Fibras de Colágeno e Elásticas

O componente fibroso da matriz extracelular é construído principalmente a partir de dois sistemas proteicos com papéis mecânicos complementares. As fibras de colágeno fornecem resistência à tração e à elasticidade, enquanto as fibras elásticas permitem que os tecidos se estiquem e voltem à sua forma original. Suas quantidades relativas e arranjo, juntamente com a fina rede de colágeno reticular, são responsáveis por grande parte do caráter mecânico de qualquer tecido conjuntivo.

Definition

As fibras de colágeno e elásticas são os dois principais sistemas fibrosos da matriz extracelular: o colágeno é uma família de proteínas triplas-helicoidais que se organizam em fibrilas e fibras conferindo resistência à tração, e as fibras elásticas consistem em elastina reticulada depositada sobre um arcabouço de microfibrilas de fibrilina, conferindo elasticidade e capacidade de retração.

Scope

Este tópico abrange as principais fibras do tecido conjuntivo: colágeno (sua molécula tripla-helicoidal, montagem de fibrilas e fibras, e o subtipo reticular), e fibras elásticas (elastina e as microfibrilas de fibrilina sobre as quais ela é depositada). Ele se concentra na estrutura e montagem; a matriz mais ampla e sua substância fundamental são tratadas no tópico de composição da matriz extracelular. É uma referência estrutural, não uma orientação clínica.

Core questions

• Como a molécula de colágeno é construída e como ela se organiza em fibrilas e fibras?
• O que distingue as fibras elásticas do colágeno em estrutura e comportamento mecânico?
• Como as fibras reticulares se relacionam com as fibras de colágeno comuns?

Key concepts

• Molécula de colágeno tripla-helicoidal (repetição Gly-X-Y)
• Colágenos fibrilares (tipos I, II, III) e montagem de fibrilas
• Modificação pós-traducional e reticulação
• Fibras reticulares (rede de colágeno tipo III)
• Elastina e retração elástica
• Microfibrilas de fibrilina como arcabouço da elastina

Mechanisms

A unidade básica do colágeno é uma molécula de três cadeias polipeptídicas alfa enroladas em uma tripla hélice, possibilitada por uma sequência repetida Gly-X-Y na qual a glicina ocupa cada terceira posição e a prolina e a hidroxiprolina são comuns. Após a secreção, os colágenos fibrilares (como os tipos I, II e III) se organizam em fibrilas com bandas que se agrupam em fibras; ligações cruzadas covalentes, formadas após a modificação dos resíduos de lisina e hidroxilisina, estabilizam a montagem e definem sua resistência. As fibras reticulares são uma rede fina e ramificada, em grande parte de colágeno tipo III, que suporta órgãos e tecidos celulares. As fibras elásticas funcionam de forma diferente: a elastina reticulada forma um núcleo amorfo que pode se estender e retrair como borracha, e é depositada sobre um arcabouço de microfibrilas ricas em fibrilina que organiza a fibra e é essencial para sua montagem adequada.

Clinical relevance

A integridade das fibras de colágeno e elásticas governa como a pele, tendões, paredes dos vasos e outros tecidos resistem à força e recuperam sua forma, de modo que os fatos estruturais aqui formam a base para a compreensão de distúrbios hereditários e adquiridos dessas fibras. As descrições são sobre a biologia normal das fibras e não são uma base para diagnóstico ou tratamento individual nas ciências da saúde.

History

O colágeno foi uma das primeiras proteínas cuja estrutura foi compreendida em nível molecular, com a tripla hélice estabelecida em meados do século XX e a família maior do colágeno resolvida pela biologia molecular subsequente. As fibras elásticas foram inicialmente definidas por sua coloração e comportamento elástico; trabalhos posteriores identificaram a elastina como o núcleo de retração e as microfibrilas de fibrilina como o arcabouço sobre o qual ela é depositada, esclarecendo como a fibra de dois componentes é montada.

Seminal works

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

Frequently asked questions

Qual é a diferença entre fibras de colágeno e fibras elásticas?

As fibras de colágeno são fortes e resistem ao estiramento, conferindo resistência à tração aos tecidos, enquanto as fibras elásticas podem esticar e depois retrair, permitindo que tecidos como a pele e as artérias retornem à sua forma original após a deformação.

As fibras reticulares são um tipo separado de fibra?

Não. As fibras reticulares são compostas em grande parte por colágeno tipo III; elas são uma rede fina e ramificada de colágeno que fornece uma estrutura de suporte delicada, distinta na aparência, mas quimicamente uma forma de colágeno.