Kollajen Lif Çeşitleri

Bağ dokusu, canlıların, özellikle omurgalıların yapısal desteğini oluşturur. Bu tanıma uyan dokular vücutta çeşitli işlevlere hizmet eder ve bu bağ dokuların çoğunun yapı taşları kolajen lifleridir. Kollajen bir proteindir – aslında doğada bulunan en bol proteindir. Bu nedenle, 2018 itibariyle yaklaşık 40 alt türün tanımlanmış olması şaşırtıcı olmamalıdır.

Tüm kolajen türleri, fibrillerden (kendileri bireysel üçlü gruplardan oluşan) oluşan liflere dönüşmez. Kollajen molekülleri), ancak beş ana kolajen türünden üçü – I, II, III, IV ve V olarak etiketlenir – bu durumda sıklıkla görülür. aranjman. Kollajen, germe veya çekme kuvvetlerine direnme gibi avantajlı bir özelliğe sahiptir. Kollajenin vücuttaki yaygınlığı nedeniyle, sentezini veya biyolojik üretimini etkileyen bozukluklar çoktur ve ciddi olabilir.

Kabaca "çoğu insanın yapabileceği kemik olmayan herhangi bir şey" anlamına gelen uygun bağ dokusu bağ dokusu olarak tanır", gevşek bağ dokusu, yoğun bağ dokusu ve yağ dokusunu içerir. doku. Diğer bağ dokusu türleri arasında kan ve kan oluşturan doku, lenfoid doku, kıkırdak ve kemik bulunur.

Kollajen, gevşek bir bağ dokusu şeklidir. Bu doku tipi lifleri, zemin maddesini, bazal zarları ve çeşitli serbest var olan (örneğin kanda dolaşan) bağ dokusu hücrelerini içerir. Kollajen liflerine ek olarak, lif tipi gevşek bağ dokusu, retiküler lifleri ve elastik lifleri içerir. Kollajen, temel maddede bulunmaz, ancak bağ dokusunun kendisi ile desteklediği doku arasındaki arayüz olan belirli bazal zarların bir bileşenidir.

Belirtildiği gibi, kolajen bir protein türüdür ve proteinler amino asitlerden oluşur. Kısa amino asit uzunluklarına peptit denir, polipeptitler ise daha uzundur ancak tam teşekküllü fonksiyonel proteinler olmaktan kısadır.

Tüm proteinler gibi kolajen de hücrelerin içindeki ribozomların yüzeylerinde yapılır. Bunlar, prokollajen adı verilen uzun polipeptitler yapmak için ribonükleik asitten (RNA) gelen talimatları kullanır. Bu madde, hücrelerin endoplazmik retikulumunda çeşitli şekillerde modifiye edilir. Bazı amino asitlere şeker molekülleri, hidroksil grupları ve sülfür-sülfür bağları eklenir. Bir kolajen lifi için hedeflenen her kolajen molekülü, diğer iki molekülle birlikte üçlü bir sarmal halinde sarılır ve ona yapısal stabilite kazandırır. Kollajen tamamen olgunlaşmadan önce, uçları, kolajen için başka bir isim olan tropokollajen adı verilen bir protein oluşturmak üzere kesilir.

Üç düzineden fazla farklı kolajen türü tanımlanmış olmasına rağmen, bunların sadece küçük bir kısmı fizyolojik olarak önemlidir. I, II, III, IV ve V Romen rakamlarını kullanan ilk beş tip, vücutta en yaygın olanlarıdır. Aslında, tüm kolajenin yüzde 90'ı Tip I'den oluşur.

Tip I kolajen (bazen kolajen I olarak adlandırılır; bu şema elbette tüm tipler için geçerlidir) kolajen liflerini oluşturur ve deride, tendonlarda, iç organlarda ve kemiğin organik (mineral olmayan) kısmında bulunur. Tip II, kıkırdağın birincil bileşenidir. Tip III, retiküler liflerin ana bileşenidir; bu, tip I'den yapılan lifler gibi "kollajen lifler" olarak kabul edilmediğinden biraz kafa karıştırıcıdır; Tip I ve III dokularda sıklıkla birlikte görülür. Tip IV bazal membranlarda, Tip V ise saçta ve hücre yüzeylerinde görülür.

