FIBRELE TESUTULUI CONJUNCTIV
Colagenul
Este una dintre cele mai raspandite proteine. Reprezinta 25% din totalul proteinelor structurale si 6% din greutatea corpului (la fel de mult cat cant 919g66j areste si pielea).
Molecula are un aspect de bastonas cu lungimea de 300 nm, diametrul de 1,5 nm si greutatea moleculara de 28500 daltoni. Molecula este formata din trei lanturi care pot fi de tip a1 sau a2 dispuse intr-un triplu helix. Lantul a are pe fiecare tur de spira cate 3 aminoacizi, deci in total intr-un lant, exista aprox. 1050 aminoacizi. La fiecare al treilea aminoacid se repeta glicina. Deci formula generala este: a = (Y - Gly - X)n, unde Y este hidroxilizina si hidroxiprolina iar X este prolina.
Compozitia procentuala a colagenului este:
Lanturile a1 si a2 sunt codificate de gene de pe cromozomii 17 (a1) si 7 (a2). Ele sunt copiate pe molecule de ARNm care vor ajunge in citoplasma la nivelul ribozomilor atasati RE. Ribozomii sunt atasati reticulului endoplasmic deoarece se produc proteine de export. Aici are loc traducerea in urma careia rezulta lanturile proa1 si proa2 care sunt foarte lungi si foarte grele (au o greutate moleculara de aprox. 154000 daltoni). Lanturile proa au o portiune centrala, colagenica si doua capete necolagenice (capatul amino terminal si capatul carboxi terminal). Cele doua capete alcatuiesc peptidele de extensie. La capatul amino terminal peptida de extensie se numeste peptida semnal. La capatul carboxi terminal peptida de extensie se numeste peptida extra.
Peptida semnal va fi scindata enzimatic dupa patrunderea in lumenul RE cu ajutorul unei proteaze. Peptida extra are rol in initierea si controlarea spiralizarii lanturilor a in jurul unui ax propriu si in formarea triplului helix.
Modificari postranslationale
Clivarea secventei semnal cu ajutorul unor proteaze din lumenul RE.
Hidroxilarea reziduurilor de prolina si lizina. Procesul este catalizat de doua enzime: peptidil-prolin hidroxilaza si peptidil-lizin hidroxilaza. Se formeaza 3-hidroxi-prolina, 4-hidroxi-prolina, 3-hidroxi-lizina si 4-hidroxi-lizina. In afara de aceste enzime mai sunt necesare vitamina C (care are un rol foarte important), ionii Fe, a-ceto-glutaratul si oxigenul.
Glicozilarea polipeptidului, care are loc la hidroxilizina. Se face cu ajutorul enzimelor galactozil transferaza si glucozil transferaza. Se transfera galactoza si glucozil-galactoza la resturile de hidroxilizina.
Formarea triplului helix de procolagen, proces care este initiat de peptida extra (capatul carboxi terminal al lantului proa. Lanturile a se spiralizeaza in jurul unui ax propriu iar apoi se spiralizeaza unul in raport cu celalalt si rezulta triplul helix. Intre lanturi apar legaturi covalente si de hidrogen care vor stabiliza molecula nou formata, procolagenul. Aceasta molecula are doar partea centrala organizata in triplu helix, partile laterale fiind paralele si spiralizate doar in jurul axei proprii.
Impachetarea procolagenului in macrovezicule golgiene
Deplasarea macroveziculelor in ectoplasma periferica care se face cu ajutorul microfilamentelor si al microtubulilor.
Exocitoza procolagenului.
Etapa extracelulara
Formarea tropocolagenului are loc din molecule de procolagen care, ajunse in spatiul extracelular, sunt clivate sub actiunea unor procolagen peptidaze. Clivarea are loc la capetele nespiralizate in triplu helix, unde se indeparteaza jumatate din capetele nespiralizate si rezulta astfel tropocolagenul.
In situatia colagenului fibrilar, mai departe va avea loc polimerizarea (asamblarea in fibrile si apoi in fibre). Polimerizarea se desfasoara in felul urmator: la nivelul hidroxilizinei actioneaza o enzima, liziloxidaza care dezamineaza oxidativ hidroxilizina si va rezulta o aldehida reactiva. Apoi se stabilesc legaturi transversale, cross-link-ari, intre moleculele apropiate. Moleculele de colagen se dispun in fibrile cu diametrul intre 20 si 200 nm.
celulele mezenchimale
fibroblastele
miofibroblastele
celulele perineuronale
cementoblastele (intra in radacina dintelui)
odontoblastele (intra in cavitatea pulpara)
osteoblastele
celulele cartilaginoase
unele celule musculare netede
celulele epiteliale
adipocidele
celulele Schwann
celulele gliale
Fibrele de colagen sunt formate din colagen de tip I, II, V, IX, X, XI. Ele dsunt cele mai groase fibre ale tesutului conjunctiv si au un diametru de aproximativ 20 mm. Ele nu se ramifica si nu se anastomozeaza. Se dispun sub forma de benzi, panglici sau manunchiuri cu fibre paralele care se pot aseza fie in toate directiile formand retele, fie paralel formand tesutul conjunctiv ordonat.
