كولاجين

الحلقة الثلاثية لبروتين الكولاجين

الكولاجين (بالإنجليزية: collagen) (من الاغريقية: Kolla اي صمغ و gen تشير إلى المعنى منتج) هو الآحين (البروتين) الرئيسي في الأنسجة الضامة في العضلات والجلد والأربطة والغضاريف والعظام والأنسجة، ويشكل نسبة كبيرة تصل إلى 25% من مجمل الآحينات (البروتينات) في الثدييات وبعض الأحياء الأخرى. بروتينات الكولاجين لها تركيب ليفي طويل ووظيفتها تختلف عن البروتينات الكروية والأنزيمات الأخرى. تشكل الحزم المتينة لبروتينات الكولاجين مع بعض ما يعرف بـ"ألياف الكولاجين". إحدى خصائصه انه يعتبر بروتينا غير قابل للتمدد لذلك يضفي صلابة على العظام والأسنان الذي يشكل أيضا المكون العضوي الأساسي من مكوناتها

استعمالاته

وللكولاجين استعمالات عدة منها ماهو صناعي حيث يستخدم في صناعة مستحضرات التجميل. وله استعمالات دوائية أيضاً. كما أن حقن الكولاجين هي إحدى الطرق المستخدمة لتجميل الوجه بدون جراحة، حيث ينتج عن فقدان الكولاجين الطبيعى ظهور التجاعيد العميقة بالوجه. علماً بأن طريقة حقن الكولاجين بسيطة، حيث يقوم الطبيب بحقن مادة الكولاجين في الخدين وزاوية العين وخطوط الشفاه وخطوط الضحك حول الفم, ويستغرق ذلك حوالي خمسة دقائق، وتستمر نتائج الحقن من 6 -12 شهر بلا أعراض جانبية في الأغلب الأعم.

الكولاجين الكولاجين / kɒlədʒɨn / هي مجموعة من البروتينات موجودة طبيعيا في الحيوانات، وخصوصا في اللحم والأنسجة الضامة من الثدييات. [1] هو العنصر الرئيسي في النسيج الضام، وهذا البروتين الأكثر وفرة في الثدييات، [2] مما يجعل حوالي 25 ٪ إلى 35 ٪ من كامل الجسم محتوى البروتين. الكولاجين، في شكل ييفات ممدود، وجدت معظمها في أنسجة ليفية مثل الرباط، الأوتار والجلد، وأيضا وفرة في والقرنية العظام والغضاريف والأوعية الدموية والأمعاء، والأقراص الفقرية. والخلايا الليفية هي الخلية الأكثر شيوعا مما يخلق الكولاجين.

في الأنسجة العضلية، وهو بمثابة العنصر الرئيسي في غمد الليف العضلي. الكولاجين يشكل 1-2 ٪ من النسيج العضلي، وحسابات لمدة 6 ٪ من وزن العضلات، قوي الوترية. [3] الجيلاتين، والذي يستخدم في صناعة المواد الغذائية و، والكولاجين الذي تم بشكل لا رجعة فيه hydrolyzed.Contents [إخفاء] 1 التاريخ والخلفية 2 كيمياء الكولاجين 3 توليف الكولاجين 4 التركيب الجزيئي 5 أنواع والاضطرابات المرتبطة 6 يلطخ 7 التجميعي 7.1 الأحماض الأمينية 7.2 تشكيل الكولاجين أنا 7.3 المرضية الاصطناعية 8 استخدم 8.1 استخدامات الصناعية 9 الاستخدامات الطبية 9.1 تطبيقات القلب 9.2 جراحة التجميل 9.3 يستخدم الجراحية الترميمية 9.4 يستخدم لإدارة العناية بالجروح 10 السجل الأحفوري 11 فنون (12) انظر أيضا 13 المراجع 14 وصلات خارجية

التاريخ والخلفية

الهياكل الجزيئية والتعبئة من الكولاجين الذي استعصى العلماء على مدى عقود من البحوث. وقدم أول دليل على أن أنها تمتلك بنية منتظمة على المستوى الجزيئي في منتصف 1930s. [4] [5] ومنذ ذلك الوقت، وكثير من العلماء البارزين، بمن فيهم الحائزين على جائزة نوبل كريك، بولينغ، الغنية ويونات، وغيرها، بما في ذلك برودسكي، بيرمان، وراماشاندران، ركزت على التشكل من مونومر الكولاجين. عدة تتنافس النماذج، على الرغم من التعامل بشكل صحيح مع التشكل من كل سلسلة ببتيد الفردية، تفسح الطريق أمام الثلاثي حلزونية نموذجية "مدراس"، والتي قدمت نموذجا صحيحا في الأساس للهيكل الجزيء رباعي [6] [7] [8] على الرغم من هذا نموذج لا يزال مطلوبا بعض الصقل. [9] [10] [11] [12] لم يتم تعبئة بنية الكولاجين تعريف لنفس الدرجة من خارج أنواع الكولاجين لييفي، رغم أنها معروفة منذ زمن طويل لتكون سداسية... أو شبه سداسية. [13] [14] [15] كما هو الحال مع هيكلها موحودي، ونماذج متضاربة عدة يزعم أن هذا الترتيب التعبئة إما من جزيئات الكولاجين هو "ورقة تشبه" أو microfibrillar. [16] [17] الهيكل microfibrillar من ييفات الكولاجين في الوتر، تم تصوير القرنية والغضاريف بواسطة المجهر الإلكتروني مباشرة. [18] [19] [20] وفي عام 2006، وهيكل microfibrillar وتر الكبار، كما وصفها فريزر، ميلر، وفيس (وغيرهم)، وأكد على أنه الأقرب إلى الهيكل لاحظ، على الرغم من التبسيط التقدم طوبولوجي من جزيئات الكولاجين المجاورة، وبالتالي لم توقع على التشكل الصحيح لترتيب الدوري D - متقطع pentameric تسميته ببساطة : لmicrofibril [21].

