Биохимия соединительной ткани

Биологическая химия. Лекция 8к.мед.н., доц. Шатова Ольга Петровна

Донецк, 2015

Соединительная ткань

Компоненты соединительной ткани

Клетки:ФибробластыАдипоцитыМакрофагиТучные клеткиЛимфоцитыМеланоцитыДр. клетки

Волокна:

Коллаген

Ретикулярные

Эластин

Аморфное вещество:

Протеогликаны

Гликопротеины

Клетки • Фибробласты – синтезируют компоненты межклеточного

веществаОни выделяют: 

• белки (коллаген и эластина), которые формируют волокна

• протеогликаны и гликопротеины основного аморфного вещества

• выделяют коллагеназу

Клетки

Адипоциты – клетки, из которых в основном состоит жировая ткань.

Они выделяют: •резистин•адипонектин•лептин

Лептин

Резистин и адипонектин

Адипонектин – белок, гормон •антиатерогеное действие•противовоспалительное действие•подготовка эндометрия к имплантации (↑в лютеиновую фазу)

Илья Мечников

Макрофаги•моноциты крови•гистиоциты соединительной ткани•эндотелиальные клетки капилляров кроветворных органов•купферовские клетки печени•клетки стенки альвеол лёгкого (лёгочные макрофаги) и стенки •брюшины (перитонеальные макрофаги)

Фагоцитоз

внутриклеточный внеклеточный

О2-зависимый

«пожирание» АФК супероксидпероксид водородагидроксил радикал

Освобождение миелопероксидазы нейтрофилов (гем) –Н2О2 и хлор = гипохлорит

О2-независимый

лизозимылактоферриныпротеазы

Интерферон-гамма

активирует синтез макрофагами оксида азота

Клетки

Тучные клетки

Гистамин

В6КоЕ - пиридоксальфосфат

ВолокнаКоллагеносновной компонент соединительной ткани самый распространённый белок (25 % до 35 % белков во всём теле)

Тропоколлаген

Созревание коллагена

•гидроксилирование пролина и лизина с образованием гидроксипролина (Hyp) и гидроксилизина (Hyl)

•гликозилирование гидроксилизина

•частичный протеолиз - отщепление "сигнального" пептида, а также N- и С-концевых пропептидов

•образование тройной спирали

Типы Гены Ткани и органы

I COL1A1, COL1A2 Кожа, сухожилия, кости, роговица, плацента, артерии, печень, дентин

II COL2A1 Хрящи, межпозвоночные диски, стекловидное тело, роговица

III COL3A1 Артерии, матка, кожа плода, строма паренхиматозных органов

IV COL4A1-COL4A6 Базальные мембраны

V COL5A1-COL5A3 Минорный компонент тканей, содержащих коллаген I и II типов (кожа, роговица, кости, хрящи, межпозвоночные диски, плацента)

VI COL6A1-COL6A3 Хрящи, кровеносные сосуды, связки, кожа, матка, лёгкие, почки

VII COL7A1 Амнион, кожа, пищевод, роговица, хорион

VIII COL8A1-COL8A2 Роговица, кровеносные сосуды, культуральная среда эндотелия

IX COL9A1-COL9A3 Ткани, содержащие коллаген II типа (хрящи, межпозвоночные диски, стекловидное тело)

X COL10A1 Хрящи (гипертрофированные)

XI COL11A1-COL11A2 Ткани, содержащие коллаген II типа (хрящи, межпозвоночные диски, стекловидное тело)

XII COL12A1 Ткани, содержащие коллаген I типа (кожа, кости, сухожилия и др.)

XIII COL13A1 Многие ткани

XIV COL14A1 Ткани, содержащие коллаген I типа (кожа, кости, сухожилия и др.)

