कोलेजन और इलास्टिक फाइबर

एक्स्ट्रासेलुलर मैट्रिक्स का रेशेदार घटक मुख्य रूप से दो प्रोटीन प्रणालियों से बना होता है जिनकी यांत्रिक भूमिकाएँ पूरक होती हैं। कोलेजन फाइबर तन्य शक्ति और खिंचाव के प्रति प्रतिरोध प्रदान करते हैं, जबकि इलास्टिक फाइबर ऊतकों को खिंचने और वापस लौटने की अनुमति देते हैं। उनकी सापेक्ष मात्रा और व्यवस्था, साथ ही महीन जालीदार कोलेजन नेटवर्क, किसी भी संयोजी ऊतक के यांत्रिक चरित्र का अधिकांश हिस्सा बनाते हैं।

Definition

कोलेजन और इलास्टिक फाइबर एक्स्ट्रासेलुलर मैट्रिक्स की दो मुख्य रेशेदार प्रणालियाँ हैं: कोलेजन ट्रिपल-हेलिकल प्रोटीन का एक परिवार है जो फाइब्रिल और फाइबर में इकट्ठा होकर तन्य शक्ति प्रदान करता है, और इलास्टिक फाइबर क्रॉस-लिंक्ड इलास्टिन से बने होते हैं जो फाइब्रिलिन माइक्रोफाइब्रिल के एक मचान पर जमा होते हैं, जो खिंचाव और वापसी प्रदान करते हैं।

Scope

यह विषय संयोजी ऊतक के मुख्य रेशों को शामिल करता है: कोलेजन (इसका ट्रिपल-हेलिकल अणु, फाइब्रिल और फाइबर असेंबली, और जालीदार उपप्रकार), और इलास्टिक फाइबर (इलास्टिन और फाइब्रिलिन माइक्रोफाइब्रिल जिस पर यह जमा होता है)। यह संरचना और असेंबली पर केंद्रित है; व्यापक मैट्रिक्स और इसके ग्राउंड सब्सटेंस को एक्स्ट्रासेलुलर-मैट्रिक्स-कंपोजिशन विषय में वर्णित किया गया है। यह एक संरचनात्मक संदर्भ है, नैदानिक मार्गदर्शन नहीं।

Core questions

• कोलेजन अणु कैसे बनता है, और यह फाइब्रिल और फाइबर में कैसे इकट्ठा होता है?
• संरचना और यांत्रिक व्यवहार में इलास्टिक फाइबर कोलेजन से कैसे भिन्न होते हैं?
• जालीदार फाइबर सामान्य कोलेजन फाइबर से कैसे संबंधित हैं?

Key concepts

• ट्रिपल-हेलिकल कोलेजन अणु (Gly-X-Y दोहराव)
• फाइब्रिलर कोलेजन (प्रकार I, II, III) और फाइब्रिल असेंबली
• पोस्ट-ट्रांसलेशनल संशोधन और क्रॉस-लिंकिंग
• जालीदार फाइबर (टाइप III कोलेजन नेटवर्क)
• इलास्टिन और इलास्टिक रिकॉइल
• इलास्टिन मचान के रूप में फाइब्रिलिन माइक्रोफाइब्रिल

Mechanisms

कोलेजन की मूल इकाई तीन पॉलीपेप्टाइड अल्फा श्रृंखलाओं का एक अणु है जो एक ट्रिपल हेलिक्स में कुंडलित होती है, जो एक दोहराए जाने वाले Gly-X-Y अनुक्रम द्वारा संभव होता है जिसमें ग्लाइसिन हर तीसरे स्थान पर होता है और प्रोलाइन और हाइड्रॉक्सीप्रोलाइन सामान्य होते हैं। स्राव के बाद, फाइब्रिलर कोलेजन (जैसे प्रकार I, II, और III) बैंडेड फाइब्रिल में इकट्ठा होते हैं जो फाइबर में बंडल होते हैं; सहसंयोजक क्रॉस-लिंक, जो लाइसिन और हाइड्रॉक्सीलाइसिन अवशेषों के संशोधित होने के बाद बनते हैं, असेंबली को स्थिर करते हैं और इसकी शक्ति निर्धारित करते हैं। जालीदार फाइबर मुख्य रूप से टाइप III कोलेजन का एक महीन, शाखाओं वाला नेटवर्क है जो सेलुलर अंगों और ऊतकों का समर्थन करता है। इलास्टिक फाइबर अलग तरह से काम करते हैं: क्रॉस-लिंक्ड इलास्टिन एक अनाकार कोर बनाता है जो रबर की तरह फैल सकता है और वापस लौट सकता है, और यह फाइब्रिलिन-समृद्ध माइक्रोफाइब्रिल के एक मचान पर जमा होता है जो फाइबर को व्यवस्थित करता है और इसकी उचित असेंबली के लिए आवश्यक है।

Clinical relevance

कोलेजन और इलास्टिक फाइबर की अखंडता यह नियंत्रित करती है कि त्वचा, कण्डरा, रक्त वाहिका की दीवारें और अन्य ऊतक बल का कैसे प्रतिरोध करते हैं और अपना आकार कैसे पुनः प्राप्त करते हैं, इसलिए यहां दिए गए संरचनात्मक तथ्य इन फाइबर के वंशानुगत और अधिग्रहित विकारों को समझने के लिए आधार रेखा बनाते हैं। ये विवरण सामान्य फाइबर जीव विज्ञान के बारे में हैं और स्वास्थ्य विज्ञान में व्यक्तिगत निदान या उपचार का आधार नहीं हैं।

History

कोलेजन उन पहले प्रोटीनों में से था जिनकी संरचना को आणविक स्तर पर समझा गया था, जिसमें बीसवीं सदी के मध्य में ट्रिपल हेलिक्स स्थापित किया गया था और बाद के आणविक जीव विज्ञान द्वारा बड़े कोलेजन परिवार को सुलझाया गया था। इलास्टिक फाइबर को शुरू में उनके दाग और लोचदार व्यवहार से परिभाषित किया गया था; बाद के काम ने इलास्टिन को वापस लौटने वाले कोर के रूप में और फाइब्रिलिन माइक्रोफाइब्रिल को उस मचान के रूप में पहचाना जिस पर इसे रखा जाता है, यह स्पष्ट करते हुए कि दो-घटक फाइबर कैसे इकट्ठा होता है।

Seminal works

• shoulders-2009
• ricard-blum-2011
• wagenseil-2007

Frequently asked questions

कोलेजन फाइबर और इलास्टिक फाइबर में क्या अंतर है?

कोलेजन फाइबर मजबूत होते हैं और खिंचाव का प्रतिरोध करते हैं, जिससे ऊतकों को तन्य शक्ति मिलती है, जबकि इलास्टिक फाइबर खिंच सकते हैं और फिर वापस लौट सकते हैं, जिससे त्वचा और धमनियों जैसे ऊतक विरूपण के बाद अपने मूल आकार में वापस आ जाते हैं।

क्या जालीदार फाइबर एक अलग प्रकार के फाइबर हैं?

नहीं। जालीदार फाइबर मुख्य रूप से टाइप III कोलेजन से बने होते हैं; वे एक महीन, शाखाओं वाला कोलेजन नेटवर्क हैं जो एक नाजुक सहायक ढांचा प्रदान करते हैं, दिखने में अलग लेकिन रासायनिक रूप से कोलेजन का एक रूप हैं।