קולגן: מה זה, סוגים ומאפיינים

יצורים חיים מורכבים מחומרים כימיים רבים ושונים (בין 25 ל-30), אך 96% מהמסה של רוב התאים מורכבת מהאלמנטים הביולוגיים הבאים חיוניים: פחמן (C), מימן (H), חמצן (O), גופרית (S), חנקן (N) וזרחן (P), הנמצאים בשפע הרבה יותר בחומר אורגני חי מאשר בשאר היסודות של הקרום. ארץ.

חלבונים, מקרומולקולות הנוצרות משרשרות ליניאריות של חומצות אמינו, הם הבסיס לכל הרקמה החיה., שכן הם מייצגים 80% מפרוטופלזמת התא המיובש ו-50% מהמשקל היבש של כל אסוציאציות הרקמות בגוף. גנים, סגורים בגרעין בצורה של כרומוזומים, מקודדים באמצעות רצפי חומצות גרעין לסינתזה של חלבונים ספציפיים. הודות למנגנוני השעתוק והתרגום, הקוד הגנטי הופך למרכיבים הפונקציונליים המעצבים את גופנו.

זוהו כ-500 סוגים של חומצות אמינו, אך רק 20 הם חלק מהחלבונים של האורגניזם האנושי, כלומר, הם מקודדים ברמה הגנטית. בכל מקרה, מספר חומצות האמינו המקושרות, הסדר שבו ממוקמת כל אחת מהן, הקונפורמציה של השרשראות וקבוצות התותבות (לא חלבון) מספקות מגוון בלתי מובן של חלבונים באחד בלבד אורגניזם. היום אנחנו מספרים לכם הכל על אחד החשובים ביותר: קולגן.

• מאמר קשור: "ארבעת סוגי העור (ואיך לטפל בהם)"

מה זה קולגן?

קולגן הוא החלבון הסיבי השכיח ביותר במטריקס החוץ-תאי וברקמת החיבור. זהו אחד המרכיבים העיקריים של העור והעצמות ולכן מכסה כ-25% ממסת החלבון של האורגניזם האנושי. הוא נמצא גם בגידים, ברצועות ובסחוסים. בהתאם למידת המינרליזציה, הקולגן יכול להיות קשיח, ניתן לגימור או איפשהו באמצע.

קולגן הוא חלבון ולכן הוא מורכב מחומצות אמינו. חומצות אמינו הן תת-יחידות החלבון הבסיסיות שמצטרפות אליהן בקשרי פפטיד: מתי לקשר מ-2 עד 10 התרכובת נקראת פפטיד, מ-10 עד 50 היא פוליפפטיד ומ-50 היא חֶלְבּוֹן. הקוד הגנטי הוא אוניברסלי, כלומר המידע המקודד את המיקום של חומצת אמינו בעת הרכבת חלבון זהה בכל היצורים החיים.

באופן כללי, החלבון המאוד מיוחד הזה הוא בצורת סליל משולש, המורכב משתי שרשראות פוליפפטידים זהות α1 ואחת השונה מהן מעט (α2). המוטיב החוזר הנפוץ ביותר של קולגן הוא כדלקמן:

גליצין-פרולין-X // גליצין-X-הידרוקסיפרולין

יש לציין כי "X" הוא כל חומצת אמינו שאינה אחת מה-3 המוזכרות. בשל מבנה זה, קולגן הוא עשיר בחומצות האמינו גליצין, פרולין והידרוקסיפרולין. מעל לכל, חומצת האמינו האחרונה מבדילה אותה משאר יסודות החלבון, מכיוון שלא נהוג שבחלבון יש כל כך הרבה הידרוקסיפרולין בשלד הפוליפפטיד שלו. לדוגמה, קולגן אנושי מכיל 329 גליצין, 126 פרולין ו-95 יחידות הידרוקסיפרולין לכל 1,000 שאריות חומצות אמינו.

• אולי יעניין אותך: "רקמת חיבור: מה זה, מאפיינים וסוגים"

סוגי קולגן

דיברנו על קולגן כחלבון ייחודי ובלתי משתנה, אבל שום דבר לא יכול להיות רחוק יותר מהאמת. בהתאם לסוג השרשראות שהם מציגים, סידורן, מיקומן ויחסי הגומלין עם אלמנטים אחרים, ניתן לזהות סוגים שונים של קולגן.. ביניהם, אנו מדגישים את הדברים הבאים:

• שרשראות קולגן מסוג I, α1, α1, α2(I): מהווה 90% מהקולגן בגוף. הוא נמצא בעור, בעצמות, בגידים, ברצועות, בדנטין ובקרנית.
• קולגן מסוג II, [α1(II)]3 שרשראות: נמצא בסחוס ההיאליני, בהומור זגוגית וב-notochord, החוט הסחוסי של chordates, המתפתח בעמוד החוליה בבני אדם.
• קולגן מסוג III, [α1(III)]3 שרשראות: ממוקם בעור, בכלי דם וכחלק מרקמות של איברים פנימיים.
• שרשראות קולגן מסוג V, α1, α1, α2-α3(V): עור, עצם, שליה וקרום עוברי.
• קולגן מסוג X, [α1(X)]3 שרשראות: בעוד אלו שהוזכרו עד כה מופיעות בצורה של סיבים, זה יוצר רשתות משושה. זה חלק מהעצם בבנייה.
• קולגן XIV, α1(XIV)3 שרשראות: הוא נמצא קשור לסיבים, במיוחד בעור, בקרנית ובסחוס המפרקי.

