- •Кафедра биохимии
- •Лекция № 29 Тема: Биохимия соединительной ткани
- •Клетки соединительной ткани
- •Межклеточный матрикс
- •Химический состав межклеточного матрикса
- •Функция межклеточного матрикса
- •1. Коллаген
- •Строение коллагена
- •Виды коллагена
- •Этапы синтеза и созревания коллагена
- •Коллагеновые волокна. Образование, строение, свойства, биологическое значение
- •Сетеподобные структуры. Строение, свойства биологическое значение
- •Ориентация коллагеновых структур
- •Регуляция синтеза коллагена
- •Патологии образования коллагена
- •Катаболизм коллагена
- •Диагностика скорости распада коллагена
- •Особенности обмена коллагена
- •2. Эластин
- •Строение эластина
- •Синтез эластина
- •Нарушения структуры эластина и их последствия
- •Катаболизм эластина
- •3. Гликозаминогликаны и протеогликаны
- •Строение и классы гаг
- •Синтез гаг
- •Регуляция синтеза гаг
- •Катаболизм гаг
- •Мукополисахаридозы
- •Строение и виды протеогликанов
- •Специализированные белки межклеточного матрикса
- •Адгезивные белки
- •Антиадгезивные белки
- •Классификация соединительной ткани
- •1. Волокнистая ткань:
- •2. Скелетные ткани:
- •3. Специальные виды соединительной ткани:
- •4. Кровь
- •Функции соединительной ткани
- •Особенности обмена веществ и энергии в соединительной ткани
Ориентация коллагеновых структур
В пластинчатой костной тканиколлагеновые волокна имеют строго ориентированное направление: продольное — в центральной части пластинок, поперечное и под углом — в периферической, благодаря чему достигается прочность костной ткани.
В сухожилияхколлаген образует плотные параллельные волокна, которые дают возможность этим структурам выдерживать большие механические нагрузки.
В хрящевом матриксеколлаген образует фибриллярную сеть, которая придаёт хрящу прочность.
В роговице глазаколлаген участвует в образовании гексагональных решёток десцеметовых мембран, что обеспечивает прозрачность роговицы, а также участие этих структур в преломлении световых лучей.
В дермефибриллы коллагена формируют сеть, особенно хорошо развитую в участках кожи, которые испытывают сильное давление (кожа подошв, локтей, ладоней).
Регуляция синтеза коллагена
Синтез коллагена стимулируют половые гормоны, аскорбиновая кислота (а также синтез протеогликанов и пролиферацию фибробластов).
Синтез коллагена тормозят глюкокортикоиды (путём снижения уровня мРНК проколлагена и ингибированием активности пролил-и лизилгидроксилазы), сам коллаген и N-пpoпептиды после своего отщепления.
Патологии образования коллагена
При дефиците витамина С нарушается гидроксилирование пролина и лизина, и образуются менее прочные коллагеновые волокна. В результате развивается цинга, при которой наблюдаются: повышенная хрупкость и ломкость кровеносных сосудов, множественные точечные кровоизлияний под кожу и слизистые оболочки, кровоточивость дёсен, выпадение зубов, анемия.
При снижении активности проколлагенпептидаз (синдром Элерса-Данло-Русакова, тип VII) концевые пропептиды проколлагена не отщепляются, нарушается образование тропоколлагена и образование нормальных коллагеновых волокон. Клинически это проявляется малым ростом, искривлением позвоночника, привычными вывихами суставов, высокой растяжимостью кожи.
При снижении активности лизилоксидазы, при недостатке меди, витаминов РР, В6нарушается образование поперечных сшивок и, снижается прочность и упругость коллагеновых волокон. Такие структуры, как кожа, сухожилия, кровеносные сосуды, становятся хрупкими, легко разрываются.
Также существует ряд наследственных заболеваний, связанных с нарушением структуры или синтеза коллагена. Основная причина — мутации в генах коллагена, которые широко представлены в разных хромосомах.
При многих заболеваниях наблюдают не только костно-суставную патологию или изменения со стороны кожи, но и ярко выраженные висцеральные проявления: поражения кишечника, почек, лёгких, сердца, сосудов.
|
Тип коллагена |
Ген |
Локализация коллагена в тканях |
Заболевания |
Причина |
Клинические проявления |
|
I |
COL1A1 COL1A2 |
Кости, кожа, связки, сухожилия, склера, роговица, строма внутренних органов |
Несовершенный остеогенез |
Мутации в генах (более 160). Самая неблагоприятная — замена глицина на другую АК, в результате чего в проколлагена появляется перелом или изгиб, и нормальная тройная спираль не образуется |
Повышенная ломкость костей, аномалии зубов, треугольная форма лица, гиперподвижность суставов, голубые склеры |
|
II |
COL2A1 |
Хрящи, межпозвоночные диски, стекловидное тело |
Болезнь Книста |
Деления в гене, которая приводит к синтезу укороченных цепей коллагена |
Укорочение и деформации конечностей, туго-подвижность суставов, кифосколиоз, миопия высокой степени |
|
Синдром Стиклера и Вагнера |
Образование терминирующего кодона, вследствие чего в стекловидном теле синтезируется половина молекулы коллагена |
Прогрессирующая миопия, часто отслойка сетчатки; патология суставов по типу хронического остеоартрита | |||
|
III |
COL3A1 |
Кожа, сосуды, строма паренхиматозных органов, матка |
Синдром Элерса-Данло - Русакова, IV тип |
Мутации в гене (более 20). Синтезируется молекула коллагена с нарушением первичной структуры, которая отличается сниженной стабильностью. Фибриллы тоньше нормальных и менее организованы |
Спонтанные разрывы крупных сосудов, перфорации кишечника, разрывы беременной матки, спонтанный пневмоторакс |
|
IV |
COL4A3-COL4A6 |
Вязальные мембраны (почки и легкие) |
Синдром Альпорта |
Мутации в генах, которые сопровождаются нарушением образования базальных мембран |
Преимущественное поражение почек, проявляющееся гематурией и протеинурией; при |
|
Синдром Гудпасчера |
Образование антител к молекулам коллагена IV типа |
временно развивается диффузный эзофагеаль-ный лейомиоматоз (доброкачественная опухоль гладких мышц пищевода). Гломерулонефрит, лёгочный гемосидероз | |||
|
VII |
COL7A1 |
Кожа |
Буллёзный эпидермолиз |
Мутации в гене, приводящие к снижению общего количества «заякоренных» фибрилл в коже, а также синтез дефектных фибрилл |
Эпидермис слабо связан с дермой, легко слущивается и образует пузыри (буллы), которые легко травмируются, и на их месте образуются эрозии |