Waarom botweefsel tegelijk soepel en hard is

Britse medici hebben een reconstructie gemaakt van de minerale structuur van botweefsel op micro- en nanoschaal – de schaal vlak boven de wereld van afzonderlijke atomen en moleculen. Zo ontdekten ze dat het harde, kalkachtige gedeelte van het botweefsel – dat voornamelijk uit een mineraal genaamd hydroxylapatiet bestaat – op het kleinste structurele niveau wordt gevormd door nanokristallen die de vorm aannemen van propellerbladen. Dankzij die vorm kunnen de kristallen zich vasthechten aan de collageeneiwitten, die verantwoordelijk zijn voor de soepelheid van onze botten.

Maar niet alleen op het kleinste niveau zijn het harde, sterke apatief en het zachte, soepele collageen met elkaar verweven. De wetenschappers konden niet minder dan twaalf verschillende hiërarchische niveaus identificeren waarbij dit gebeurt. Daardoor heeft botweefsel wel iets weg van een fractaal, een meetkundige rariteit die is opgebouwd uit delen die min of meer gelijkvormig zijn met de figuur zelf.

Fractalen horen thuis in de wiskunde, maar evengoed in de natuur. Men ontwaart ze bijvoorbeeld in sneeuwvlokken, wolken, boomstammen, kustlijnen en bliksemschichten. En nu dus ook in botweefsel.