A kötőszövet alkotja az élőlények, különösen a gerincesek szerkezeti támaszt. Az ennek a meghatározásnak megfelelő szövetek sokféle funkciót töltenek be az egész testben, és számos ilyen kötőszövet építőköve a kollagén rost. A kollagén egy fehérje - valójában ez a természetben található legbőségesebb fehérje. Ezért nem meglepő, hogy 2018-ig mintegy 40 altípust azonosítottak.
Nem minden típusú kollagén képződik rostokká, amelyek fibrillákból állnak (amelyek maguk is egyes hármasok csoportjaiból állnak). kollagén molekulák), de a kollagén öt fő típusából hármat - I, II, III, IV és V elrendezés. A kollagén rendelkezik azzal az előnyös tulajdonsággal, hogy ellenáll a nyújtó vagy húzó erőknek. A kollagén testben való elterjedtsége miatt a szintézist vagy a biológiai előállítást befolyásoló rendellenességek számosak és súlyosak lehetnek.
A kötőszövet típusai
A tulajdonképpeni kötőszövet, ami nagyjából annyit jelent, hogy "bármi, ami nem csontos, amit a legtöbb ember képes kötőszövetként felismerni "magában foglalja a laza kötőszövetet, a sűrű kötőszövetet és a zsírszövetet szövet. A kötőszövet egyéb típusai közé tartozik a vér és a vérképző szövet, a limfoid szövet, a porc és a csont.
A kollagén a laza kötőszövet egyik formája. Ez a típusú szövet magában foglalja a rostokat, az őrölt anyagot, az alapmembránokat és a különféle szabadon létező (például a vérben keringő) kötőszöveti sejteket. A laza kötőszövet rosttípusa a kollagén rostok mellett tartalmaz retikuláris rostokat és rugalmas szálakat. A kollagén nem található megőrölt anyagban, de bizonyos alapmembránok alkotóeleme, amelyek kapcsolódási pontot képeznek maguk a kötőszövetek és a támogatott szövetek között.
Kollagén szintézis
Amint megjegyeztük, a kollagén egyfajta fehérje, és a fehérjék aminosavakból állnak. Az aminosavak rövid hosszát peptideknek nevezzük, míg a polipeptidek hosszabbak, de nem teljes értékű funkcionális fehérjék.
Mint minden fehérje, a kollagén a sejtek belsejében található riboszómák felületén készül. Ezek a ribonukleinsav (RNS) utasításait használják hosszú polipeptidek előállítására, amelyeket procollagénnek neveznek. Ezt az anyagot a sejtek endoplazmatikus retikulumában különböző módon módosítják. Egyes aminosavakhoz cukormolekulákat, hidroxilcsoportokat és szulfid-szulfid kötéseket adnak. Minden kollagénrostnak szánt kollagénmolekula két másik molekulával együtt hármas spirálba van tekercselve, ezáltal szerkezeti stabilitást biztosít. Mielőtt a kollagén teljesen éretté válna, a végeit levágják, hogy tropokollagén nevű fehérjét képezzenek, ami egyszerűen a kollagén másik neve.
Kollagén osztályozás
Bár több mint három tucat különféle kollagént azonosítottak, ezeknek csak kis része fiziológiailag jelentős. Az első öt típus, az I., II., III., IV. És V. római számokkal, elsõsorban a leggyakoribb a testben. Valójában az összes kollagén 90 százaléka I. típusú.
I. típusú kollagén (néha I. kollagén; ez a séma természetesen minden típusra vonatkozik) alkotja a kollagén rostokat, és megtalálható a bőrben, az inakban, a belső szervekben és a csont szerves (ez nem ásványi) részében. A II. Típus a porc elsődleges alkotóeleme. A III. Típus a retikuláris rostok fő alkotóeleme, ami kissé zavaró, mivel ezeket nem tekintik "kollagénrostoknak", mint az I. típusú rostokat; az I. és a III. típus gyakran együtt látható a szövetekben. A IV-es típus az alapmembránokban található, míg az V.-es típus a hajban és a sejtek felületén található.
