კოლაგენური ბოჭკოების ტიპები

შემაერთებელი ქსოვილი ქმნის ცოცხალი არსებების, განსაკუთრებით ხერხემლიანთა სტრუქტურულ საყრდენს. ქსოვილები, რომლებიც ამ განმარტებას აკმაყოფილებენ, სხეულის სხვადასხვა ფუნქციებს ემსახურება და მრავალი ამ შემაერთებელი ქსოვილის საშენი ბლოკები კოლაგენური ბოჭკოებია. კოლაგენი ცილაა - სინამდვილეში, ის ბუნებაში ყველაზე უხვად ცილაა. ამიტომ გასაკვირი არ უნდა იყოს, რომ 2018 წლისთვის დაახლოებით 40 ქვეტიპი იქნა გამოვლენილი.

კოლაგენის ყველა ტიპი არ იქმნება ბოჭკოებად, რომლებიც შედგება ფიბრილებისგან (რომლებიც თვითონ მზადდება ინდივიდუალური სამეული ჯგუფებისგან კოლაგენის მოლეკულები), მაგრამ კოლაგენის ხუთი ძირითადი ტიპიდან სამი - იარლიყით I, II, III, IV და V - ხშირად გვხვდება მოწყობა. კოლაგენი ფლობს დაძაბულობის ან დაჭიმულ ძალებს წინააღმდეგობის გაწევის უპირატეს თვისებას. ორგანიზმში კოლაგენის სიჭარბის გავრცელების გამო, მისი სინთეზის ან ბიოლოგიურ წარმოებაზე მოქმედი დარღვევები მრავალია და შეიძლება მწვავე იყოს.

შემაერთებელი ქსოვილი სათანადოა, რაც ითარგმნება უხეშად "ყველაფერზე და არა ძვალზე, რაც შესაძლოა ადამიანთა უმეტესობამ შეძლოს აღიარებენ, როგორც შემაერთებელ ქსოვილს, ”მოიცავს ფხვიერ შემაერთებელ ქსოვილს, მკვრივ შემაერთებელ ქსოვილს და ცხიმოვან ცხიმს ქსოვილი. შემაერთებელი ქსოვილის სხვა ტიპებს მიეკუთვნება სისხლი და სისხლის წარმომქმნელი ქსოვილი, ლიმფოიდური ქსოვილი, ხრტილი და ძვალი.

კოლაგენი არის ფხვიერი შემაერთებელი ქსოვილის ფორმა. ამ ტიპის ქსოვილი მოიცავს ბოჭკოებს, მიწის ნივთიერებას, სარდაფის მემბრანებს და სხვადასხვა თავისუფალ (მაგ., სისხლში ცირკულირებს) შემაერთებელი ქსოვილის უჯრედებს. კოლაგენის ბოჭკოების გარდა, ფხვიერი შემაერთებელი ქსოვილის ბოჭკოვანი ტიპი მოიცავს რეტიკულურ ბოჭკოებს და ელასტიკურ ბოჭკოებს. კოლაგენი არ გვხვდება მიწის ნივთიერებაში, მაგრამ ის წარმოადგენს გარკვეული სარდაფის მემბრანის კომპონენტს, რომელიც წარმოადგენს ურთიერთდამოკიდებულებას ქსოვილის ქსოვილს შორის და მას ეყრდნობა.

როგორც აღინიშნა, კოლაგენი ცილის სახეობაა და ცილები ამინომჟავებისგან შედგება. ამინომჟავების მოკლე სიგრძეს პეპტიდებს უწოდებენ, ხოლო პოლიპეპტიდებს უფრო გრძელია, მაგრამ სრულფასოვანი ფუნქციონალური ცილები მცირეა.

ყველა ცილის მსგავსად, კოლაგენი მზადდება უჯრედების რიბოსომების ზედაპირებზე. ეს რიბონუკლეინის მჟავას (RNA) ინსტრუქციას იყენებს გრძელი პოლიპეპტიდების შესაქმნელად, რომლებსაც პროკოლაგენი ეწოდება. ეს ნივთიერება მოდიფიცირებულია უჯრედების ენდოპლაზმურ ბადეში სხვადასხვა გზით. გარკვეულ ამინომჟავებს ემატება შაქრის მოლეკულები, ჰიდროქსილის ჯგუფები და სულფიდ-სულფიდური ბმები. კოლაგენის ბოჭკოსთვის განკუთვნილი თითოეული კოლაგენის მოლეკულა ორ სხვა მოლეკულასთან ერთად სამმაგ სპირალში ხვდება, რაც მას სტრუქტურულ სტაბილურობას ანიჭებს. სანამ კოლაგენი სრულყოფილად გახდება, მისი ბოლოები იკვეთება და წარმოქმნიან ცილას, რომელსაც ეწოდება ტროპოკოლაგენი, რომელიც კოლაგენის სხვა სახელია.

