Нарушения синтеза коллагена

Структурным компонентом соединительной ткани являются коллагеновые волокна. Основная функция коллагена – поддерживать специфическую структуру органов и тканей в процессе развития организма.
Способность коллагена упорядочивать и стабилизировать клеточные ансамбли, с которыми он контактирует, определяется тем, что он сам строго упорядочен и стабилен.

Биосинтез коллагена
Осуществляется в фибробластах и клетках неисчерченной мышечной ткани в соответствии с генетическим кодом. Информация, передаваемая через мРНК, реализуется в рибосомах в виде полипептидных цепей, которые затем уже внеклеточно претерпевают ряд превращений, ведущих к образованию зрелого нерастворимого коллагена.
Образовавшиеся в рибосомах первичные полипептидные цепи (α-цепи) далее проходят еще несколько этапов, четыре из которых можно назвать критическими.

I этап
гидроксилирование лизина и пролина
Присоединение к названным аминокислотным остаткам ОН-групп, необходимое для того, чтобы между тремя первичными аминокислотными цепями, объединенными между собой, возникли ковалентные связи и началась спирализация тройной молекулы. Для осуществления этого этапа необходимо наличие активных лизин- или пролингидроксилазы и кофактора аскорбиновой кислоты.

II этап
образование альдегидных группировок
Происходит в результате дезаминирования лизина и оксилизина. Альдегидные группировки двух соседних а-цепей, взаимодействуя между собой, образуют поперечные ковалентные связи, необходимые для дальнейшей стабилизации молекул коллагена. Поперечные связи особенно нужны там, где одна фибрилла заканчивается и начинается другая.
Для осуществления второго этапа синтеза коллагена необходимо присутствие лизиноксидазы и меди в качестве кофактора.

III этап
гликозилирование коллагена
Молекула коллагена всегда содержит некоторое количество углеводов в виде глюкозы или гликозилгалактозы. Эти углеводы присоединены к гидроксилизину. Реакция катализируется двумя ферментами — галактозилтрансферазой и гликозилтрансферазой.

IV этап
секреция коллагена в межклеточный матрикс
После того как коллаген прошел первые этапы синтеза и образовались тройные спирали, последние покидают клетку. Этот процесс затрудняется, если нарушено гидроксилирование пролина и лизина.

Контроль за синтезом коллагена
В рибосомах этот процесс ограничивается количеством свободного оксипролина. На последующих этапах он зависит от специфических ферментов, обеспечивающих гидроксилирование и гликозилирование.
На внутриклеточный синтез коллагена влияет также его количество, находящееся вне клеток. В этом отношении определенное значение имеют теплопептиды. В их действии на синтез коллагена в клетке наблюдается обратная зависимость.

Неспецифические факторы, влияющие на синтез коллагена: ионы кальция, железа, α-кетоглутарат, аскорбиновую кислоту.
Коллаген после его секреции становится неотъемлемой частью межклеточного вещества. Его участие в метаболизме зависят от среды, в которой он находится, т.е. от взаимосвязи с гликозаминогликанами и гликопротеидами.
В регуляции синтеза коллагена принимают участие также гормоны. В экспериментах с применением радиоактивных изотопов показано, что у гипофизэктомированных животных синтез коллагена снижается, а также снижается сопротивление сухожилий к растяжению.

Цинга

Нарушения основных этапов синтеза коллагена и болезни, развивающиеся при них

Генетические типы коллагена и его молекулярная гетерогенность

Экспериментальное моделирование болезней коллагена

Синдром Элерса-Данлоса

Синдром Марфана

Несовершенный остеогенез

Мукополисахаридоз