I. típusú kollagén
Mivel az I. típusú kollagén annyira elterjedt, könnyen izolálható a környező szövetektől, és ez volt az első formálisan leírt kollagén típus. Az I. típusú fehérjemolekula három kisebb molekuláris komponensből áll, amelyek közül kettőt α1 (I) láncnak neveznek, az egyiket α2 (I) láncnak nevezik. Ezek egy hosszú hármas spirál formájában vannak elrendezve. Ezeket a hármas spirálokat egymás mellett halmozzák, hogy fibrillákat képezzenek, amelyek viszont teljes értékű kollagénrostokká vannak kötve. A legkisebbtől a legnagyobbig terjedő hierarchia a kollagénben tehát az α-lánc, a kollagén molekula, a fibril és a rost.
Ezek a szálak képesek jelentősen megnyúlni törés nélkül. Ez rendkívül értékesekké teszi azokat az inakban, amelyek összekapcsolják az izmokat a csontokkal, és ezért kell képes nagy erőt elviselni törés nélkül, miközben mégis nagyon sokat kínál rugalmasság.
Az osteogenesis imperfecta nevű betegségben vagy az I. típusú kollagén nem készül elegendő mennyiségben, vagy a szintetizált kollagén összetétele hibás. Ennek eredményeként csontgyengeség és szabálytalanságok következnek be a kötőszövetben, ami különböző fokú fizikai romlékonysághoz vezet (egyes esetekben halálos lehet).
II típusú kollagén
A II. Típusú kollagén szintén rostokat képez, de ezek nem annyira szervezettek, mint az I. típusú kollagénrostok. Ezek főleg a porcokban találhatók. A II. Típusú fibrillák ahelyett, hogy szépen párhuzamosak lennének, gyakran többé-kevésbé összekeverednek. Ezt megadja az a tény, hogy a porc, bár a II. Típusú kollagén fő otthona, többnyire proteoglikánokból álló mátrixból áll. Ezek egy hengeres fehérjemag köré tekert glikozaminoglikán nevű molekulákból állnak. A teljes elrendezés a porcot összenyomhatóvá és "ruganyossá" teszi. Ezek a tulajdonságok jól alkalmazhatók a porc fő feladata számára, hogy csillapítsák az ízületek, például a térd és a könyök hatását.
A chondrodysplasiák néven ismert csontvázat érintő porcképződési rendellenességekről azt gondolják, hogy a DNS-ben található gén mutációja okozza a II-es típusú kollagénmolekulát.
III típusú kollagén
A III. Típusú kollagén fő szerepe a retikuláris rostok képződése. Ezek a szálak nagyon keskenyek, átmérőjük csak körülbelül 0,5–2 milliomodméter. A III. Típusú kollagénből előállított kollagénszálak elágazóak, mint párhuzamosak.
A retikuláris rostok bőségesen megtalálhatók a myeloid (csontvelő) és a lymphoid szövetekben, ahol ezek állványként szolgálnak az új vérsejtek létrehozásában részt vevő speciális sejtek számára. Fibroblasztok vagy retikuláris sejtek készítik őket, helyüktől függően. Megkülönböztethetők az I. típusú kollagéntől annak alapján, hogy bizonyos kémiai festékekkel történő festés után hogyan jelennek meg.
Az Ehlers-Danlos-szindróma nevű betegség körülbelül 10 altípusának egyikét, amely halálos erekrepedéshez vezethet, a III-as típusú kollagént kódoló gén mutációja okozza.
IV típusú kollagén
A IV. Típusú kollagén az alapmembrán egyik fő alkotóeleme, amint azt megjegyeztük. Kiterjedt elágazó hálózatokba szerveződik. Ez a típusú kollagén nem rendelkezik úgynevezett axiális periodicitással, vagyis hossza mentén nem rendelkezik jellegzetes ismétlődő mintázattal, és egyáltalán nem képez rostokat. Ez a típusú kollagén tehát a főbb kollagéntípusok közül a leginkább véletlenszerűnek tekinthető. A IV. Típusú kollagén alkotja az alapmembrán három rétegének legbelső részét, az úgynevezett lamina densa-t ("vastag réteg"). A lamina densa mindkét oldalán a lamina lucida és a lamina fibroreticularis található. Ez utóbbi réteg tartalmaz valamilyen III típusú kollagént retikuláris rostok formájában, valamint VI típusú kollagént, amely ritkábban fordul elő.