13. Протеогликаны - белки межклеточного матрикса соединительной

ткани. Их значение, особенности структуры. Гликозаминоглианы структура и свойства

Название глюкозаминогликана	Дисахаридный мономер
Первый моносахарид	Второй моносахарид
Гиалуроновая кислота	Глюкуроновая кислота	N-ацетилгюкозамин
Хондроитин-4-сульфат и Хондроитин-6-сульфат	Глюкуроновая кислота	N- ацетилгалактозамин -4- или 6-сульфат
Кератансульфат	Галактоза	N-ацетилгюкозамин -6- сульфат
Дерматан-6-сульфат	Идуроновая кислота	N-ацетилгалактозамин-4- сульфат
Гепарин и Гепаринсульфат	2-сульфоглюкуроновая кислота	N-ацетилгюкозамин - 6- сульфат

Межклеточное (основное) вещество

Желеобразная консистенция основного вещества объясняется его составом. Основное вещество -

это сильно гидратированный гель, который образован высокомолекулярными соединениями,

составляющими до 30 % массы межклеточного вещества. Оставшиеся 70 % - это вода.

Высокомолекулярные компоненты представлены белками и углеводами. Углеводы по своему

строению являются гетерополисахаридами - глюкозоаминогликаны (ГАГ). Эти гетерополисахариды

построены из дисахаридных единиц, которые и являются их мономерами.

По строению мономеров различают 7 типов глюкозаминогликанов.

1. Гиалуроновая кислота.

2. Хондроитин-4-сульфат.

3. Хондроитин-6-сульфат.

4. Дерматансульфат

. 5. Кератансульфат.

6. Гепарансульфат.

7. Гепарин.

Гиалуроновая кислота.

. Мономер построен из глюкуроновой

кислоты и N-ацетилглюкозамина. Внутри мономера - 1,3-бета-гликозидная связь, между

мономерами - 1,4-бета-гликозидная связь. Гиалуроновая кислота может находиться и в свободном

виде, и в составе сложных агрегатов. Это единственный представитель глюкозаминогликанов,

который не сульфатирован. Гиалуроновая кислота находится во многих органах и тканях. В хряще она связана с белком и участвует в образовании протеогликановых агрегатов, в некоторых органах (стекловидное тело глаза, пупочный канатик, суставная жидкость) встречается и в свободном виде. Предполагается, что в суставной жидкости гиалуроновая кислота выполняет роль смазочного вещества, уменьшая трение между суставными поверхностями.

Хондроитин-сульфаты.

Два вида:хондроитин-4-сульфат и хондроитин-6-сульфат. Отличаются друг от друга местом

расположения остатка серной кислоты. Все они содержат остаток серной кислоты. Мономер

хондроитин-сульфата построен из глюкуроновой кислоты и N-ацетилгалактозаминсульфата.

Встречаются в связках суставов и в ткани зуба.

Хондроитинсульфаты - самые распространённые гликозаминогликаны в организме человека; они содержатся в хряще, коже, сухожилиях, связках, артериях, роговице глаза. Хондроитин-сульфаты являются важным составным компонентом агрекана - основного протеогликана хрящевого матрикса

Дерматан-сульфат.

Его мономер построен из идуроновой кислоты и галактозамин-4-сульфата. Он является одним из

структурных компонентов хрящевой ткани.

Дерматансульфат широко распространён в тканях животных, особенно он характерен для кожи, кровеносных сосудов, сердечных клапанов. В составе малых протеогликанов (бигликана и декорина) дерматансульфат содержится в межклеточном веществе хрящей, межпозвоночных дисков, менисков

Кератан-сульфат.

Мономер кератан-сульфата состоит из галактозы и N-ацетилглюкозамин-6-сульфата.Кератансульфаты - наиболее гетерогенные гликозаминогликаны; отличаются друг от друга по суммарному содержанию углеводов и распределению в разных тканях. Кератансульфат I находится в роговице глаза. Кера-тансульфат II был обнаружен в хрящевой ткани, костях, межпозвоночных дисках

Гепатан-сульфат и гепарин.

