Kolagén: čo to je, typy a vlastnosti

Živé bytosti sa skladajú z mnohých rôznych chemických látok (medzi 25 a 30), ale 96 % hmoty väčšiny buniek tvoria nasledujúce bioelementy: esenciálne: uhlík (C), vodík (H), kyslík (O), síra (S), dusík (N) a fosfor (P), ktoré sú v živej organickej hmote oveľa bohatšie ako v iných prvkoch kôry pôda.

Proteíny, makromolekuly vytvorené z lineárnych reťazcov aminokyselín, sú základom všetkých živých tkanív.pretože predstavujú 80 % dehydrovanej bunkovej protoplazmy a 50 % suchej hmotnosti všetkých tkanivových asociácií v tele. Gény, uzavreté v jadre vo forme chromozómov, kódujú prostredníctvom sekvencií nukleových kyselín syntézu špecifických proteínov. Vďaka mechanizmom transkripcie a translácie sa genetický kód stáva funkčnými prvkami, ktoré formujú naše telo.

Bolo identifikovaných asi 500 typov aminokyselín, ale len 20 je súčasťou bielkovín ľudského organizmu, to znamená, že sú kódované na genetickej úrovni. V každom prípade počet spojených aminokyselín, poradie, v ktorom je každá z nich umiestnená, konformácia reťazcov a protetických (neproteínových) skupín poskytujú nepochopiteľnú rozmanitosť proteínov v jednom organizmus. Dnes vám povieme všetko o jednom z najdôležitejších:

kolagén.

• Súvisiaci článok: "4 typy pleti (a ako sa o ne starať)"

Čo je kolagén?

Kolagén je najhojnejší vláknitý proteín v extracelulárnej matrici a spojivovom tkanive. Je jednou z hlavných zložiek kože a kostí, a preto pokrýva približne 25% bielkovinovej hmoty ľudského organizmu. Nachádza sa aj v šľachách, väzivách a chrupavkách. V závislosti od stupňa mineralizácie môže byť kolagén tuhý, tvárny alebo niekde medzi tým.

Kolagén je proteín, a preto sa skladá z aminokyselín. Aminokyseliny sú základné proteínové podjednotky, ktoré sú spojené peptidovými väzbami: kedy od 2 do 10 sa zlúčenina nazýva peptid, od 10 do 50 je to polypeptid a od 50 je bielkoviny. Genetický kód je univerzálny, čo znamená, že informácie, ktoré kódujú umiestnenie aminokyseliny pri zostavovaní proteínu, sú rovnaké u všetkých živých bytostí.

Vo všeobecnosti je tento veľmi špeciálny proteín vo forme trojitej špirály zloženej z dvoch identických polypeptidových reťazcov α1 a jedného, ​​ktorý sa od nich mierne líši (α2). Najbežnejší opakujúci sa motív kolagénu je nasledujúci:

Glycín-prolín-X // glycín-X-hydroxyprolín

Treba poznamenať, že "X" je akákoľvek aminokyselina, ktorá nie je žiadnou z 3 uvedených. Vďaka tejto konformácii kolagén je bohatý na aminokyseliny glycín, prolín a hydroxyprolín. Predovšetkým táto posledná aminokyselina ho odlišuje od zvyšku proteínových prvkov, pretože nie je obvyklé, aby proteín mal vo svojom polypeptidovom skelete toľko hydroxyprolínu. Napríklad ľudský kolagén obsahuje 329 glycínových, 126 prolínových a 95 hydroxyprolínových jednotiek na 1000 aminokyselinových zvyškov.

• Mohlo by vás zaujímať: "Spojivové tkanivo: čo to je, vlastnosti a typy"

Typy kolagénu

Hovorili sme o kolagéne ako o jedinečnom a nemennom proteíne, ale nič nemôže byť ďalej od pravdy. V závislosti od typu reťazcov, ktoré predstavujú, ich usporiadania, ich umiestnenia a vzájomného vzťahu s inými prvkami, možno zistiť rôzne typy kolagénu.. Spomedzi nich vyzdvihujeme nasledovné:

• Kolagén typu I, reťazce α1, α1, α2(I): tvorí 90 % kolagénu v tele. Nachádza sa v koži, kostiach, šľachách, väzivách, dentíne a rohovke.
• Kolagén typu II, reťazce [α1(II)]3: nachádzajú sa v hyalínovej chrupke, sklovci a notochorde, chrupkovom povrazci strunatcov, ktorý sa u ľudí vyvíja v chrbtici.
• Kolagén typu III, [α1(III)]3 reťazce: nachádzajú sa v koži, v krvných cievach a ako súčasť tkanív vnútorných orgánov.
• Kolagén typu V, reťazce α1, α1, α2-α3(V): koža, kosť, placenta a fetálna membrána.
• Kolagén typu X, reťazce [α1(X)]3: zatiaľ čo tie, ktoré boli doteraz uvedené, sa vyskytujú vo forme vlákien, tento tvorí šesťuholníkové siete. Je súčasťou kosti vo výstavbe.
• Kolagén XIV, reťazce α1(XIV)3: nachádza sa v spojení s vláknami, konkrétne v koži, rohovke a kĺbovej chrupavke.