მიუხედავად იმისა, რომ გამოვლენილია კოლაგენის სამ ათეულზე მეტი განსხვავებული სახეობა, ამათგან მხოლოდ მცირე ნაწილია ფიზიოლოგიურად მნიშვნელოვანი. პირველი ხუთი ტიპი, რომაული რიცხვების I, II, III, IV და V გამოყენებით, უმეტესწილად ყველაზე გავრცელებულია სხეულში. სინამდვილეში, კოლაგენის 90 პროცენტი შედგება I ტიპისგან.

I ტიპის კოლაგენი (ზოგჯერ მას კოლაგენ I- ს უწოდებენ; ეს სქემა, რა თქმა უნდა, ვრცელდება ყველა ტიპზე) ქმნის კოლაგენურ ბოჭკოებს და გვხვდება კანის, მყესების, შინაგანი ორგანოების და ძვლის ორგანულ (ეს არის არა მინერალური) ნაწილში. II ტიპი ხრტილის ძირითადი შემადგენელია. III ტიპი არის რეტიკულური ბოჭკოების ძირითადი კომპონენტი, რაც გარკვეულწილად დამაბნეველია, რადგან ისინი არ განიხილება "კოლაგენური ბოჭკოები", როგორც I ტიპისგან დამზადებული ბოჭკოები; I და III ტიპები ხშირად ერთად გვხვდება ქსოვილებში. IV ტიპი გვხვდება სარდაფის მემბრანებში, ხოლო V ტიპი ჩანს თმებში და უჯრედების ზედაპირებზე.

იმის გამო, რომ I ტიპის კოლაგენი ძალიან გავრცელებულია, მისი გამოყოფა ადვილია მიმდებარე ქსოვილებისგან და იყო კოლაგენის პირველი ტიპი, რომელიც ოფიციალურად იქნა აღწერილი. I ტიპის ცილის მოლეკულა შედგება სამი უფრო მცირე მოლეკულური კომპონენტისგან, რომელთაგან ორი ცნობილია α1 (I) ჯაჭვების სახელით და ერთს α2 (I) ჯაჭვი ეწოდება. ეს განლაგებულია გრძელი სამმაგი სპირალის სახით. ეს სამმაგი ხომალდები ერთმანეთთან ერთად იკვრება და ქმნის ფიბრილებს, რომლებიც თავის მხრივ შეფუთულია სრულფასოვან კოლაგენურ ბოჭკოებად. ამიტომ იერარქია კოლაგენიდან უმცირესიდან უდიდესში არის α- ჯაჭვი, კოლაგენის მოლეკულა, ფიბრილი და ბოჭკო.

ამ ბოჭკოებს შეუძლიათ გაჭიმვის გარეშე მნიშვნელოვნად დაჭიმონ. ეს მათ უკიდურესად აფასებს მყესებში, რომლებიც კუნთებს ძვლებთან აკავშირებს და ამიტომ უნდა იყოს შეუძლია გაუძლოს დიდ ძალას გატეხვის გარეშე, ხოლო ჯერ კიდევ ბევრს სთავაზობს მოქნილობა

დაავადების დროს, რომელსაც ეწოდება ოსტეოგენეზი იმპერიფექტა, ან I ტიპის კოლაგენი არ მიიღება საკმარისი რაოდენობით ან სინთეზირებული კოლაგენი დეფექტურია მისი შემადგენლობით. ეს იწვევს ძვლის სისუსტეს და შემაერთებელ ქსოვილში არეულობებს, რაც იწვევს სხვადასხვა ხარისხის ფიზიკურ სისუსტეს (ზოგიერთ შემთხვევაში შეიძლება ფატალური იყოს).