Они сильно сульфатированы (в мономере 2-3 остатка серной кислоты). В состав их входят

глюкуронат-2-сульфат и N-ацетилглюкозамин-6-сульфат. Гепарин - важный компонент противосвёр-тывающей системы крови (его применяют как антикоагулянт при лечении тромбозов). Он синтезируется тучными клетками и находится в гранулах внутри этих клеток. Наибольшие количества гепарина обнаруживаются в лёгких, печени и коже

Функции протеогликанов

• Депонирование воды,

• Депонирование жира (адипоциты)

• Депонирование осмотически активных ионов (Na⁺, Cl^-),

• Формирование тургора ткани,

• Минерализационная роль (связывание Ca²⁺ в кости и зубе),

• Формирование гисто-гематических барьеров,

• Противосвертывающая функция (гепарин)

• Защитная функция (сайты связывания иммуноглобулинов)

14.

Коллаген - основной структурный белок межклеточного матрикса. Он составляет от 25 до 33% общего количества белка в организме,

-водонерастворимый,но набухающий белок

-выполняет структурную и минерализующую функцию

20 генов- кодируют коллаген

Первичная структура : гли-про-х, триптофана практически нет

-пролин в структуре не дает закругление спирали (поэтому прямая цепочка)

Вторичная структура :полипептидная цепь(рисуете просто изогнутую линию)

Третичная структура: тропоколлаген

(см.рисунок в тетр)аминокислоты удерживаются водородными связями, дисульфидными и гидрофобными

Четвертичная структура: коллаген(сеть)-за счет поперечных ковалентных связей , а объединение тропоколлагена конец в конец идет за счет ионных связей

Коллаген – фибриллярный белок

-не образует растяжимых пептидов

Внутриклеточная укладка коллагена ведет к патологии

Укладка (процессинг)

Гидроксилирование пролина и лизина на рибосомах (образуются оксипролин и оксилизин)

Витамин С – участвует в гидроксилировании

Имеющуюся длинную цепочку урезают через концы

Силиальный пептид предупреждает преждевременную укладку коллагеновых нитей внутри клетки

Синтез и процессинг коллагена смотрите в тетради (мы писали в виде таблицы)..а кратко я вам выше написала

Обновление коллагена у пожилых людей происходит реже, он становится коротким

В моче смиотрят на оксипролин ( по нему смотрят в норме ли распадается коллаген)

Расщепляет коллаген – коллагеназа

15.Белки кости и зуба

Белки:

-коллаген

-неколлагеновые белки

(протеогликаны, гликопротеины, гла-белки, ферменты кости и зуба)

А также смотрите билет №15

16.Эластин- глобулярный белок

-белок годирует 1 ген

Может растягиваться в 4х направлениях в отличие от коллагена

-может сократится и приходить в исходное состояние

( мочевой пузырь, аорта,желчный пузырь,легкие)

-в структуре нет повторов

-много лизина (который формирует десмозин или изодесмозин..формула см. в тетр.)

-обновление эластина раз до 75 лет (абсолютно обновить его невозможно)

Расщепление эластина – эластаза

-отсутствует четвертичная структура

(можете в тетрадке еще посмотреть таблицу)

17. Неколлагеновые белки

18.Микроэлементы

В организме взрослого человека содержится более 1 кг кальция, который почти целиком находится в костях и зубах, образуя вместе с фосфатом нерастворимый гидроксилапатит. Большая часть кальция в костях постоянно обновляется. Ежедневно кости скелета теряют и вновь восстанавливают примерно 700–800 мг кальция.

В состав минеральной фазы кости входит значительное количество ионов, которые обычно не содержатся в чистом гидроксилапатите, например ионы натрия, магния, калия, хлора и др. Высказано предположение, что в кристаллической решетке гидроксилапатита ионы Са²⁺ могут замещаться другими двухвалентными катионами, тогда как анионы, отличные от фосфата и гидроксила, либо адсорбируются на поверхности кристаллов, либо растворяются в гидратной оболочке кристаллической решетки.