كيمياء الكولاجين

الكولاجين هو ليس مثل معظم البروتينات، والتي هي كتل جزيئية المضغوط أساسا—بل هو في الأساس من الألياف، أو عندما تنضج بالكامل، وشبكة من الألياف.ولذا فليس من المستغرب أن تكوين الكولاجين هو أيضا غير عادي. وهي غنية بشكل خاص في أربعة أحماض أمينية : جليكاين، البرولين، والهيدروكسي هيدروكسي ليزين. الأنماط الأكثر شيوعا في تسلسل الأحماض الأمينية من الكولاجين هي جليكاين، البرولين هيدروكسي ليزين، وجليكاين، الهيدروكسي هيدروكسي ليزين.

توليف الكولاجين

توليف الكولاجين يحدث داخل وخارج الخلية. وتناقش تشكيل الكولاجين الذي ينتج الكولاجين لييفي (الشكل الأكثر شيوعا) هنا. Meshwork الكولاجين، وهو غالبا ما تشارك في تشكيل أنظمة الترشيح هو شكل آخر من أشكال الكولاجين. تجدر الإشارة إلى أن جميع أنواع collagens هي اللولب الثلاثي، والاختلافات تكمن في الماكياج من الببتيدات ألفا إنشاؤه في الخطوة 2. نسخ من مرنا : هناك حوالي 34 الجينات المرتبطة تشكيل الكولاجين، كل الترميز لتسلسل مرنا محددة، وعادة ما يكون على "العقيد" البادئة. بداية توليف الكولاجين يبدأ تشغيل الجينات التي ترتبط مع تشكيل الببتيد ألفا معينة (عادة ألفا 1 أو 2 أو 3). قبل الموالي لتشكيل ببتيد : بمجرد أن يخرج مرنا النهائي من نواة الخلية، ويدخل في ذلك السيتوبلازم الروابط مع مفارز الريباسي ويحدث في عملية الترجمة. ومن المعروف أن الجزء الأول / الأول من الببتيد جديدة كما تسلسل إشارة. يتم التعرف على تسلسل إشارة على محطة - N من الببتيد بواسطة إشارة الجسيمات الاعتراف على شبكية هيولي باطني، والتي ستكون مسؤولة عن توجيه قبل الموالية للالببتيد في شبكية هيولي باطني. ولذلك، بمجرد الانتهاء من الببتيد التوليف الجديدة، فإنه يذهب مباشرة في شبكية هيولي باطني لمرحلة ما بعد متعدية التجهيز. علما أنه من غير المعروف أنها الكولاجين المسبق للمحترفين. الببتيد ألفا إلى بروكولاغين : ثلاثة تعديلات على حدود ما قبل الببتيد الموالية يحدث مما أدى إلى تشكيل الببتيد ألفا. ثانيا، يتم تشكيل الحلزون الثلاثي المعروف باسم بروكولاغين قبل نقلهم في حويصلة النقل إلى جهاز جولجي. 1) تم حل الببتيد إشارة على N - المحطة، وكما هو معروف الآن الجزيء كما propeptide (لا بروكولاغين). 2) والهيدروكسيل من lysines prolines على propeptide من الانزيمات هيدروكسيلاز prolyl وهيدروكسيلاز الليزيل (لإنتاج والهيدروكسي هيدروكسي ليزين) يحدث لمساعدة يشابك من الببتيدات ألفا. هذا هو خطوة الأنزيمية التي تتطلب فيتامين C بمثابة العامل المساعد. في الاسقربوط، والافتقار إلى الهيدروكسيل من prolines ويؤدي إلى مرونة lysines الحلزون الثلاثي (الذي يتكون من الببتيدات ألفا 3). 3) ارتباط بالغليكوزيل يحدث إما عن طريق إضافة السكر أو اللبن مونومرات على الجماعات هيدروكسي التي تم وضعها على lysines، ولكن ليس على prolines. من هنا التقلبات في propeptide الهيدروكسيلية والغليكوزيلاتي نحو اليسار بشكل محكم للغاية ومن ثم سيتولى ثلاثة propeptides تشكيل الحلزون الثلاثي. من المهم أن نتذكر أن يتكون هذا الجزيء، المعروف الآن باسم بروكولاغين (لا propeptide) جزء الملتوية (وسط) واثنين من نهايات مفتوحة على حد سواء. عند هذه النقطة هو حزم بروكولاغين في الحويصلة نقل المتجهة إلى جهاز جولجي. جهاز غولجي تعديل : في جهاز جولجي، وبروكولاغين يذهب من خلال واحدة بعد تعديل متعدية الماضي قبل أن تفرز من الخلية. في هذه الخطوة oligosaacharides (وليس مثل monosaacharides في الخطوة 3) تضاف، ومن ثم يتم تعبئتها في الببتيد ألفا إلى حويصلة إفرازية المتجهة إلى الفضاء خارج الخلية. تشكيل تروبوكولاجين : مرة واحدة خارج الخلية، والأنزيمات غشاء ملزمة تعرف باسم peptidases الكولاجين، وإزالة "المغفلة" للجزيء بروكولاغين. ومن المعروف ما تبقى كما تروبوكولاجين. العيب في هذه الخطوة تنتج واحدة من العديد من collagenopathies المعروفة كخطوة syndrome.This إهلرز - إيلر غائبة عند توليف الكولاجين النوع الرابع أو meshwork. تشكيل لييف الكولاجين : أوكسيديز وإنزيم الليزيل خارج الخلية تنتج الخطوة الأخيرة في مسار الكولاجين التوليف. هذا الانزيم يعمل على lysines والجماعات المنتجة hydroxylysines ألدهيد، الذي سيخضع في نهاية المطاف الرابطة التساهمية بين الجزيئات تروبوكولاجين. هذا هو المعروف من البوليمر tropocollogen باعتبارها لييف الكولاجين.