II ტიპის კოლაგენი ასევე ქმნის ბოჭკოებს, მაგრამ ეს არ არის ისე ორგანიზებული, როგორც I ტიპის კოლაგენის ბოჭკოები. ეს ძირითადად ხრტილებში გვხვდება. II ტიპის ფიბრილები, ვიდრე სისუფთავე პარალელურია, ხშირად მოწყობილია მეტნაკლებად ჩახლართულ ადგილას. ამას იძლევა ის ფაქტი, რომ ხრტილები, მიუხედავად იმისა, რომ II ტიპის კოლაგენის მთავარი სახლია, ძირითადად მზადდება მატრიქსისგან, რომელიც შედგება პროტეოგლიკანებისაგან. ესენი შედგება ცილინდრული ცილის ბირთვზე შემოხვეული მოლეკულებისგან, რომლებსაც გლიკოზამინოგლიკანები უწოდებენ. მთლიანი შემადგენლობა ხრტილს ხდის შეკუმშვას და "ზამბარას" თვისებებს, რომლებიც კარგად შეეფერება ხრტილის მთავარ საქმეს - განმუხტვის ზემოქმედების დატვირთვა სახსრებზე, როგორიცაა მუხლები და იდაყვები.

ხრტილის წარმოქმნის დარღვევა, რომელიც მოქმედებს ჩონჩხზე, რომელიც ცნობილია ქონდროდისპლაზიის სახელით, ფიქრობენ, რომ გამოწვეულია დნმ-ის გენის მუტაციით, რომელიც კოდირდება II ტიპის კოლაგენის მოლეკულასთან.

III ტიპის კოლაგენის მთავარი როლი არის რეტიკულური ბოჭკოების წარმოქმნა. ეს ბოჭკოები ძალიან ვიწროა, დიამეტრით მხოლოდ 0,5 – დან 2 მემილიონე მეტრია. III ტიპის კოლაგენისგან დამზადებული კოლაგენის ფიბრილები უფრო განშტოებულია, ვიდრე პარალელური ორიენტაციით.

რეტიკულური ბოჭკოები უხვად გვხვდება მიელოიდურ (ძვლის ტვინში) და ლიმფოიდურ ქსოვილებში, სადაც ისინი ხარაჩოებად იქცევიან სპეციალიზებული უჯრედებისათვის, რომლებიც მონაწილეობენ ახალი სისხლის უჯრედების წარმოქმნაში. ისინი მზადდება ან ფიბრობლასტებით ან რეტიკულური უჯრედებით, მათი ადგილმდებარეობიდან გამომდინარე. ისინი შეიძლება განვასხვავოთ I ტიპის კოლაგენისგან იმის საფუძველზე, თუ როგორ ჩნდება ისინი გარკვეული ქიმიური საღებავებით შეღებვის შემდეგ.

დაავადების ერთ-ერთი 10 ქვეტიპიდან, რომელსაც ეალერს-დანლოს სინდრომს უწოდებენ, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს სისხლძარღვების ფატალური გაწყვეტა, განპირობებულია გენის მუტაციით, რომელიც კოლაგენის III ტიპის კოდს წარმოადგენს.

IV ტიპის კოლაგენი არის სარდაფის მემბრანის ძირითადი კომპონენტი, როგორც აღინიშნა. იგი ორგანიზებულია ფართო განშტოების ქსელებში. ამ ტიპის კოლაგენს არ აქვს ღერძული პერიოდულობა, რაც ნიშნავს, რომ მისი სიგრძის განმავლობაში მას არ აქვს დამახასიათებელი განმეორებადი ნიმუში და ის საერთოდ არ ქმნის ბოჭკოებს. ამ ტიპის კოლაგენი შეიძლება განიხილებოდეს, როგორც ყველაზე მეტად შემთხვევითი ძირითადი კოლაგენის ტიპებიდან. IV ტიპის კოლაგენი ქმნის ბაზალური მემბრანის სამი ფენის უმეტეს ნაწილს, რომელსაც ეწოდება lamina densa ("სქელი ფენა"). ლამინატის დენსის ორივე მხარეს არის ლამინა ლუციდა და ლამინა ფიბრორეტიკულაცია. ეს უკანასკნელი ფენა შეიცავს III ტიპის კოლაგენს რეტიკულური ბოჭკოების, აგრეთვე VI ტიპის კოლაგენის სახით, უფრო იშვიათად გვხვდება.