Sợi Collagen và Sợi Đàn hồi

Thành phần dạng sợi của chất nền ngoại bào chủ yếu được cấu tạo từ hai hệ thống protein với vai trò cơ học bổ sung cho nhau. Sợi collagen cung cấp độ bền kéo và khả năng chống giãn, trong khi sợi đàn hồi cho phép các mô co giãn và đàn hồi trở lại. Tỷ lệ và sự sắp xếp tương đối của chúng, cùng với mạng lưới collagen dạng lưới mịn, tạo nên phần lớn đặc tính cơ học của bất kỳ mô liên kết nào.

Definition

Collagen và sợi đàn hồi là hai hệ thống sợi chính của chất nền ngoại bào: collagen là một họ protein xoắn ba lắp ráp thành các sợi nhỏ và sợi lớn mang lại độ bền kéo, và sợi đàn hồi bao gồm elastin liên kết chéo được lắng đọng trên một giàn giáo gồm các vi sợi fibrillin, mang lại khả năng co giãn và đàn hồi.

Scope

Chủ đề này bao gồm các sợi chính của mô liên kết: collagen (phân tử xoắn ba, sự lắp ráp sợi nhỏ và sợi, và phân nhóm dạng lưới), và sợi đàn hồi (elastin và các vi sợi fibrillin mà elastin được lắng đọng lên). Nó tập trung vào cấu trúc và sự lắp ráp; chất nền rộng hơn và chất nền cơ bản của nó được đề cập trong chủ đề thành phần chất nền ngoại bào. Đây là một tài liệu tham khảo về cấu trúc, không phải hướng dẫn lâm sàng.

Core questions

• Phân tử collagen được cấu tạo như thế nào, và nó lắp ráp thành các sợi nhỏ và sợi lớn ra sao?
• Điều gì phân biệt sợi đàn hồi với collagen về cấu trúc và hành vi cơ học?
• Sợi dạng lưới liên quan đến sợi collagen thông thường như thế nào?

Key concepts

• Phân tử collagen xoắn ba (lặp lại Gly-X-Y)
• Collagen dạng sợi (loại I, II, III) và sự lắp ráp sợi nhỏ
• Biến đổi sau dịch mã và liên kết chéo
• Sợi dạng lưới (mạng lưới collagen loại III)
• Elastin và sự đàn hồi
• Vi sợi Fibrillin làm giàn giáo cho elastin

Mechanisms

Đơn vị cơ bản của collagen là một phân tử gồm ba chuỗi polypeptide alpha xoắn lại thành một xoắn ba, điều này có thể thực hiện được nhờ trình tự lặp lại Gly-X-Y trong đó glycine chiếm vị trí thứ ba và proline cùng hydroxyproline là phổ biến. Sau khi tiết ra, các collagen dạng sợi (như loại I, II và III) lắp ráp thành các sợi nhỏ có dải, sau đó bó lại thành sợi lớn; các liên kết chéo cộng hóa trị, được hình thành sau khi các gốc lysine và hydroxylysine được biến đổi, ổn định sự lắp ráp và thiết lập độ bền của nó. Sợi dạng lưới là một mạng lưới phân nhánh mịn chủ yếu là collagen loại III hỗ trợ các cơ quan và mô tế bào. Sợi đàn hồi hoạt động khác: elastin liên kết chéo tạo thành một lõi vô định hình có thể kéo dài và co lại như cao su, và nó được lắng đọng trên một giàn giáo gồm các vi sợi giàu fibrillin giúp tổ chức sợi và rất cần thiết cho sự lắp ráp đúng cách của nó.

Clinical relevance

Tính toàn vẹn của sợi collagen và sợi đàn hồi quyết định cách da, gân, thành mạch và các mô khác chống lại lực và phục hồi hình dạng của chúng, vì vậy các dữ kiện cấu trúc ở đây tạo thành cơ sở để hiểu các rối loạn di truyền và mắc phải của các sợi này. Các mô tả này là về sinh học sợi bình thường và không phải là cơ sở để chẩn đoán hoặc điều trị cá nhân trong khoa học sức khỏe.

History

Collagen là một trong những protein đầu tiên có cấu trúc được hiểu ở cấp độ phân tử, với xoắn ba được thiết lập vào giữa thế kỷ XX và họ collagen lớn hơn được giải quyết bằng sinh học phân tử sau đó. Sợi đàn hồi ban đầu được định nghĩa bởi khả năng nhuộm màu và hành vi đàn hồi của chúng; công trình sau này đã xác định elastin là lõi co lại và các vi sợi fibrillin là giàn giáo mà nó được đặt lên, làm rõ cách sợi hai thành phần này được lắp ráp.

Seminal works

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

Frequently asked questions

Sợi collagen và sợi đàn hồi khác nhau như thế nào?

Sợi collagen chắc khỏe và chống giãn, mang lại độ bền kéo cho các mô, trong khi sợi đàn hồi có thể co giãn và sau đó đàn hồi trở lại, cho phép các mô như da và động mạch trở lại hình dạng ban đầu sau khi biến dạng.

Sợi dạng lưới có phải là một loại sợi riêng biệt không?

Không. Sợi dạng lưới chủ yếu được tạo thành từ collagen loại III; chúng là một mạng lưới collagen mịn, phân nhánh cung cấp một khung hỗ trợ tinh tế, khác biệt về hình thức nhưng về mặt hóa học là một dạng collagen.