الهيكل الجزيئي

الجزيء تروبوكولاجين أو الكولاجين هو الوحيدات أكبر من المجاميع الكولاجين مثل الألياف. في ما يقرب من 300 نانومتر طويلة و 1.5 نانومتر في القطر، وهي مكونة من ثلاثة فروع ببتيد (تسمى الببتيدات ألفا، راجع الخطوة 2)، وتمتلك كل من التشكل الحلزون أعسر (اسمها لا ينبغي الخلط بينه وبين الشائع تحدث الحلزون ألفا، هيكل اليد اليمنى). وهؤلاء الثلاثة الملتوية أعسر اللوالب معا في لفائف ملفوف اليد اليمنى، وثلاثة أو الحلزون "سوبر الحلزون"، هيكل تعاوني الرباعية التي استقرت السندات الهيدروجين عديدة. مع الكولاجين النوع الأول، وربما جميع collagens ييفي إن لم يكن كلها collagens، كل الزميلة الثلاثي الحلزون إلى اليد اليمنى لفائف سوبر سوبر المشار إليها بوصفها microfibril الكولاجين. هو كل interdigitated microfibril مع microfibrils المجاورة لها إلى درجة قد توحي أنها غير مستقرة بشكل فردي، على الرغم من داخل ييفات الكولاجين، هي على ما يرام كما أمروا أن البلورية. وهناك سمة مميزة للكولاجين هو ترتيب العادية من الأحماض الأمينية في كل من السلاسل ثلاثة من هذه المفارز الكولاجين. وغالبا ما يلي تسلسل نمط الغليسين برو - X - X الغليسين أو القصور، حيث X قد يكون أي من المخلفات المختلفة الأخرى من الأحماض الأمينية. الهيدروكسي برولين أو تشكل حوالي 1 / 6 من مجموع التسلسل. مع المحاسبة لجليكاين 01/03 تسلسل، وهذا يعني ما يقرب من نصف تسلسل الكولاجين ليس جليكاين، البرولين أو الهيدروكسي، وهي حقيقة كثيرا ما غاب بسبب الهاء من الحرف GX1X2 غير عادية من الكولاجين ألفا الببتيدات. تم العثور على هذا النوع من التكرار العادية والعالية المحتوى في جليكاين فقط البروتينات الليفية قليلة أخرى، مثل فبروين الحرير. حوالي 75-80 ٪ من الحرير هو (تقريبا)، علاء الغليسين - الغليسين علاء سيرين، مع 10 ٪، والإيلاستين غنية جليكاين، البرولين، والألانين (علاء)، الذي هو الجانب المجموعة الصغيرة، ومجموعة الميثيل خاملة. يتم أبدا العثور على مثل هذه جليكاين العالية والتكرار المنتظم في البروتينات الكروية لحفظ المقاطع قصيرة جدا من تسلسلها. ليست هناك حاجة الجماعات الجانب كيميائيا على رد الفعل في البروتينات الهيكلية، كما هي الحال في الانزيمات والبروتينات النقل، ومع ذلك، والكولاجين ليست مجرد تماما من البروتين الهيكلي. نظرا لدورها الرئيسي في تحديد النمط الظاهري الخلية، خلية التصاق، وتنظيم الأنسجة والبنية التحتية، وقطاعات كثيرة من المناطق الغنية بالنفط في nonproline يكون خلية أو مصفوفة أدوار الجمعيات / التنظيم. محتوى عال نسبيا من حلقات الهيدروكسي برولين و، مع الكربوكسيل مقيدة هندسيا و(الثانوي) المجموعات الأمينية، جنبا إلى جنب مع وفرة غنية من الجلايسين، وحسابات للفروع في اتجاه لتشكيل ببتيد الفردية أعسر اللوالب بشكل عفوي، ودون أي intrachain الهيدروجين الترابط.

لأن جليكاين هو أصغر من الأحماض الأمينية مع عدم وجود سلسلة الجانب، وأنه يلعب دورا فريدا في البروتينات الهيكلية الليفية. في الكولاجين، الغليسين هو مطلوب في كل موقف ثالث بسبب تجميع اللولب الثلاثي يضع هذه المخلفات في المناطق الداخلية (محور) من الحلزون، حيث لم يعد هناك متسع لمجموعة أكبر من الجانب ذرة هيدروجين واحدة من الجلايسين. لنفس السبب، يجب على حلقات من Pro والقصور نقطة إلى الخارج. هذه الأحماض الأمينية two مساعدة في استقرار الثلاثي الحلزون القصور، بل وأكثر من برو ؛ مطلوب تركيز أقل منها في الحيوانات مثل الأسماك، ودرجة حرارة الجسم التي هي أقل من معظم الحيوانات من ذوات الدم الحار.