Tip I kollajen çok yaygın olduğu için çevre dokulardan izole edilmesi kolaydır ve resmi olarak tanımlanan ilk kollajen tipidir. Tip I protein molekülü, ikisi α1(I) zincirleri ve biri α2(I) zinciri olarak bilinen üç küçük moleküler bileşenden oluşur. Bunlar uzun bir üçlü sarmal şeklinde düzenlenmiştir. Bu üçlü sarmallar, sırayla, tam teşekküllü kolajen lifleri halinde bir araya gelen fibriller oluşturmak için yan yana istiflenir. Kollajende en küçüğünden en büyüğüne hiyerarşi bu nedenle α zinciri, kollajen molekülü, fibril ve fiberdir.

Bu lifler kopmadan önemli ölçüde esneyebilir. Bu, onları kasları kemiklere bağlayan tendonlarda son derece değerli kılar ve bu nedenle hala büyük bir güç sunarken, kırılmadan büyük bir güce tahammül edebiliyor esneklik.

Osteogenezis imperfekta adı verilen bir hastalıkta ya tip I kollajen yeterli miktarda yapılmaz ya da sentezlenen kollajen bileşiminde kusurludur. Bu, kemik zayıflığına ve bağ dokusunda düzensizliklere neden olarak çeşitli derecelerde fiziksel zayıflığa yol açar (bazı durumlarda ölümcül olabilir).

Tip II kolajen de lifler oluşturur, ancak bunlar tip I kolajen lifleri kadar iyi organize değildir. Bunlar esas olarak kıkırdakta bulunur. Tip II'deki fibriller, düzgün bir şekilde paralel olmaktan ziyade, genellikle az ya da çok karmakarışık bir şekilde düzenlenir. Bu, tip II kollajenin ana yuvası olan kıkırdağın, çoğunlukla proteoglikanlardan oluşan bir matristen yapılmış olması gerçeğiyle sağlanır. Bunlar, silindirik bir protein çekirdeğinin etrafına sarılmış glikozaminoglikanlar adı verilen moleküllerden oluşur. Tüm düzenleme, kıkırdağı sıkıştırılabilir ve "yaylı", kıkırdağın dizler ve dirsekler gibi eklemler üzerindeki darbe stresini azaltma görevine çok uygun nitelikler sağlar.

Kondrodisplaziler olarak bilinen iskeleti etkileyen kıkırdak oluşum bozukluklarının, DNA'daki tip II kollajen molekülünü kodlayan gendeki bir mutasyondan kaynaklandığı düşünülmektedir.

Tip III kollajenin ana rolü, retiküler liflerin oluşumudur. Bu lifler çok dardır, çapları bir metrenin yalnızca 0,5 ila 2 milyonda biri kadardır. Tip III kolajenden yapılan kolajen fibrilleri, yönelimde paralelden daha fazla dallıdır.

Retiküler lifler, miyeloid (kemik iliği) ve lenfoid dokularda bol miktarda bulunur ve burada yeni kan hücrelerinin oluşumunda yer alan özel hücreler için iskele görevi görürler. Konumlarına bağlı olarak fibroblastlar veya retiküler hücreler tarafından yapılırlar. Bazı kimyasal boyalarla boyandıktan sonra nasıl göründüklerine göre tip I kollajenden ayırt edilebilirler.

Ehlers-Danlos sendromu adı verilen ve kan damarlarında ölümcül bir yırtılmaya yol açabilen hastalığın yaklaşık 10 alt tipinden birine, tip III kollajeni kodlayan gendeki bir mutasyon neden olur.

Tip IV kollajen, belirtildiği gibi, bazal membranın önemli bir bileşenidir. Kapsamlı dallanma ağları halinde düzenlenmiştir. Bu tip kolajen, eksenel periyodikliğe sahip değildir, yani uzunluğu boyunca karakteristik bir tekrarlama modeline sahip değildir ve hiç lif oluşturmaz. Bu tip kolajen, bu nedenle, ana kolajen tiplerinin en gelişigüzeli olarak görülebilir. Tip IV kollajen, lamina densa ("kalın tabaka") olarak adlandırılan, bazal membranın üç tabakasının en içteki çoğunu oluşturur. Lamina densanın her iki tarafında lamina lucida ve lamina fibroreticularis bulunur. İkinci katman, retiküler lifler şeklinde bazı tip III kolajenlerin yanı sıra daha az rastlanan bir tip olan tip VI kolajen içerir.