الكولاجين: ماهيته وأنواعه وخصائصه

تتكون الكائنات الحية من العديد من المواد الكيميائية المختلفة (بين 25 و 30) ، لكن 96٪ من كتلة معظم الخلايا تتكون من العناصر الحيوية التالية أساسي: الكربون (C) ، الهيدروجين (H) ، الأكسجين (O) ، الكبريت (S) ، النيتروجين (N) والفوسفور (P) ، وهي أكثر وفرة في المواد العضوية الحية منها في العناصر الأخرى للقشرة أرض.

البروتينات ، الجزيئات الكبيرة التي تتكون من سلاسل خطية من الأحماض الأمينية ، هي أساس كل الأنسجة الحية.، لأنها تمثل 80٪ من بروتوبلازم الخلية المجففة و 50٪ من الوزن الجاف لجميع روابط الأنسجة في الجسم. تقوم الجينات الموجودة في النواة على شكل كروموسومات بتشفير تخليق بروتينات معينة من خلال تسلسل الحمض النووي. بفضل آليات النسخ والترجمة ، تصبح الشفرة الجينية العناصر الوظيفية التي تشكل جسمنا.

تم تحديد حوالي 500 نوع من الأحماض الأمينية ، ولكن 20 منها فقط هي جزء من بروتينات الكائن البشري ، أي أنها مشفرة على المستوى الجيني. على أي حال ، فإن عدد الأحماض الأمينية المرتبطة ، وترتيب كل منها ، هو التشكل السلاسل والمجموعات الاصطناعية (غير البروتينية) توفر مجموعة متنوعة غير مفهومة من البروتينات في بروتين واحد فقط كائن حي. نخبرك اليوم بكل شيء عن أحد أهمها: الكولاجين.

• مقالات لها صلة: "أنواع البشرة الأربعة (وكيفية العناية بها)"

ما هو الكولاجين؟

الكولاجين هو البروتين الليفي الأكثر وفرة في المصفوفة خارج الخلية والنسيج الضام. إنه أحد المكونات الرئيسية للجلد والعظام ، وبالتالي فهو يغطي ما يقرب من 25٪ من كتلة البروتين في جسم الإنسان. يوجد أيضًا في الأوتار والأربطة والغضاريف. اعتمادًا على درجة التمعدن ، يمكن أن يكون الكولاجين صلبًا أو مرنًا أو في مكان ما بينهما.

الكولاجين هو بروتين وبالتالي يتكون من الأحماض الأمينية. الأحماض الأمينية هي الوحدات الفرعية البروتينية الأساسية التي ترتبط بها روابط الببتيد: متى المرتبط من 2 إلى 10 يسمى المركب الببتيد ، من 10 إلى 50 يكون متعدد الببتيد ومن 50 يكون بروتين. الشفرة الوراثية عالمية ، مما يعني أن المعلومات التي تشفر موضع الحمض الأميني عند تجميع البروتين هي نفسها في جميع الكائنات الحية.

بشكل عام ، يكون هذا البروتين الخاص جدًا على شكل حلزون ثلاثي ، يتكون من سلسلتين متطابقتين من عديد ببتيد α1 وواحدة تختلف قليلاً عنهما (α2). أكثر أشكال تكرار الكولاجين شيوعًا هي كما يلي:

جلايسين برولين X // جلايسين اكس هيدروكسي برولين

وتجدر الإشارة إلى أن "X" هو أي حمض أميني ليس أيًا من الثلاثة المذكورة. بسبب هذا التكوين ، الكولاجين غني بالأحماض الأمينية الجلايسين والبرولين والهيدروكسي برولين. قبل كل شيء ، يميز هذا الحمض الأميني الأخير عن بقية عناصر البروتين ، لأنه ليس من المعتاد أن يحتوي البروتين على الكثير من الهيدروكسي برولين في هيكله متعدد الببتيد. على سبيل المثال ، يحتوي الكولاجين البشري على 329 جلايسين و 126 برولين و 95 وحدة هيدروكسي برولين لكل 1000 من بقايا الأحماض الأمينية.

• قد تكون مهتمًا بـ: "النسيج الضام: ماهيته ، خصائصه وأنواعه"

أنواع الكولاجين

لقد تحدثنا عن الكولاجين باعتباره بروتينًا فريدًا وثابتًا ، ولكن لا شيء أبعد عن الحقيقة. اعتمادًا على نوع السلاسل التي تقدمها ، وترتيبها ، وموقعها ، والعلاقة المتبادلة مع العناصر الأخرى ، يمكن اكتشاف أنواع مختلفة من الكولاجين.. من بينها ، نسلط الضوء على ما يلي:

• سلاسل الكولاجين من النوع الأول ، α1 ، α1 ، α2 (I): تشكل 90٪ من كولاجين الجسم. يوجد في الجلد والعظام والأوتار والأربطة والعاج والقرنية.
• الكولاجين من النوع الثاني ، [α1 (II)] 3 سلاسل: توجد في الغضروف الزجاجي ، والخلط الزجاجي ، والحبل الظهري ، وهو الحبل الغضروفي للحبليات ، والذي يتطور في العمود الفقري عند البشر.
• الكولاجين من النوع الثالث [α1 (III)] 3 سلاسل: تقع في الجلد والأوعية الدموية وكجزء من أنسجة الأعضاء الداخلية.
• سلاسل الكولاجين من النوع V و α1 و α1 و α2-α3 (V): الجلد والعظام والمشيمة وغشاء الجنين.
• كولاجين من النوع X ، [α1 (X)] 3 سلاسل: في حين أن تلك المذكورة حتى الآن تظهر في شكل ألياف ، فإن هذا يشكل شبكات سداسية. إنه جزء من العظم قيد الإنشاء.
• سلاسل Collagen XIV و α1 (XIV) 3: توجد مرتبطة بالألياف ، خاصة في الجلد والقرنية والغضروف المفصلي.