مفارز تروبوكولاجين تلقائيا الذاتي التجمع، مع نهايات متداخلة بشكل منتظم، في صفائف أكبر حتى في المسافات خارج الخلية من الأنسجة. [22] [23] وفي collagens ييفي، هي متداخلة الجزيئات عن بعضها البعض حوالي 67 نانومتر (أ الوحدة التي يشار إليها على انها "دال" والتغيرات تبعا لحالة الماء من المجموع). كل مد الفترة يحتوي على أربعة زائد الكولاجين جزء صغير الجزيئات، لأن 300 نانومتر 67 نانومتر مقسوما لا يعطي عددا صحيحا (طول جزيء الكولاجين مقسوما على مسافة ارباك D). لذا، في كل تكرار مد فترة microfibril، هناك جزء تحتوي على خمسة الجزيئات في المقطع العرضي، وتسمى "التداخل"، وجزء يتضمن سوى أربعة جزيئات، تسمى "الثغرة". [21] ثلاثية هي أيضا مرتبة اللوالب في طائفة سداسية أو quasihexagonal في المقطع العرضي، والفجوة في كل المناطق والتداخل. [13] [21]

هناك بعض يشابك التساهمية داخل اللوالب الثلاثي، ومقدار متغير من يشابك التساهمية بين اللوالب تروبوكولاجين تشكيل مجاميع منظمة تنظيما جيدا (مثل الألياف). [24] تتشكل حزم أكبر لييفي مع المعونة من فئات مختلفة من البروتينات (بما في ذلك مختلف أنواع الكولاجين)، جليكوبروتينات والبروتيوغليكان لتشكيل أنواع مختلفة من الأنسجة الناضجة من مجموعات بديلة من اللاعبين على مفتاح واحد. [23] كان اللاانحلال الكولاجين وحاجزا لدراسة الكولاجين موحودي حتى وجد أنه يمكن استخراج تروبوكولاجين من صغار الحيوانات لأنه لم يتم حتى الآن crosslinked تماما. ومع ذلك، فقد مكن التقدم في المجهر الإلكترون المجهري تقنيات (EM) وذرية المجهر قوة (فؤاد)) وحيود الأشعة السينية الباحثين للحصول على صور مفصلة بشكل متزايد لهيكل الكولاجين في الموقع. هذه التطورات في وقت لاحق أهمية خاصة في فهم أفضل للطريقة التي تؤثر على بنية الكولاجين خلية خلية خلية والاتصالات مصفوفة، وكيف يتم بناء الأنسجة في النمو وإصلاح، وتغيير في عملية التنمية والمرض. [25] [26] على سبيل المثال باستخدام AFM المستندة nanoindentation وقد تبين أن واحد لييف الكولاجين هو مادة غير متجانسة على طول اتجاهه المحوري مع الخواص الميكانيكية تختلف اختلافا كبيرا في الفجوة، وتداخل المناطق، وربط مع المنظمات الجزيئية المختلفة في هاتين المنطقتين. [27]

ييفات الكولاجين هي الركام semicrystalline من جزيئات الكولاجين. ألياف الكولاجين هي حزم من الألياف.

يتم ترتيب ييفات الكولاجين / المجاميع في تركيبات مختلفة والتركيزات في الأنسجة المختلفة لتوفير خصائص الأنسجة المختلفة. في العظام، واللوالب الكولاجين كامل الثلاثي تكمن في مجموعة، وبالتوازي مع مراحل. الفجوات بين نانومتر والأربعين نهايات مفارز تروبوكولاجين (متساوية تقريبا إلى المنطقة الفجوة) ربما تخدم كمواقع التنوي لترسب طويل والبلورات، والثابت غرامة المكون المعدني، والذي هو (تقريبا) هيدروكسيباتيت، Ca10 (PO4) 6 (OH) 2 مع بعض الفوسفات. وهو في هذا السبيل أن بعض أنواع الغضروف تتحول العظام. النوع الأول من الكولاجين يعطي العظام قوتها الشد.

أنواع والاضطرابات المرتبطة

الكولاجين يحدث في أماكن كثيرة في مختلف أنحاء الجسم. أكثر من 90 ٪ من الكولاجين في الجسم، ولكن من نوع واحد. [28]

حتى الآن، تم التعرف على 28 أنواع من الكولاجين وصفها. الأنواع الخمسة الأكثر شيوعا هي :

• الكولاجين الأول : الجلد، والأوتار، ربطة الأوعية الدموية، وأجهزة والعظام (المكون الرئيسي للعظم)
• الكولاجين الثاني : الغضروف (المكون الرئيسي للغضروف)
• الكولاجين الثالث : شبكي (المكون الرئيسي للألياف الشبكية)، وجدت عادة جنبا إلى جنب مع النوع الأول.
• الكولاجين الرابع : أسس أشكال غشاء الخلية القبو
• الكولاجين الخامس : خلايا السطوح والشعر والمشيمة

