весом небольшого автомобиля на квадратный сантиметр.

Учёные
William Lawrence Bragg
Понятия
генерация второй гармоники