يمكننا الاستمرار في الاستشهاد بالأمثلة ، لأننا نترك الكولاجين الرابع والسادس والسابع والثامن والتاسع والحادي عشر والثاني عشر وغيرها في الظلام ، حيث يوجد ما مجموعه 22. على أي حال ، فإن الفكرة واضحة: هذا البروتين وهي مكونة من أنواع مختلفة من السلاسل ، واعتمادًا على ترتيبها (الألياف ، والشبكات ، والشبكات السداسية ، المرتبطة بالألياف أو الغشاء العابر) ، يمكن حساب عدة أنواع من الكولاجين.، بوظائف مختلفة.

• قد تكون مهتمًا بـ: "20 نوعا من البروتينات ووظائفها في الجسم"

العموميات المشتركة

قد يكون من المربك للغاية تحمل مثل هذه المصطلحات المحددة ، لأنه من السهل أن تضيع بين السلاسل ، وعديد الببتيدات ومناطق التوليف. لهذا السبب ، نحن نجمع سلسلة من الأفكار الأساسية المتعلقة بالكولاجين في القائمة التالية:

• تقدم جميع أنواع الكولاجين نموذجًا متكررًا للجليسين - البرولين - X وتتكون من 3 سلاسل مترابطة ، مع خصائص مختلفة في كل حالة.
• تختلف الأنواع المختلفة من الكولاجين في المقام الأول عن طريق قدرتها على تكوين ألياف أو شبكات أو لغرض العمل كنقاط ربط بينها.
• يتم ترتيب معظم الكولاجين في الجسم على شكل ألياف ويندرج تحت فئة الكولاجين من النوع الأول.
• لا يتم تصنيع الكولاجين بشكل مباشر ، حيث يتم إنتاجه على شكل بروكولاجين ، ليخضع لاحقًا لعملية الارتباط بالجليكوزيل ويؤدي إلى ظهور الحلزون الثلاثي.
• يحتوي الكولاجين الليفي على متطلبات مورفولوجية محددة جدًا وبالتالي فهو عرضة للطفرات. هذا يمكن أن يترجم إلى صور سريرية مختلفة.

ما هي وظيفة الكولاجين؟

الكولاجين هو uأحد الأجزاء الرئيسية للنسيج الضام ، حيث يتم تصنيعه وإفرازه بواسطة الخلايا الليفية، وفيرة جدا في هذه الجمعيات الأنسجة. كما يشير اسمه (ضام ، اتصال) ، الكولاجين وبقية أجسام الخلايا المرتبطة بهذه الأنسجة تهدف إلى ربط هياكل الجسم وتماسكها معًا ، مما يؤدي إلى ظهور الشكل ثلاثي الأبعاد للجسم. بشر.

الكولاجين تتمتع بقوة شد عالية ، مما يجعلها مرشحًا رئيسيًا لتشكيل جزء من اللفافة والغضاريف والأربطة والجلد والأوتار والعظام.. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الكيراتين والإيلاستين هو سبب ليونة الجلد وتشوهه. بالإضافة إلى النوع الأول ، يعتبر الكولاجين السابع عشر من أهم الأنواع ، حيث أنه نقطة الالتقاء بين الأدمة والبشرة.

بالإضافة إلى ذلك ، تجدر الإشارة إلى أن الكولاجين يرافقنا خارج الجهاز الحركي والجلد ، حيث إنه أيضًا جزء من الهياكل الرئيسية أثناء نمو الجنين والأوعية الدموية والأقراص الفقرية وحتى القرنية. بدون الذهاب إلى أبعد من ذلك ، فإن السدى ، الجزء الأكثر سمكًا في قرنية العين ، يتكون من حوالي 200 ألياف كولاجين مترابطة. بدون هذا البروتين ، ستكون الرؤية بشكل صحيح مستحيلة.

لكل هذه الأسباب، ليس من المستغرب أن تؤدي العديد من الطفرات المرتبطة بجينات ترميز الكولاجين إلى أمراض خطيرة. أيضًا ، لأن الطفرات أحادية الخيط يمكن أن تؤثر على ألياف الكولاجين الصحية ، تعتبر هذه الطفرات سائدة (يتم التعبير عنها حتى لو كانت إحدى نسختين من الجين غضب شديد). يرتبط التهاب الفقار اللاصق والتهاب الجلد والعضلات وتصلب الجلد والتهاب المفاصل الصدفي والعديد من الأمراض الأخرى بالكولاجين بطريقة أو بأخرى.

ملخص

باختصار ، الكولاجين هو نوع من البروتين يمكن أن يتخذ ما يصل إلى 22 شكلاً مختلفًا ، اعتمادًا على السلاسل التي تتكون منها ، وترتيب الأحماض الأمينية ، والعلاقة مع بقية العناصر الخلوية ومكان موقع. على الرغم من أن ما يصل إلى 9 من أصل 10 ألياف كولاجين من النوع الأول ، إلا أنها تلعب جميعًا دورًا أساسيًا في الرفاهية على المدى الطويل.

يعتبر الكولاجين أيضًا جزءًا من الجلد ، لذلك غالبًا ما يرتبط بمنتجات مكافحة الشيخوخة وكريمات التجديد. الشيخوخة والتدخين والتعرض للأشعة فوق البنفسجية وغيرها من الأحداث يمكن أن تقلل من الإنتاج من الكولاجين ويحلل الموجود ، مما يؤدي إلى ظهور التجاعيد والمظهر النموذجي أثناء الشيخوخة.