Kollagen: was es ist, Arten und Eigenschaften

Lebewesen bestehen aus vielen verschiedenen chemischen Substanzen (zwischen 25 und 30), aber 96 % der Masse der meisten Zellen bestehen aus den folgenden Bioelementen wesentlich: Kohlenstoff (C), Wasserstoff (H), Sauerstoff (O), Schwefel (S), Stickstoff (N) und Phosphor (P), die in lebender organischer Substanz viel häufiger vorkommen als in den anderen Elementen der Kruste Land.

Proteine, Makromoleküle, die aus linearen Ketten von Aminosäuren gebildet werden, sind die Grundlage allen lebenden Gewebes., da sie 80 % des dehydrierten Zellprotoplasmas und 50 % des Trockengewichts aller Gewebeverbände im Körper ausmachen. Gene, die in Form von Chromosomen im Zellkern eingeschlossen sind, kodieren durch Nukleinsäuresequenzen die Synthese spezifischer Proteine. Dank der Mechanismen der Transkription und Translation wird der genetische Code zu den funktionellen Elementen, die unseren Körper formen.

Etwa 500 Arten von Aminosäuren wurden identifiziert, aber nur 20 sind Teil der Proteine ​​des menschlichen Organismus, das heißt, sie sind auf genetischer Ebene kodiert. Auf jeden Fall die Anzahl der verknüpften Aminosäuren, die Reihenfolge, in der sie angeordnet sind, die Konformation der Ketten und der prosthetischen (Nicht-Protein-)Gruppen bieten eine unfassbare Vielfalt an Proteinen in nur einem ein Organismus. Heute erzählen wir Ihnen alles über einen der wichtigsten:

Kollagen.

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Was ist Kollagen?

Kollagen ist das am häufigsten vorkommende Faserprotein in der extrazellulären Matrix und im Bindegewebe. Es ist einer der Hauptbestandteile von Haut und Knochen und macht damit etwa 25 % der Eiweißmasse des menschlichen Organismus aus. Es kommt auch in Sehnen, Bändern und Knorpeln vor. Abhängig vom Mineralisierungsgrad kann Kollagen starr, formbar oder irgendwo dazwischen liegen.

Kollagen ist ein Protein und besteht daher aus Aminosäuren. Aminosäuren sind die grundlegenden Proteinuntereinheiten, die durch Peptidbindungen verbunden sind: wenn assoziieren von 2 bis 10 wird die Verbindung Peptid genannt, von 10 bis 50 ist es ein Polypeptid und von 50 ist es ein Eiweiß. Der genetische Code ist universell, was bedeutet, dass die Informationen, die die Platzierung einer Aminosäure beim Zusammenbau eines Proteins kodieren, bei allen Lebewesen gleich sind.

Im Allgemeinen liegt dieses ganz besondere Protein in Form einer Tripelhelix vor, die aus zwei identischen Polypeptidketten α1 und einer davon leicht abweichenden (α2) aufgebaut ist. Das häufigste Wiederholungsmotiv von Kollagen ist wie folgt:

Glycin-Prolin-X // Glycin-X-Hydroxyprolin

Es sollte beachtet werden, dass "X" jede Aminosäure ist, die keine der 3 erwähnten ist. Aufgrund dieser Konformation wird Kollagen es ist reich an den Aminosäuren Glycin, Prolin und Hydroxyprolin. Vor allem diese letzte Aminosäure unterscheidet es von den übrigen Proteinbausteinen, da es nicht üblich ist, dass ein Protein so viel Hydroxyprolin in seinem Polypeptidgerüst hat. Zum Beispiel enthält menschliches Kollagen 329 Glycin-, 126 Prolin- und 95 Hydroxyprolineinheiten pro 1.000 Aminosäurereste.

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Kollagen-Typen

Wir haben über Kollagen als ein einzigartiges und unveränderliches Protein gesprochen, aber nichts könnte weiter von der Wahrheit entfernt sein. Abhängig von der Art der Ketten, die sie präsentieren, ihrer Anordnung, ihrer Lage und der Wechselbeziehung mit anderen Elementen, können verschiedene Arten von Kollagen nachgewiesen werden.. Unter ihnen heben wir die folgenden hervor:

• Typ-I-Kollagen, α1-, α1-, α2(I)-Ketten: bildet 90 % des Körperkollagens. Es kommt in Haut, Knochen, Sehnen, Bändern, Dentin und Hornhaut vor.
• Typ-II-Kollagen, [α1(II)]3-Ketten: gefunden in hyalinem Knorpel, Glaskörper und Notochord, dem Knorpelstrang von Chordatieren, der sich in der Wirbelsäule des Menschen entwickelt.
• Kollagen Typ III, [α1(III)]3-Ketten: Befindet sich in der Haut, in Blutgefäßen und als Teil des Gewebes innerer Organe.
• Typ-V-Kollagen, α1-, α1-, α2-α3(V)-Ketten: Haut, Knochen, Plazenta und fötale Membran.
• Kollagen Typ X, [α1(X)]3-Ketten: Während die bisher genannten in Form von Fasern vorliegen, bildet dieses hexagonale Netzwerke. Es ist Teil des im Aufbau befindlichen Knochens.
• Kollagen XIV, α1(XIV)3-Ketten: Es wird in Verbindung mit Fasern gefunden, insbesondere in Haut, Hornhaut und Gelenkknorpel.