Tehnici de colorare:
coloratie universala - hemelaun-eozina - colagenul apare roz;
coloratii topografice:
Van Gieson - colagenul apare rosu;
AZAN - colagenul apare albastru;
Mallory - colagenul apare albastru;
Masson - colagenul apare verde
Fibrele de reticulina
Fibrele de reticulina sunt cele mai subtiri, avand un diametru de 1 mm. Se ramifica si se anastomozeaza formand retele. Nu se vad in coloratie HE deoarece exista foarte multe fragmente oligozaharidice care nu fixeaza nici hemalaunul, nici eozina. Fibrele de reticulina se vad in coloratia PAS unde apar rosu violet. Se mai evidentiaza si prin impregnarea argentica deoarece sunt fibre argirofile.
Elastina
Elastina reprezinta 6% din proteinele structurale. Molecula are urmatoarea compozitie:
glicina - 33%:
prolina - 10-13%
putina lizina
50-60% aminoacizi nepolari de genul dezmozinei si izodezmozinei.
Molecula are o greutate de 72000 daltoni.
Dezmozina si izodezmozina sunt responsabile de caracterul puternic hidrofob al moleculei si de caracterul sau elastic.
Biosinteza elastinei
Cuprinde doua etape: intracelulara si extracelulara. Sinteza este realizata de aceleasi celule ca si sinteza colagenului.
Etapa intracelulara decurge la fel ca la colagen, doar ca nu are loc hidroxilarea, glicozilarea si spiralizarea. Molecula rezultata se numeste tropoelastina si are un aspect neregulat, rasucit.
In etapa extracelulara tropoelastina va polimeriza. Este nevoie mai intai de o dezaminare a lizinei realizata cu ajutorul liziloxidazei. Rezulta astfel aldehide reactive intre care se vor forma punti covalente si necovalente. Puntile covalente mentin distantate moleculele de elastina in polimer, atat in intindere cat si in relaxare.
La microscopul electronic are un aspect amorf, astructurat, dens la fluxul de electroni.
Sistemul fibrelor elastice este alcatuit din: fibre de elastina, fibre de oxitalan, si fibre de elaunina. Fibrele de oxitalan si cele de elaunina reprezinta precursori ai fibrelor elastice mature, dar ele se gasesc atat in tesutul embrionar, cat si in cel adult.
Fibrele oxitalanice se gasesc in zone de maxima rezistenta: in ligamentul alveolo-dentar, in zonula lui Zinn, in dermul pielii. Ele sunt alcatuite din numeroase fibrile de fibrilina (glicoproteina care se sintetizeaza in paralel cu tropoelestina).
Fibrele de elaunina se gasesc in dermul pielii, in special in jurul glandelor sudoripare. Sunt alcatuite din microfibrile de fibrilina si cantitati variabile de elastina polimerizata, care se dispune sub forma de spoturi policiclice, disociind microfibrilele de fibrilina. Pe masura ce elastina creste si este eliminata extracelular, microfibrilele de elastina conflueaza si se dispun in mijlocul fibrei. Atunci microfibrilele de fibrilina se dispun radial si atfel se formeaza fibra elastica matura.
Fibrele elastice au un diametru de 5 mm (intermediar intre fibrele de reticulina si cele de colagen). Ele se ramifica si se anastomozeaza. In coloratie HE apar roz. Cu orceina se coloreaza in brun roscat, cu aldehid-fuxina Gömori in negru, iar cu resorcin-fuxina Weigert in rosu.
Glicozaminoglicani (GAG) si proteoglicani
GAG sunt molecule polizaharidice neramificate formate din unitati dizaharidice repetitive care au pe suprafata lor numeroase sarcini negative date de radicalii sulfat si carboxil. O unitate repetitiva este formata dintr-un glucid aminat (N-acetil-galactozamina sau N-acetil-glucozamina) si un acid uronic. Sarcinile negative au urmatoarele roluri:
Atrag ionii de Na+ care vor atrage la randul lor apa si se va realiza structura de gel puternic hidratat.