الكولاجين الأمراض المتصلة الأكثر شيوعا تنجم عن عيوب وراثية أو نقص التغذية التي تؤثر على التركيب الحيوي، والتجمع، وتعديل postranslational، إفراز، أو العمليات الأخرى المشاركة في الجينات الطبيعية الكولاجين ملاحظات production.Type (ق) اضطرابات أنا وهذا هو الأكثر وفرة من الكولاجين في الجسم البشري. كان موجودا في ندبا، والمنتج النهائي عندما يشفى من خلال إصلاح الأنسجة. انها وجدت في الأوتار، والجلد، وجدران الشرايين، وغمد الليف العضلي من اللييفات العضلية، مليف، وجزءا عضويا من العظام والأسنان. COL1A1، COL1A2 تكون العظم الناقص، إهلرز - متلازمة إيلر، وأمراض الرضع القشرية فرط التعظم الملقب كافي ثانيا غضروف زجاجي، تشكل 50 ٪ من مجموع البروتين الغضروف. الخلط الزجاجي للعين. COL2A1 Collagenopathy، والثاني أنواع والحادي عشر ثالثا وهذا هو الكولاجين النسيج الحبيبي، وتنتج الخلايا الليفية بسرعة عن طريق الشباب قبل أكثر صرامة النوع هو توليفها أنا الكولاجين. شبكي من الألياف. كما وجدت في جدران الشرايين والجلد والأمعاء والرحم COL3A1 إهلرز - متلازمة إيلر، تقفع دوبويتران رابعا الصفيحة القاعدية ؛ عدسة العين. أيضا بمثابة جزء من نظام الترشيح في الشعيرات الدموية وكبيبات الكلى في نفرون. COL4A1، COL4A2، COL4A3، COL4A4، COL4A5، COL4A6 آلبورت متلازمة، متلازمة غود باستشار معظم النسيج الخلالي الخامس ورابطة. مع النوع الأول، ويرتبط مع المشيمة COL5A1، COL5A2، COL5A3 إهلرز - متلازمة إيلر (الكلاسيكية) سادسا النسيج الخلالي معظم ورابطة. مع النوع الأول COL6A1، COL6A2، COL6A3 أولريش عضلي وعضلي Bethlem سابعا أشكال ييفات ترسو في الجلد البشرة تقاطعات COL7A1 انحلال البشرة الفقاعي الحثلي ثامنا بعض الخلايا البطانية COL8A1، COL8A2 مؤخره ضمور القرنية متعدد الأشكال 2 تاسعا FACIT الكولاجين، والغضروف ورابطة. مع النوع الثاني والحادي عشر ييفات COL9A1، COL9A2، COL9A3—EDM2 وEDM3 X الضخامي والتمعدن الغضروف التنسج شميد COL10A1 مشاشي حادي عشر الغضروف COL11A1، COL11A2 Collagenopathy، وأنواع الثاني والحادي عشر ثاني عشر FACIT الكولاجين، ويتفاعل مع النوع الأول يحتوي على الألياف، وdecorin الجليكوزامينوجليكان COL12A1—ثالث عشر الكولاجين عبر الغشاء، ويتفاعل مع a1b1 إنتغرين، فبرونيكتين ومكونات الأغشية مثل القبو وnidogen perlecan. COL13A1—رابع عشر FACIT الكولاجين COL14A1—خامس عشر—COL15A1—سادس عشر—COL16A1—السابع عشر عبر الغشاء الكولاجين والمعروفة أيضا باسم BP180، وهو بروتين 180 كيلو دالتون COL17A1 الفقعان الفقاعي وأشكال معينة من انحلال البشرة الفقاعي صلي ثامن عشر مصدر endostatin COL18A1—تاسع عشر FACIT الكولاجين COL19A1—XX—COL20A1—الحادي والعشرون FACIT الكولاجين COL21A1—الثاني والعشرون—COL22A1—الثالث والعشرون MACIT الكولاجين—COL23A1—الرابع والعشرون—COL24A1—الخامس والعشرون—COL25A1—السادس والعشرون—EMID2—السابع والعشرون—COL27A1—الثامن والعشرون—COL28A1—XXIX البشرة الكولاجين الجلد التأتبي COL29A1 [29]

بالإضافة إلى الاضطرابات المذكورة أعلاه، وترسب الكولاجين المفرط للتحدث في تصلب الجلد.

في الأنسجة، والكولاجين هو الزاهية اليوزيني (الوردي) في H & الشرائح الإلكترونية القياسية. يمكن أن تستخدم لصبغ البنفسج الميثيل صمة الكولاجين في عينات الأنسجة.

ويمكن أيضا الأزرق الميثيل صبغة تستعمل لصبغ الكولاجين والبقع المناعى متاحة إذا لزم الأمر.

أفضل وصمة عار للاستخدام في التفريق من ألياف الكولاجين الأخرى ماسون ثلاثي الألوان وصمة عار.

تركيب

الأحماض الأمينية

الكولاجين وغير عادية تكوين الأحماض الأمينية وتسلسلها : تم العثور على جليكاين (الغليسين) في كل جانب تقريبا من بقايا third برولين (برو) تشكل حوالي 17 ٪ من الكولاجين الكولاجين يحتوي على اثنين من الأحماض الأمينية غير المألوف المشتقات لم يتم إدخال مباشرة أثناء الترجمة. وتوجد هذه الأحماض الأمينية في مواقع محددة بالنسبة لجليكاين ويتم تعديلها بعد translationally بواسطة انزيمات مختلفة، وكلاهما يتطلب فيتامين C بمثابة العامل المساعد. الهيدروكسي (القصور)، والمستمدة من البرولين. هيدروكسي ليزين (Hyl)، والمستمدة من ليسين (اليس). والغليكوزيلاتي الأرقام تبعا لنوع من الكولاجين، ومتفاوتة من hydroxylysines (معظمها بعد disaccharides المرفقة).