נוכל להמשיך ולציין דוגמאות, מכיוון שאנו משאירים את הקולגנים IV, VI, VII, VIII, IX, XI, XII ואחרים בחושך, מכיוון שישנם בסך הכל 22. בכל מקרה, הרעיון ברור: החלבון הזה הוא מורכב מסוגים שונים של שרשראות ובהתאם לסידור שלהם (סיבים, רשתות, רשתות משושה, הקשורים לסיבים או טרנסממברנה), ניתן לספור מספר סוגים של קולגן., עם פונקציות שונות.

• אולי יעניין אותך: "20 סוגי החלבונים ותפקידיהם בגוף"

כלליות נפוצות

זה יכול להיות מאוד מבלבל לעלות בטרמינולוגיה ספציפית כזו, מכיוון שקל ללכת לאיבוד בין שרשראות, פוליפפטידים ואזורי סינתזה. מסיבה זו, אנו אוספים סדרה של רעיונות בסיסיים ביחס לקולגן ברשימה הבאה:

• כל סוגי הקולגן מציגים את המוטיב החוזר של גליצין-פרולין-X ומורכבים מ-3 שרשראות מחוברות, עם מאפיינים שונים בכל מקרה.
• סוגי הקולגן השונים נבדלים בראש ובראשונה ביכולתם ליצור סיבים, רשתות, או במטרה לשמש נקודות חיבור ביניהם.
• רוב הקולגן בגוף מסודר בצורה של סיבים ונכנס לקטגוריה של קולגן מסוג I.
• הקולגן אינו מסונתז ישירות, מכיוון שהוא נוצר בצורה של פרוקולגן, כדי לעבור מאוחר יותר תהליך גליקוזילציה ולהוליד את הסליל המשולש.
• לקולגן סיבי יש דרישות מורפולוגיות מאוד ספציפיות ולכן הוא רגיש למוטציות. זה יכול לתרגם לתמונות קליניות שונות.

מה תפקידו של קולגן?

קולגן הוא uאחד החלקים העיקריים של רקמת החיבור, שכן היא מסונתזת ומופרשת על ידי פיברובלסטים, שופע מאוד באסוציאציות רקמות אלו. כפי ששמו מעיד (חיבור, חיבור), קולגן ושאר גופי התא הקשורים לרקמות אלו הם נועדו לחבר מבני גוף ולהחזיק אותם יחד, וכך להוליד את הצורה התלת מימדית של הגוף. בן אנוש.

קולגן יש לו חוזק מתיחה גבוה, מה שהופך אותו למועמד ראשוני להוות חלק מהפאשיה, הסחוס, הרצועות, העור, הגידים והעצם.. בנוסף, יחד עם קרטין ואלסטין, הוא הגורם לפלסטיות ועיוות העור. מעבר לסוג I, קולגן XVII הוא עוד אחד מהחשובים ביותר, שכן הוא נקודת החיבור בין הדרמיס לאפידרמיס.

בנוסף, יש לציין כי הקולגן מלווה אותנו מעבר למערכת התנועה והעור, שכן הוא גם חלק מ מבנים מרכזיים במהלך התפתחות העובר, כלי דם, דיסקים בין חולייתיים ואפילו ה קַרנִית. מבלי ללכת רחוק יותר, הסטרומה, החלק העבה ביותר בקרנית העין, מורכבת מכ-200 סיבי קולגן המחוברים ביניהם. ללא חלבון זה, ראייה נכונה תהיה בלתי אפשרית.

מכל הסיבות הללו, אין זה מפתיע שרבות מהמוטציות הקשורות לגנים מקודדי קולגן גורמות לפתולוגיות חמורות. כמו כן, מכיוון שמוטציות חד-גדיליות יכולות להשפיע על סיבי קולגן בריאים, מוטציות אלו נחשבות דומיננטיות (הן מתבטאות גם אם אחד משני העותקים של הגן הוא זעם). אנקילוזינג ספונדיליטיס, דרמטומיוזיטיס, סקלרודרמה, דלקת מפרקים פסוריאטית ומחלות רבות אחרות קשורות לקולגן בצורה כזו או אחרת.

סיכום

לסיכום, קולגן הוא סוג של חלבון שיכול ללבוש עד 22 צורות שונות, בהתאם לשרשראות המרכיבים אותו, סדר חומצות האמינו, הקשר עם שאר היסודות התאיים והמקום של מקום. למרות שעד 9 מתוך 10 סיבי קולגן הם סוג I, כולם ממלאים תפקיד חיוני ברווחה לטווח ארוך.

כמו כן, קולגן הוא חלק מהעור, ולכן הוא מקושר לרוב עם מוצרי אנטי אייג'ינג וקרמים מרעננים. הזדקנות, עישון, חשיפה לקרינה אולטרה סגולה ואירועים אחרים יכולים להפחית את הייצור של קולגן ומדרדר את הקיים, מה שמוליד קמטים והמראה האופייני בזמן הזדקנות.