Kolageno skaidulų rūšys

Jungiamasis audinys sudaro struktūrinę gyvų būtybių, ypač stuburinių, atramą. Audiniai, atitinkantys šį apibrėžimą, atlieka įvairias funkcijas visame kūne, o daugelio šių jungiamųjų audinių statybinės medžiagos yra kolageno skaidulos. Kolagenas yra baltymas - iš tikrųjų tai yra gausiausias baltymas, randamas gamtoje. Todėl nenuostabu, kad 2018 m. Buvo nustatyta apie 40 potipių.

Ne visi kolageno tipai susidaro iš skaidulų, sudarytų iš fibrilų (kurios pačios yra sudarytos iš atskirų asmenų kolageno molekulės), tačiau dažnai pastebimi trys iš penkių pagrindinių kolageno tipų - pažymėti I, II, III, IV ir V išdėstymas. Kolagenas pasižymi naudingu atsparumo tempimo ar tempimo jėgoms bruožu. Dėl didelio kolageno paplitimo organizme sutrikimų, turinčių įtakos jo sintezei ar biologinei gamybai, yra daug ir jie gali būti sunkūs.

Tinkamas jungiamasis audinys, kuris apytiksliai reiškia „visa, kas nėra kaulas, gali būti dauguma žmonių pripažinti jungiamuoju audiniu ", apima laisvą jungiamąjį audinį, tankų jungiamąjį audinį ir riebalinį audinį audinio. Kiti jungiamojo audinio tipai yra kraujas ir kraują formuojantis audinys, limfoidinis audinys, kremzlė ir kaulas.

Kolagenas yra laisvo jungiamojo audinio forma. Šio tipo audiniai apima skaidulas, sumaltą medžiagą, pamatines membranas ir įvairias laisvai egzistuojančias (pvz., Kraujyje cirkuliuojančias) jungiamojo audinio ląsteles. Be kolageno skaidulų, laisvo jungiamojo audinio pluošto tipas apima tinklinius pluoštus ir elastinius pluoštus. Kolageno nėra rasta medžiagoje, tačiau jis yra tam tikrų pamatinių membranų, kurios yra sąsaja tarp paties jungiamojo audinio ir bet kokio audinio, kurį jis palaiko, komponentas.

Kaip pažymėta, kolagenas yra baltymų rūšis, o baltymai susideda iš aminorūgščių. Trumpas aminorūgščių ilgis vadinamas peptidais, tuo tarpu polipeptidai yra ilgesni, tačiau nėra pilnaverčiai funkciniai baltymai.

Kaip ir visi baltymai, kolagenas gaminamas ant ribosomų paviršių ląstelių viduje. Jie naudoja ribonukleino rūgšties (RNR) instrukcijas, kad pagamintų ilgus polipeptidus, vadinamus prokolagenu. Ši medžiaga įvairiais būdais modifikuojama endoplazminiame ląstelių tinkle. Prie tam tikrų aminorūgščių pridedamos cukraus molekulės, hidroksilo grupės ir sulfido-sulfido jungtys. Kiekviena kolageno molekulė, skirta kolageno skaidulai, suvyniojama į trigubą spiralę kartu su dviem kitomis molekulėmis, suteikiant jai struktūrinį stabilumą. Kolagenas negali visiškai subręsti, jo galai nukerpami, kad susidarytų baltymas, vadinamas tropokollagenu, kuris yra tiesiog kitas kolageno pavadinimas.

Nors buvo nustatyta daugiau nei trys dešimtys skirtingų kolageno rūšių, tik nedidelė jų dalis yra fiziologiškai reikšminga. Pirmieji penki tipai, naudojant romėniškus skaičius I, II, III, IV ir V, organizme yra labiausiai paplitę. Iš tikrųjų 90 procentų viso kolageno sudaro I tipas.

I tipo kolagenas (kartais vadinamas I kolagenu; ši schema, žinoma, taikoma visiems tipams) sudaro kolageno skaidulas ir yra odoje, sausgyslėse, vidaus organuose ir organinėje (ne mineralinėje) kaulo dalyje. II tipas yra pagrindinė kremzlės sudedamoji dalis. III tipas yra pagrindinis retikulinių skaidulų komponentas, o tai šiek tiek glumina, nes jie nelaikomi „kolageno skaidulomis“, kaip yra iš I tipo pagaminti pluoštai; I ir III tipai audiniuose dažnai matomi kartu. IV tipas yra bazinėse membranose, o V tipas pastebimas plaukuose ir ląstelių paviršiuose.