الكورتيزول يحفز تدهور (الجلد) الكولاجين في الأحماض الأمينية. [30] [عدل]

أنا تشكيل الكولاجين

أكثر أشكال الكولاجين بطريقة مماثلة، ولكن العملية التالية هو الحال بالنسبة للنوع الأول : داخل الخلية تتشكل على نوعين من سلاسل الببتيد خلال الترجمة على طول ريبوسوم شبكية في هيولي باطني الخام (RER) : ألفا 1 و 2 سلاسل ألفا. هذه السلاسل الببتيد (المعروف باسم preprocollagen) قد الببتيد التصنيع في نهاية كل والببتيد الإشارة. تصدر سلاسل ببتيد في تجويف RER. هي إشارة المشقوق الببتيدات داخل RER وبات من المعروف الآن في سلاسل من المؤيدين للسلاسل ألفا. الهيدروكسيل من الأحماض الأمينية ليسين والبرولين يحدث داخل التجويف. هذه العملية يعتمد على حمض الاسكوربيك (فيتامين C) بمثابة العامل المساعد. ارتباط بالغليكوزيل مخلفات هيدروكسي ليزين محددة يحدث. ويتكون الهيكل الثلاثي حلزونية داخل شبكية هيولي باطني من كل سلاسل ألفا - 1 اثنين وسلسلة واحدة ألفا - 2. يتم شحنها بروكولاغين إلى جهاز جولجي، حيث تعبأ والتي يفرزها إيماس. خارج الخلية والمشقوق الببتيد التصنيع وتشكيل تروبوكولاجين بواسطة ببتيداز بروكولاغين. شكل جزيئات تروبوكولاجين متعددة ييفات الكولاجين، عبر تساهمية عبر ربط (تفاعل aldol) من أوكسيديز الليزيل الذي يربط بين بقايا هيدروكسي ليزين ويسين. ييفات الكولاجين متعددة في شكل ألياف الكولاجين. ويجوز أن ترفق الكولاجين لأغشية الخلايا عن طريق عدة أنواع من البروتين، بما في ذلك فبرونيكتين وإنتغرين.

الاصطناعية المرضية

فيتامين C يؤدي نقص الاسقربوط، وهو مرض خطير ومؤلم في المعيبة التي تمنع تشكيل الكولاجين في النسيج الضام قوي. تدهور اللثة وتنزف، مع فقدان الأسنان ؛ ونه الجلد، والجروح لا تلتئم لا. قبل القرن الثامن عشر، وكان هذا الشرط الشهيرة بين الجيش مدة طويلة، وخاصة البحرية، خلال الحملات التي حرموا المشاركين في الأطعمة التي تحتوي على فيتامين C.

قد أحد أمراض المناعة الذاتية مثل الذئبة أو التهاب المفاصل الروماتيزمي [31] هجوم ألياف الكولاجين صحية.

العديد من أنواع البكتيريا والفيروسات وعوامل الفوعة التي تدمر الكولاجين أو التدخل في إنتاجها.

مميزات

الكولاجين هو واحد من البروتينات الطويلة والهيكلية الليفية والتي لها وظائف مختلفة تماما عن تلك البروتينات الكروية كالانزيمات مثلا. دعا صعبة حزم الكولاجين وألياف الكولاجين عنصرا رئيسيا من عناصر المصفوفة خارج الخلية التي تدعم معظم الأنسجة والخلايا يعطي الهيكل من الخارج، ولكن يوجد أيضا كولاجين داخل خلايا معينة.ولالكولاجين قوة شد ومرونة عاليتين، والمكون الرئيسي له فآسيا الغضاريف والأربطة والعظام والأوتار والجلد. [32] [33]ويعتبر الكولاجين جنبا إلى جنب مع الكيراتين اللينة، هما المسؤولين عن قوة الجلد ومرونته، ويؤدي إلى تدهورهما التجاعيد التي تصاحب الشيخوخة. [34] [35] ويقوي الكولاجين الأوعية الدموية، ويلعب دورا في تدعيم الأنسجة. ويوجود أيضا في القرنية وعدسة العين في شكل بلوري. كما انها يستخدم في الجراحة التجميلية وجراحة الحروق. وتحلل الكولاجين يمكن أن يلعب دورا هاما في التحكم في الوزن، والبروتين، ويعتبر استخدامه مفيد لاشباع قوتها.

