Kollajen ve Elastik Lifler
Hücre dışı matrisin lifli bileşeni, tamamlayıcı mekanik rollere sahip iki protein sisteminden oluşmaktadır. Kollajen lifleri gerilme mukavemeti ve esnemeye karşı direnç sağlarken, elastik lifler dokuların gerilip geri çekilmesini sağlamaktadır. Göreceli miktarları ve düzenlenişleri, ince retiküler kollajen ağı ile birlikte, herhangi bir bağ dokusunun mekanik karakterinin büyük bir kısmını oluşturmaktadır.
Tanım
Kollajen ve elastik lifler, hücre dışı matrisin iki ana lifli sistemidir: kollajen, gerilme mukavemeti sağlayan fibril ve lifler halinde birleşen üçlü sarmal protein ailesidir ve elastik lifler, gerilme ve geri çekilme özelliği kazandıran, fibrillin mikrofibrillerinden oluşan bir iskele üzerine birikmiş çapraz bağlı elastinden oluşmaktadır.
Kapsam
Bu konu, bağ dokusunun başlıca liflerini kapsamaktadır: kollajen (üçlü sarmal molekülü, fibril ve lif birleşimi ve retiküler alt tipi) ve elastik lifler (elastin ve üzerine biriktiği fibrillin mikrofibrilleri). Yapı ve birleşime odaklanılmaktadır; daha geniş matris ve temel maddesi, hücre dışı matris bileşimi konusunda ele alınmaktadır. Bu, yapısal bir referanstır, klinik bir rehberlik değildir.
Temel sorular
- Kollajen molekülü nasıl inşa edilmekte ve fibril ve lifler halinde nasıl birleşmektedir?
- Elastik lifleri kollajenden yapı ve mekanik davranış açısından ayıran nedir?
- Retiküler lifler sıradan kollajen lifleriyle nasıl bir ilişki içindedir?
Anahtar kavramlar
- Üçlü sarmal kollajen molekülü (Gly-X-Y tekrarı)
- Fibriller kollajenler (tip I, II, III) ve fibril birleşimi
- Translasyon sonrası modifikasyon ve çapraz bağlanma
- Retiküler lifler (tip III kollajen ağı)
- Elastin ve elastik geri çekilme
- Elastin iskele görevi gören fibrillin mikrofibrilleri
Mekanizmalar
Kollajenin temel birimi, glisinin her üçüncü pozisyonu işgal ettiği ve prolin ile hidroksiprolinin yaygın olduğu tekrarlayan bir Gly-X-Y dizisi sayesinde mümkün olan, üç polipeptit alfa zincirinin üçlü sarmal halinde sarılmasıyla oluşan bir moleküldür. Salgılandıktan sonra, fibriller kollajenler (tip I, II ve III gibi) bantlı fibriller halinde birleşerek lifler oluşturmaktadır; lizin ve hidroksilizin kalıntılarının modifiye edilmesinden sonra oluşan kovalent çapraz bağlar, birleşimi stabilize etmekte ve mukavemetini belirlemektedir. Retiküler lifler, büyük ölçüde tip III kollajenden oluşan, hücresel organları ve dokuları destekleyen ince, dallanan bir ağdır. Elastik lifler farklı çalışmaktadır: çapraz bağlı elastin, kauçuk gibi uzayabilen ve geri çekilebilen amorf bir çekirdek oluşturmakta ve lifi organize eden ve doğru birleşimi için temel olan fibrillin açısından zengin mikrofibrillerden oluşan bir iskele üzerine birikmektedir.
Klinik önem
Kollajen ve elastik liflerin bütünlüğü, cilt, tendon, damar duvarları ve diğer dokuların kuvvete nasıl direnç gösterdiğini ve şekillerini nasıl geri kazandığını belirlemektedir; bu nedenle buradaki yapısal gerçekler, bu liflerin kalıtsal ve edinilmiş bozukluklarının anlaşılması için temel oluşturmaktadır. Açıklamalar normal lif biyolojisi hakkındadır ve sağlık bilimlerinde bireysel tanı veya tedavi için bir temel değildir.
Tarihçe
Kollajen, yapısı moleküler düzeyde anlaşılan ilk proteinlerden biriydi; üçlü sarmal yirminci yüzyılın ortalarında belirlenmiş ve daha geniş kollajen ailesi sonraki moleküler biyoloji çalışmalarıyla açıklığa kavuşturulmuştur. Elastik lifler başlangıçta boyanma özellikleri ve elastik davranışlarıyla tanımlanmıştır; daha sonraki çalışmalar, elastini geri çekilen çekirdek olarak ve fibrillin mikrofibrillerini ise üzerine yerleştiği iskele olarak belirlemiş, iki bileşenli lifin nasıl birleştiğini açıklığa kavuşturmuştur.
İlgili konular
Temel eserler
- shoulders-2009
- ricard-blum-2011
- wagenseil-2007
Sıkça sorulan sorular
- Kollajen lifleri ile elastik lifler arasındaki fark nedir?
- Kollajen lifleri güçlüdür ve esnemeye direnç göstererek dokulara gerilme mukavemeti sağlarken, elastik lifler gerilip geri çekilebilmekte, böylece cilt ve atardamarlar gibi dokuların deformasyondan sonra orijinal şekillerine dönmesini sağlamaktadır.
- Retiküler lifler ayrı bir lif türü müdür?
- Hayır. Retiküler lifler büyük ölçüde tip III kollajenden oluşmaktadır; bunlar, görünüşte farklı ancak kimyasal olarak bir kollajen formu olan, hassas bir destekleyici çerçeve sağlayan ince, dallanan bir kollajen ağıdır.