V uvádzaní príkladov by sme mohli pokračovať, keďže kolagény IV, VI, VII, VIII, IX, XI, XII a ďalšie necháme v tme, keďže ich je spolu 22. V každom prípade je myšlienka jasná: tento proteín Je tvorený rôznymi typmi reťazcov a v závislosti od ich usporiadania (vlákna, siete, šesťuholníkové siete, spojené s vláknami alebo transmembránové) možno počítať s viacerými typmi kolagénu., s rôznymi funkciami.

• Mohlo by vás zaujímať: "20 druhov bielkovín a ich funkcie v tele"

bežné všeobecnosti

Môže byť veľmi mätúce používať takúto špecifickú terminológiu, pretože je ľahké sa stratiť medzi reťazcami, polypeptidmi a zónami syntézy. Z tohto dôvodu zbierame séria základných myšlienok vo vzťahu ku kolagénu v nasledujúcom zozname:

• Všetky typy kolagénu predstavujú opakujúci sa motív glycín-prolín-X a sú zložené z 3 vzájomne prepojených reťazcov s rôznymi vlastnosťami v každom prípade.
• Rôzne typy kolagénu sa líšia predovšetkým svojou schopnosťou vytvárať vlákna, siete alebo tým, že slúžia ako spojovacie body medzi nimi.
• Väčšina kolagénu v tele je usporiadaná vo forme vlákien a patrí do kategórie kolagénu I. typu.
• Kolagén sa nesyntetizuje priamo, pretože je koncipovaný vo forme prokolagénu, aby neskôr prešiel glykozylačným procesom a vytvoril trojitú špirálu.
• Vláknitý kolagén má veľmi špecifické morfologické požiadavky, a preto je náchylný na mutácie. To sa môže premietnuť do rôznych klinických obrazov.

Aká je funkcia kolagénu?

Kolagén je uJedna z hlavných častí spojivového tkaniva, pretože je syntetizovaná a vylučovaná fibroblastmi, veľmi hojné v týchto tkanivových asociáciách. Ako naznačuje jeho názov (spojivo, spojenie), kolagén a zvyšok bunkových tiel spojených s týmito tkanivami Majú spájať telesné štruktúry a držať ich pohromade, čím dávajú vzniknúť trojrozmernému tvaru tela. človek.

kolagén Má vysokú pevnosť v ťahu, vďaka čomu je hlavným kandidátom na vytvorenie časti fascie, chrupaviek, väzov, kože, šliach a kostí.. Okrem toho je spolu s keratínom a elastínom príčinou plasticity a deformovateľnosti pokožky. Popri type I je kolagén XVII ďalším z najdôležitejších, pretože je to spojovací bod medzi dermis a epidermis.

Okrem toho si treba uvedomiť, že kolagén nás sprevádza aj mimo pohybového aparátu a pokožky, keďže je súčasťou aj kľúčové štruktúry počas vývoja plodu, krvné cievy, medzistavcové platničky a dokonca aj rohovka. Bez toho, aby sme zašli ďalej, stróma, najhrubšia časť očnej rohovky, je tvorená asi 200 vzájomne prepojenými kolagénovými vláknami. Bez tohto proteínu by nebolo možné správne vidieť.

Pre všetky tieto dôvody nie je prekvapujúce, že mnohé z mutácií spojených s génmi kódujúcimi kolagén majú za následok vážne patologické stavy. Aj preto, že jednovláknové mutácie môžu ovplyvniť zdravé kolagénové vlákna, tieto mutácie sa považujú za dominantné (sú exprimované, aj keď je jedna z dvoch kópií génu zúrivosť). Ankylozujúca spondylitída, dermatomyozitída, sklerodermia, psoriatická artritída a mnohé ďalšie ochorenia sú tak či onak spojené s kolagénom.

Zhrnutie

Stručne povedané, kolagén je typ proteínu, ktorý môže mať až 22 rôznych foriem v závislosti od reťazcov ktoré ho tvoria, poradie aminokyselín, vzťah so zvyškom bunkových prvkov a miesto umiestnenie. Hoci až 9 z 10 kolagénových vlákien je typu I, všetky zohrávajú zásadnú úlohu pre dlhodobú pohodu.

Taktiež kolagén je súčasťou pokožky, preto sa často spája s prípravkami proti starnutiu a omladzujúcimi krémami. Starnutie, fajčenie, vystavenie ultrafialovému žiareniu a iné udalosti môžu znížiť produkciu kolagénu a degraduje ten existujúci, čo spôsobuje vznik vrások a typický vzhľad pri starnutí.