استخدامات الصناعية

إذا كان التشويه والتحريف بما فيه الكفاية الكولاجين، على سبيل المثال عن طريق التسخين، فروع تروبوكولاجين ثلاث عمليات منفصلة كليا أو جزئيا في المجالات الكروية، التي تحتوي على بنية مختلفة الثانوي إلى الثاني الكولاجين polyproline العادي (PPII)، على سبيل المثال ملفات عشوائية. توضح هذه العملية تشكيل الجيلاتين، والذي يستخدم في كثير من الأطعمة، بما في ذلك الحلويات النكهة الجيلاتين. إلى جانب المواد الغذائية، وقد استخدم في الجيلاتين، ومستحضرات التجميل الصيدلانية، والصناعات والتصوير الفوتوغرافي. [36] من الناحية التغذوية للعرض، والكولاجين والجيلاتين هي مصدر رديئة النوعية الوحيدة من البروتين لأنها لا تحتوي على جميع الأحماض الأمينية الأساسية في نسب إلى أن جسم الإنسان يحتاج، فهي ليست "البروتينات الكاملة" (حسب تعريف علم الغذاء، وليس جزئيا أنها مهيكلة). الكولاجين مصنعين المستندة إلى المكملات الغذائية الادعاء بأن منتجاتها يمكن أن تحسن نوعية البشرة والأظافر وكذلك الصحية المشتركة. ومع ذلك، والبحث العلمي السائد لم تظهر أدلة قوية لدعم هذه المزاعم. [بحاجة لمصدر] الأفراد يعانون من مشاكل في هذه المناطق هي أكثر عرضة للمعاناة من حالة بعض الكامنة الأخرى (مثل الشيخوخة الطبيعية، وجفاف الجلد، والتهاب المفاصل وغيرها) بدلا من نقص البروتين فقط.

من اليونانية لالغراء، kolla، والكولاجين تعني كلمة "منتج الغراء"، ويشير إلى العملية في وقت مبكر من الغليان في الجلد والأوتار من الخيول والحيوانات الأخرى للحصول على الغراء. تم استخدام الكولاجين لاصقة للمصريين حوالي 4،000 سنة مضت، والأميركيين الأصليين استخدامه في أقواس حوالي 1،500 سنة مضت. أقدم الغراء في العالم، ومؤرخة الكربون كما كان أكثر من 8000 سنة، وجدت لتكون الكولاجين استخدامها بوصفها بطانة واقية على حبل سلال وأقمشة مطرزة، وعقد الأواني معا ؛ أيضا في زخارف تتقاطع على جماجم بشرية [ 37] الكولاجين يحول عادة إلى الجيلاتين، لكنها نجت بسبب الظروف الجافة. الغراء الحيواني ولدن، وتليين مرة أخرى إلى إعادة تسخين، وهكذا لا تزال تستخدم في صنع أنهم الآلات الموسيقية مثل الكمان والغيتار الجميلة، والتي قد تضطر إلى إعادة فتح لاجراء إصلاحات، تتعارض مع تطبيق المواد اللاصقة الاصطناعية صعبة، والبلاستيك، والتي هي دائمة. وقد استخدمت جلود الحيوانات والأوتار، بما في ذلك الجلود، لجعل المواد المفيدة لآلاف السنين.

وقد استخدمت مادة الجيلاتين - الريسورسنول - الفورمالديهايد الغراء (والاستعاضة عنها مع الفورمالدهيد أقل وسامة pentanedial إيثانيديال) لإصلاح الشقوق في الرئتين الأرانب التجريبية. [38]

الاستخدامات الطبية

تطبيقات القلب

أربعة صمام الكولاجين كثيفة الخواتم، لا بد تشريحيا الهيئة المركزية للقلب والهيكل العظمي القلب للقلب لعضلة القلب. مساهمة الكولاجين لأداء القلب ويمثل عنصرا أساسيا إنذار، مرساة صلبة فريدة من نوعها وتتحرك المعارضة لميكانيكا السوائل من الدم داخل القلب. هذا الهيكل هو جدار حماية منيعة التي تستثني كل من الدم والنفوذ الكهربائية (إلا من خلال القنوات التشريحية) من أعلى إلى الغرف السفلية للقلب. كدليل على ذلك، يمكن للمرء أن يفترض أن الرجفان الأذيني أبدا تقريبا يتردى إلى الرجفان البطيني. وتعقد منشورات صمامي الفردية في شكل شراع التي الكولاجين تحت ضغط متغير. ترسب الكالسيوم داخل الكولاجين يحدث كنتيجة طبيعية للشيخوخة. الكالسيوم الغنية نقطة ثابتة في عرض خلاف ذلك نقل الدم والعضلات تمكين الحالية تكنولوجيا التصوير القلبي للوصول إلى نسب تفيد أساسا الدم في القلب ومدخلات الإنتاج الدم خارج القلب. التصوير محددة مثل الكالسيوم سجل يوضح مدى فائدة هذه المنهجية، لا سيما في موضوع المريض للأمراض الشيخوخة من الأساس الكولاجين.

جراحة التجميل

وقد استخدمت على نطاق واسع في الكولاجين جراحة التجميل، وكوسيلة مساعدة الشفاء لمرضى الحروق من أجل إعادة بناء العظام وتشكيلة واسعة من الأغراض الأسنان، والعظام والجراحة. ويستخدم على نطاق واسع على حد سواء البشرية والكولاجين البقري والحشو الجلد لعلاج التجاعيد وشيخوخة الجلد [35] بعض النقاط المثيرة للاهتمام هي : عندما تستخدم تجميلي، هناك فرصة للحساسية يسبب احمرار لفترة طويلة، ولكن هذا يمكن أن يكون القضاء تقريبا من خلال اختبار بسيط وغير واضحة التصحيح قبل استخدام مستحضرات التجميل، و ويستمد معظم الكولاجين الطبية من الأبقار الشباب (الأبقار) من مرض جنون البقر مصدقة (اعتلال الدماغ الاسفنجي البقري) حيوانات مجانا. معظم الشركات المصنعة استخدام الحيوانات المانحة إما من "قطعان مغلقة"، أو من البلدان التي لم يكن لديه حالة من مرض جنون البقر وذكرت مثل أستراليا والبرازيل ونيوزيلندا. كما الخنزير (الخنزير) على نطاق واسع أنسجة المستخدمة لإنتاج الكولاجين ورقة لمجموعة متنوعة من الأغراض الجراحية. بدائل استخدام المريض نفسه الدهون وحمض الهيالورونيك أو المواد الهلامية التي بولي أكريلاميد متوفرة بسهولة.