Апатиты- широкораспространенные минералы

-комплексные соединения

-роль центрального иона- кальций

-гексагональная структура

-плотная и прочная структура

-главный лиганд-фосфат или ОН группа

-имеют пьезоэлектрический эффект-способность переводить механическую энергию в электрический ток

(разные потенциалы и давление на зуб при употреблении пищи разной твердости)

Недостаток и избыток фтора (эндемический кариес и флюороз зубов).

Флюороз — поражение зубной эмали, связанное с постоянным и длительным попаданием в организм избыточного количества фтора. Флюороз может носить эндемический и профессиональный характер. Проявляется появлением на зубах вначале белесоватых, а затем желтых пятен или полос, эрозивными или деструктивными изменениями эмали. В тяжелых случаях сопровождается поражением костной ткани скелета. В случае диагностирования флюороза пациенту в первую очередь необходимо поменять употребляемую им питьевую воду. Лечение флюороза заключается в основном в эстетическом и минеральном восстановлении пораженных зубов. С этой целью проводится отбеливание, реминерализация, реставрация, установка коронок

 Дефицит фтора

Причиной дефицита может стать недостаточное содержание фтора в питьевой воде, потому что именно она является основным источником этого элемента. Симптомы дефицита:

 Истончение эмали, кариозные поражения, гиперчувствительность зубов, отломы коронок. Так как при недостатке фтора повышается подверженность эмали к разрушению, то характерно появление эрозий, истираемости, даже некрозов;

 Остеопороз. Особенно характерен для людей старше 50 лет. Нередки переломы шейки бедренной кости, повторные переломы, медленное срастание. Луший способ устранения дефицита - замена источника питьевой воды или прием фторсодержащих препаратов (строго по назначению врача). Если появились изменения на эмали – использование фторсодержащих зубных паст и проведение реминерализующей терапии у стоматолога (наносится специальный состав, восполняющий недостаток кальция и фтора в зубной эмали).

Избыток стронция может вызывать изменения в минеральном обмене костной ткани. «Стронциевый рахит» («уровская болезнь», болезнь Кашина - Бека) - эндемическое заболевание, связанное с нарушением баланса минералов, впервые выявленное вблизи реки Уров в Восточной Сибири. При болезни Кашина - Бека имеет место генерализованный дегенеративный процесс в костях и в суставах со значительным нарушением процессов окостенения. Поражаются главным образом эпифизы и метафизы длинных трубчатых Косте

19.Витамин Д

Витамины группы D образуются под действием ультрафиолета в тканях животных и растений из стеринов.

К витаминам группы D относятся:

• витамин D₂ - эргокальциферол; выделен из дрожжей, его провитамином является эргостерин;

• витамин D₃ - холекальциферол; выделен из тканей животных, его провитамин - 7-дегидрохолестерин;

Сегодня витамином D называют два витамина - D₂ и D₃ - эргокальциферол и холекальциферол - это кристаллы без цвета и запаха, устойчивые в воздействию высоких температур. Эти витамины являются жирорастворимыми, т.е. растворяются в жирах и органических соединениях и нерастворимы в воде.

Витамин D образуется в коже под действием солнечных лучей из провитаминов. Провитамины, в свою очередь, частично поступают в организме в готовом виде из растений (эргостерин, стигмастерин и ситостерин), а частично образуются в тканях их холестерина (7-дегидрохолестерин (провитамин витамина D₃).

Витамину Д принадлежит важная роль в поддержании гомеостаза кальция, обеспечении в организме положительного кальциевого баланса, нормальной работе цикла Кребса.

Молекулы этого витамина выполняют в организме главную задачу - усвоение кальция и использование его солей для формирования костей и зубов. Таким образом, витамин D поддерживает прочность и стабильность скелета.

Основным признаком недостаточности витамина D является рахит и размягчение костей (остеомаляция). Поскольку витамин D повышает содержание кальция в крови, его избыточное потребление может привести к избыточной концентрации кальция. При этом кальций может проникать в стенки сосудов и провоцировать образование атеросклеротических бляшек. Этот процесс может ускоряться при дефиците в организме магния.