Wir könnten weiter Beispiele zitieren, da wir die Kollagene IV, VI, VII, VIII, IX, XI, XII und andere im Dunkeln lassen, da es insgesamt 22 gibt. Die Idee ist jedenfalls klar: dieses Protein Es besteht aus verschiedenen Arten von Ketten und je nach ihrer Anordnung (Fasern, Netzwerke, hexagonale Netzwerke, verbunden mit Fasern oder transmembranös) können mehrere Arten von Kollagen gezählt werden., mit unterschiedlichen Funktionalitäten.

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allgemeine Allgemeinheiten

Es kann sehr verwirrend sein, sich auf eine so spezifische Terminologie einzulassen, da man sich leicht zwischen Ketten, Polypeptiden und Synthesezonen verirrt. Aus diesem Grund sammeln wir eine Reihe von grundlegenden Ideen in Bezug auf Kollagen in der folgenden Liste:

• Alle Arten von Kollagen weisen das wiederholte Glycin-Prolin-X-Motiv auf und bestehen aus 3 miteinander verbundenen Ketten mit jeweils unterschiedlichen Eigenschaften.
• Die verschiedenen Kollagenarten unterscheiden sich vor allem durch ihre Fähigkeit, Fasern, Netzwerke zu bilden oder als Verbindungspunkte zwischen ihnen zu dienen.
• Der größte Teil des Kollagens im Körper ist in Form von Fasern angeordnet und fällt in die Kategorie des Typ-I-Kollagens.
• Kollagen wird nicht direkt synthetisiert, da es in Form von Prokollagen konzipiert ist, um später einen Glykosylierungsprozess zu durchlaufen und die Tripelhelix entstehen zu lassen.
• Faserkollagen hat sehr spezifische morphologische Anforderungen und ist daher anfällig für Mutationen. Dies kann sich in verschiedenen Krankheitsbildern niederschlagen.

Welche Funktion hat Kollagen?

Kollagen ist uEiner der Hauptbestandteile des Bindegewebes, da es von Fibroblasten synthetisiert und ausgeschieden wird, sehr reichlich in diesen Gewebeverbänden. Wie der Name schon sagt (Bindemittel, Verbindung), sind Kollagen und der Rest der Zellkörper mit diesen Geweben verbunden Sie sollen Körperstrukturen verbinden und zusammenhalten, wodurch die dreidimensionale Form des Körpers entsteht. menschlich.

Kollagen Es hat eine hohe Zugfestigkeit, was es zu einem erstklassigen Kandidaten für die Bildung von Teilen von Faszien, Knorpel, Bändern, Haut, Sehnen und Knochen macht.. Außerdem ist es zusammen mit Keratin und Elastin die Ursache für die Plastizität und Verformbarkeit der Haut. Neben Typ I ist Kollagen XVII eines der wichtigsten, da es die Verbindungsstelle zwischen Dermis und Epidermis darstellt.

Zudem ist zu beachten, dass uns Kollagen über den Bewegungsapparat und die Haut hinaus begleitet, da es auch Bestandteil davon ist Schlüsselstrukturen während der fötalen Entwicklung, Blutgefäße, Bandscheiben und sogar die Hornhaut. Ohne weiter darauf einzugehen, besteht das Stroma, der dickste Teil der Hornhaut des Auges, aus etwa 200 miteinander verbundenen Kollagenfasern. Ohne dieses Protein wäre gutes Sehen unmöglich.

Für all diese Gründe, Es überrascht nicht, dass viele der Mutationen, die mit kollagenkodierenden Genen verbunden sind, zu ernsthaften Pathologien führen. Da Einzelstrangmutationen auch gesunde Kollagenfasern beeinträchtigen können, diese Mutationen gelten als dominant (sie werden auch dann exprimiert, wenn eine der beiden Kopien des Gens vorhanden ist Wut). Spondylitis ankylosans, Dermatomyositis, Sklerodermie, Psoriasis-Arthritis und viele andere Krankheiten werden auf die eine oder andere Weise mit Kollagen in Verbindung gebracht.

Zusammenfassung

Zusammenfassend ist Kollagen eine Proteinart, die je nach Ketten bis zu 22 verschiedene Formen annehmen kann aus denen es besteht, die Reihenfolge der Aminosäuren, die Beziehung zu den übrigen zellulären Elementen und der Ort von Standort. Obwohl bis zu 9 von 10 Kollagenfasern vom Typ I sind, spielen sie alle eine wesentliche Rolle für das langfristige Wohlbefinden.

Außerdem ist Kollagen Teil der Haut, weshalb es oft mit Anti-Aging-Produkten und verjüngenden Cremes in Verbindung gebracht wird. Alterung, Rauchen, UV-Strahlung und andere Ereignisse können die Produktion verringern von Kollagen und bauen das vorhandene ab, wodurch Falten und das typische Aussehen während der Alterung entstehen.