الترميمية الجراحية يستخدم

وتستخدم على نطاق واسع Collagens في بناء بدائل الجلد الاصطناعي المستخدم في إدارة بحروق شديدة. ويمكن الحصول على هذه collagens من الأبقار، الخيول أو الخنازير، وتستخدم أحيانا مصادر البشرية وحتى في تركيبة مع السيليكون، الجليكوزامينوجليكان، الليفية، وعوامل النمو وغيرها من المواد.

ويباع أيضا الكولاجين تجاريا كحبوب كمكمل التنقل مشترك مع مراجع الفقراء. [39] لأن كسر البروتينات أسفل إلى الأحماض الأمينية قبل الاستيعاب، وليس هناك من سبب لتناولها عن طريق الفم لالكولاجين يؤثر النسيج الضام في الجسم، إلا من خلال تأثير مكملات الأحماض الأمينية الفردية.

على الرغم من أنه لا يمكن امتصاصها من خلال الجلد، والكولاجين الآن تستخدم باعتبارها العنصر الرئيسي لبعض مستحضرات التجميل ماكياج. [40]

الكولاجين هو أيضا كثيرا ما تستخدم في تطبيقات البحث العلمي لزراعة الخلايا، ودراسة سلوك الخلية والتفاعلات الخلوية مع البيئة خارج الخلية. [41] الموردون مثل الفئران والأبقار تصنيع Trevigen أنا الكولاجين الكولاجين الرابع والفأر.

الجرح إدارة الرعاية يستخدم

الكولاجين هو واحد من الموارد الطبيعية للجسم، وعنصر رئيسي من نسيج الجلد التي يمكن أن تعود بالفائدة على جميع مراحل الجرح عملية الشفاء. عندما يتم الكولاجين المتاحة للسرير الجرح، يمكن إغلاق يحدث. ويمكن بالتالي تدهور الجرح، يعقبها أحيانا من خلال إجراءات مثل بتر الأطراف، يمكن تجنبها.

طوال مراحل 4 من التئام الجروح، والكولاجين يؤدي المهام التالية في التئام الجروح : • التوجيهية الفعل : ألياف الكولاجين خدمة لتوجيه الخلايا الليفية. تهاجر الخلايا الليفية على طول مصفوفة النسيج الضام. • خصائص الكيميائي : يمكن أن مساحة كبيرة متاحة على ألياف الكولاجين جذب خلايا التليف التي تساعد في الشفاء. • التنوي : الكولاجين، في وجود بعض جزيئات الملح محايدة يمكن أن يكون بمثابة عامل يسبب nucleating تشكيل هياكل لييفي. ويمكن لتضميد الجرح الكولاجين بمثابة دليل جديد لتوجيه ترسب الكولاجين ونمو شعري. • خصائص مرقئ : الصفائح الدموية تتفاعل مع الكولاجين لجعل المكونات مرقئ.

السجل الأحفوري

لأن توليف الكولاجين يتطلب مستوى عال من الأوكسجين في الغلاف الجوي، والحيوانات المعقدة قد لا تكون قادرة على أن تتطور حتى كان الجو oxygenic يكفي لتوليف الكولاجين. [42] أصل الكولاجين قد سمحت إهاب، وقذيفة وتكوين العضلات. ومع ذلك، فإن الحفاظ على الكولاجين في السجل الأحفوري نادرة جدا. [43] وهناك أدلة متزايدة والتي لا تزال مثيرة للجدل، التي تم الحفاظ عليها في عينات الكولاجين ديناصور مؤرخة منذ فترة طويلة إلى 80 مليون سنة مضت. [44]

الجدير بالذكر أيضا هي actinofibrils، ألياف الكولاجين الموجودة على أجنحة التيروصورات.

فن

جوليان فوس، أندريا لالكولاجين التكشف النحت (2005)، الفولاذ المقاوم للصدأ، وارتفاع 11 قدم 3 في (3.40 م).

خلقت جوليان فوس، أندريا المنحوتات من الفولاذ المقاوم للصدأ الخيزران ويستند إلى بنية الكولاجين. الكولاجين له قطعة التكشف، وفقا له، وهو "كناية عن الشيخوخة والنمو". [45] [46]

انظر أيضا

تحلل الكولاجين، وهو شكل شائع في الكولاجين الذي يباع على شكل ملحق.

• الغراء الحيواني
• هلام
• بروتين ليفي
• عظمية، التي تحتوي على الكولاجين المكون من العظام
• وLysyl_oxidase LOXL1، LOXL2، LOXL3، LOXL4 في تشكيل الكولاجين
• كولاجيناز، الانزيم تشارك في انهيار الكولاجين والتجديد. لمعرفة المزيد عن البروتياز الأخرى التي تستهدف الكولاجين انظر خريطة التحلل البروتيني
• إهلرز - متلازمة إيلر
• متلازمة Hypermobility
• متلازمة مارفان، وهو مرض وراثي مع خلل fibrillin 1