Sarcinile negative se resping intre ele si prin urmare, moleculele de GAG ocupa un volum mare in raport cu greutatea lor moleculara. In spatii se va gasi faza lichida a gelului, fapt care permite mobilitatea celulelor, proliferarea si nutritia lor.
Marea majoritate a GAG, cu exceptia acidului hialuronic, se leaga covalent de miezuri proteice, formand proteoglicani.
Clasificarea GAG se face in 5 clase, in functie de tipul unitatii repetitive, numarul de grupari sulfat si localizarea lor.
Acidul hialuronic (hialuronan), format din acid glucuronic si N-acetil-glucozamina. Este singurul nesulfatat, deci sarcinile sale negative vor proveni doar de la gruparile carboxil.
Dermatan sulfatul, format din acid iduronic si N-acetil-galactozamina
Heparina (heparan sulfatul), format din acid iduronic si N-acetil-glucozamina
Condroitin sulfatul, format din acid glucuronic si N-acetil-galactozamina
Keratan sulfatul este o exceptie, el fiind format din galactoza si N-acetil-glucozamina.
Acidul hialuronic
Are cea mai mare molecula (cuprinde aprox. 50.000 unitati dizharidice). Molecula are un aspect de bastonas cu lungimea de aprox. 1 mm. Acidul hialuronic nu se leaga covalent de un miez proteic.
Este singurul nesulfatat. Prin urmare sinteza sa nu are loc in aparatul Golgi. De asemenea el nu se epimerizeaza in timpul sintezei. Sinteza sa are loc in membrana celulara, alungirea moleculei facandu-se prin adaugarea de oligozaharidice la capetele reduse.
In spatiul extracelular, acidul hialuronic ramane in apropierea plasmalemei, alcatuind glicocalixul. Prin incarcatura negativa mare acidul hialuronic participa la hidratarea mediului extracelular si astfel la migrarea, proliferarea si nutritia celulelor conjunctive.
Acidul hialuronic se gaseste in cantitati mari in tesutul embrionar iar la adult se gaseste in corpul vitros, in lichidul sinovial si in gelatina Wharton.
Alti GAG
Ceilalti GAG au molecule mai mici (contin aprox. 300 unitati dizaharidice). Ei se sintetizeaza in aparatul Golgi, unde se sulfateaza, se epimerizeaza si formeaza legaturi covalente cu miezuri proteice, dand nastere la proteoglicani.
Sinteza proteoglicanilor
Miezul proteic se sintetizeaza la nivelul ribozomilor atasati reticulului endoplasmic rugos. O data cu patrunderea in lumenul RE, la resturile de serina se ataseaza un trizaharid de legatura format din xiloza-galactoza-galactoza. Apoi lantul peptidic impreuna cu trizharidele de legatura este transportat cu ajutorul veziculeleor de transport la aparatul Golgi. Aici, la nivelul trizaharidelor de legatura, se ataseaza multe unitati dizaharidice la fel sau diferite si astfel ia nastere o molecula foarte ramificata.
Tipuri de proteoglicani
In matricea cartilaginoasa se gaseste un proteoglican numit agregan. El este alcatuit dintr-un miez proteic la care se ataseaza mai multe unitati de keratan sulfat si condroitin sulfat. Astfel se formeaza subunitatea A. Mai multe subunitati A se leaga necovalent de o molecula de acid hialuronic prin intermediul unei proteine globulare de link-are.
Proteoglicanii se gasesc in matricea conjnctiva. Ei sunt alcatuiti dintr-un miez proteic pe care se leaga 3-5 molecule de GAG de tipul condroitin sulfat, keratan sulfat sau dermatan sulfat. Acesti proteoglicani se ataseaza periodic la fibrila de colagen intervenind in organizarea matricei conjunctive extracelulare.
Proteoglicanii atasati membranei celulare sunt alcatuiti dintr-un miez proteic reprezentat de proteine dispuse in plasmalema (proteine integrale). Ele ataseaza la domeniul extracelular 5-8 molecule de heparan sulfat.
Rolul proteoglicanilor
Este foarte important deoarece moleculele de proteoglicani au specificitate pentru colagenul individual.
Mediaza adezivitatea celula - celula si celula - matrice.
Mediaza comunicarea intercelulara si comunicarea dintre celula si moleculele matricei extracelulare.
Controleaza coagularea (la nivelul vaselor)
Controleaza metabolismul lipoproteic (la nivelul vaselor)
Controleaza cresterea musculaturii netede
Controleaza cresterea neuritilor (nervilor)
Controleaza permeabilitatea membranei bazale.
|