Kadangi I tipo kolagenas yra toks plačiai paplitęs, jį lengva izoliuoti nuo aplinkinių audinių ir tai buvo pirmoji kolageno rūšis, kuri buvo oficialiai aprašyta. I tipo baltymo molekulė susideda iš trijų mažesnių molekulinių komponentų, iš kurių du yra žinomi kaip α1 (I) grandinės, o vienas iš jų vadinamas α2 (I) grandine. Jie yra išdėstyti ilgos trigubos spiralės pavidalu. Šie trigubi spiralės savo ruožtu yra sukraunami vienas šalia kito, kad susidarytų fibrilės, kurios savo ruožtu susipina į visavertes kolageno skaidulas. Kolageno hierarchija nuo mažiausios iki didžiausios yra α-grandinė, kolageno molekulė, fibrilė ir skaidulos.

Šios skaidulos sugeba gerokai ištempti, nesulauždamos. Tai daro juos itin vertingus sausgyslėse, kurios sujungia raumenis su kaulais ir todėl turi būti galintis toleruoti didelę jėgą nesulaužant, tačiau vis tiek siūlantis daug lankstumas.

Ligos, vadinamos osteogenesis imperfecta, atveju I tipo kolageno nepakanka, arba sintetinamas kolagenas yra netinkamas. Dėl to atsiranda kaulų silpnumas ir jungiamojo audinio pažeidimai, dėl kurių atsiranda įvairaus laipsnio fizinis silpnumas (kai kuriais atvejais tai gali būti mirtina).

II tipo kolagenas taip pat sudaro skaidulas, tačiau jos nėra taip gerai organizuotos, kaip I tipo kolageno skaidulos. Jų daugiausia randama kremzlėse. II tipo fibrilės, o ne gražiai lygiagrečios, dažnai yra išdėstytos daugiau ar mažiau kratiniu. Tai leidžia faktas, kad kremzlės, nors ir yra pagrindinės II tipo kolageno buveinės, daugiausia susidaro iš matricos, susidedančios iš proteoglikanų. Jie susideda iš molekulių, vadinamų glikozaminoglikanais, apvyniotų aplink cilindrinę baltymo šerdį. Dėl viso susitarimo kremzlės yra suspaudžiamos ir „elastingos“. Šios savybės puikiai tinka pagrindiniam kremzlės darbui - sušvelninti sąnarių, tokių kaip keliai ir alkūnės, įtampą.

Manoma, kad kremzlės formavimosi sutrikimus, darančius įtaką skeletui, vadinamus chondrodisplazijomis, sukelia DNR geno, koduojančio II tipo kolageno molekulę, mutacija.

Pagrindinis III tipo kolageno vaidmuo yra retikulinių skaidulų susidarymas. Šie pluoštai yra labai siauri ir yra tik apie 0,5–2 milijonosios metro skersmens. Iš III tipo kolageno pagamintos kolageno fibrilės yra labiau išsišakojusios nei lygiagrečios orientacijos.

Retikulinių skaidulų gausu mieloidiniuose (kaulų čiulpuose) ir limfoidiniuose audiniuose, kur jie yra pastoliai specializuotoms ląstelėms, dalyvaujančioms naujų kraujo ląstelių generavime. Juos gamina arba fibroblastai, arba tinklinės ląstelės, atsižvelgiant į jų vietą. Juos galima atskirti nuo I tipo kolageno pagal tai, kaip jie atrodo nudažyti tam tikrais cheminiais dažais.

Vieną iš maždaug dešimties ligos potipių, vadinamų Ehlers-Danlos sindromu, kuris gali sukelti mirtiną kraujagyslių plyšimą, sukelia geno, koduojančio III tipo kolageną, mutacija.

Kaip pažymėta, IV tipo kolagenas yra pagrindinis bazinės membranos komponentas. Jis yra suskirstytas į plačius šakos tinklus. Šio tipo kolagenas neturi vadinamojo ašinio periodiškumo, o tai reiškia, kad per visą ilgį jis neturi būdingo pasikartojančio modelio ir visiškai nesudaro pluoštų. Todėl šio tipo kolagenas gali būti laikomas labiausiai atsitiktiniu iš pagrindinių kolageno tipų. IV tipo kolagenas sudaro daugumą vidinių trijų bazinės membranos sluoksnių, vadinamų „lamina densa“ („storas sluoksnis“). Abipus lamina densa yra lamina lucida ir lamina fibroreticularis. Pastarajame sluoksnyje yra tam tikro tipo III kolagenas tinklinių skaidulų pavidalu, taip pat VI tipo kolagenas, rečiau sutinkamas.