Химия у нас дома.

Коллаген (Часть 2).


Особенности обмена коллагена

У молодых людей обмен коллагена протекает интенсивно, с возрастом (и особенно в старости) заметно снижается, так как у пожилых и старых людей увеличивается количество поперечных сшивок, что затрудняет доступность коллагена для действия коллагеназы.

В некоторых ситуациях синтез коллагена заметно увеличивается. Например, фибробласты мигрируют в заживающую рану и начинают активно синтезировать в этой облати основные компоненты межклеточного матрикса. Результат этих процессов — образование на месте раны соединительнотканного рубца, содержащего большое количество хаотично расположенных фибрилл коллагена. Сходным образом происходит замещение погибающих клеток соединительной тканью в печени при церрозе, в стенках артерий при атеросклерозе, в мышцах при дистрофии.

Заболевания, связанные с нарушения синтеза и созревания коллагена

Существует ряд заболеваний, связанных с нарушением структуры или синтеза коллагена. Основная причина — мутации в генах коллагена, которые широко представлены в разных хромосомах. Они очень большие, имеют много коротких экзонов, между которыми располагаются большие интроны.

Так как около 50% всех коллагеновых белков содержится в тканях скелета, около 40% — в коже и 10% — в строме внутренних органов, клиническая картина заболеваний, вызванных дефектами синтеза и созревания коллагена, будет крайне полиморфной. При многих заболеваниях наблюдают не только костно-суставную патологию или изменения со стороны кожи, но и ярко выраженные висцеральные проявления (поражения ишечника, почек, легких, сердца, сосудов).

К настоящему времени описано много наследственных заболеваний, причинам которых являются дефекты коллагенов разных типов:

Тип коллагена: I
Ген: COL1A1, COL1A2
Локализация коллагена в тканях: кости, кожа, связки, сухожилия, склера, роговица, строма внутренних органов
Заболевания: несовершенный остеогенез
Причина: мутации в генах (более 160), чаще всего делеции и замены. Самая неблагоприятная — замена глицина на другую аминокислоту, в результате чего в молекуле проколлагена появляется перелом или изгиб, и нормальная тройная спираль не образуется
Клинические проявления: повышенная ломкость костей, аномалии зубов, треугольная форма лица, гиперподвижность суставов, голубые склеры

Тип коллагена: II
Ген: COL2A1
Локализация коллагена в тканях: хрящи, межпозвоночные диски, стекловидное тело
Заболевания: болезнь Книста, синдром Стиклера и Вагнера
Причина: для болезни Книста: делеция в гене, которая приводит к синтезу укороченных цепей; для синдрома Стиклера и Вагнера: образование терминирующего кодона, вследствии чего в стекловидном теле синтезируется половина молекулы коллагена
Клинические проявления: для болезни Книста: укорочение и деформации конечностей, тугоподвижность суставов, кифосколиоз, миопия высокой степени; для синдрома Стиклера и Вагнера: прогрессирующая миопия, часто отслойка сетчатки, патология суставов по типу хронического остеоартрита

Тип коллагена: III
Ген: COL3A1
Локализация коллагена в тканях: кожа, сосуды, строма паренхиматозных органов, матка
Заболевания: синдром Элерса-Данло-Русакова, IV тип
Причина: мутации в гене (более 20) по типу делеций, вставок, замен. В результате этого синтезируется молекула коллагена с нарушением первичной структуры, которая отличается сниженной стабильностью. Фибриллы, которые образуют такие молекулы коллагена, тоньше нормальных и менее организованы
Клинические проявления: спонтанные разрывы крупных сосудов, перфорации кишечника, разрывы беременно матки, спонтанный пневмоторакс

Тип коллагена: IV
Ген: COL4A3-COL4A6
Локализация коллагена в тканях: базальные мембраны (почки и легкие)
Заболевания: синдром Альпорта, синдром Гудпасчера
Причина: для синдрома Альпорта: мутации в генах, которые сопровождаются нарушением образования базальных мембран; для синдрома Гудпасчера: образование антител к молекул коллагена IV типа
Клинические проявления: для синдрома Альпорта: преимущественное поражение почек, проявляющееся гематурией и протеинурией; при некоторых формах одновременно развивается диффузный эзофагеальный лейомиоматоз (доброкачественная опухоль гладких мышц пищевода); для синдрома Гудпасчера: гломерулонефрит, легочный гемосидероз

Статья взята из книги "Биохимия" учебник для ВУЗов под редакцией чл.-корр. РАН, проф. Е.С.Северина

< | 1 | 2

Межклеточный матрикс
Коллаген
Эластин
Гликозаминогликаны и протеогликаны
Специализированные белки межклеточного матрикса

О других молекулах>>