XV COL15A1 Многие ткани

XVI COL16A1 Многие ткани

XVII COL17A1 Гемидесмосомы кожи

XVIII COL18A1 Многие ткани, например печень, почки

XIX COL19A1 Клетки рабдомиосаркомы

Типы коллагена

Синтез и созревание коллагена

Роль витамина С (аскорбиновой кислоты) в пост-трансляционной модификации коллагена

Гидроксилирование пролина •стабилизации тройной спирали коллагена•ОН-группы гидроксипролина (Hyp) участвуют в образовании водородных связей

Гидроксилирование лизина •образование ковалентных связей между молекулами коллагена при сборке коллагеновых фибрилл

Роль гидроксилирования коллагена

гликозилтрансфераза •галактозу•галактозилглюкоза

дефицит лизилгидроксилазы - синдром Элерса - Данло-Русакова содержание гидроксилизина и углеводов в образующемся коллагене снижено; возможно, это является причиной ухудшения механических свойств кожи и связок у людей с этим заболеванием

Гликозилирование гидроксилизина

В межклеточном матриксе концевые пропептиды отщепляются проколлагенпептидазами, в результате чего образуются молекулы тропоколлагена, которые и являются структурной единицей коллагеновых фибрилл

Образование тропоколлагена

Структура Тип

Фибриллы I, II, III, V, XI

Ассоциированные с IX, XII, XIV, XVI,

фибриллами XIX

Сети IV, VIII, X

Микрофибриллы VI

«Заякоренные» фибриллы VII

Трансмембранные домены XIII, XVII

Классификация коллагенов по видам структур, которые они образуют

Образование поперечных связей в коллагене

↓ лизилоксидазы↓ меди, витаминов РР, В6 нарушается образование поперечных сшивок →снижаются прочность и упругость коллагеновых волокон

Деградация коллагена

Фибробласты и макрофаги →активаторы плазмин, калликреин, катепсин → тканевая коллагеназа → перерезает тройную спираль коллагена (примерно на 1/4 расстояния от С-конца, между остатками глицина и лейцина/изолейцина)

Бактериальная коллагеназаClostridium histolyticum (возбудитель газовой гангрены)

расщепляет пептидную цепь коллагена более чем в 200 местах

Распад коллагена→↑ в крови и моче гидроксипролинагидроксипролиноксидаза

Определение гидроксипролина

часть выводится с мочой

гидроксипролин является маркерной аминокислотой, по которой судят о скорости распада коллагена

распад

↑ гидроксипролина при:

• коллагенозах•гипертиреозе

Глюкокортикоиды ↓синтез коллагена (↓уровня мРНК проколлагена) и ↓активности пролил-и лизилгидроксилазы

Половые гормоны (обмен коллагена в матке находится под контролем половых гормонов, синтез коллагена кожи зависит от содержания эстрогенов, что подтверждает тот факт, что у женщин в менопаузе ↓ содержание коллагена в дерме).

Регуляция обмена коллагена

Гликозамингликаны: гиалуроновая кислота

•Гликозамингликаны - длинные неразветвлённые цепи гетерополисахаридов

•кроме гиалуроновой кислоты, все гликозаминогликаны содержат сульфатные группы

•стекловидное тело глаза•пупочный канатик•суставная жидкость

Гликозамингликаны: хондроитин-сульфатсамые распространённые

•хрящи•кожа•сухожилия, связки •артерии•роговица глаза

 D-глюкуроновая кислота

Гликозамингликаны: кератансульфатнаиболее гетерогенные

•хрящи•кости•межпозвоночные диски

Гликозамингликаны: дерматансульфат

•кожа•кровеносные сосуды•сердечные клапаны

Гликозамингликаны: гепарин

•компонент противосвёртывающей системы крови (его применяют как антикоагулянт при лечении тромбозов)

•синтезируется тучными клетками, находится в гранулах

•много в лёгких, печени и коже

глюкокортикоиды - ↓ гиалуроновой кислоты и сульфатированных гликозаминогликанов

половые гормоны - ↓ синтез сульфатированных гликозаминогликанов

Регуляция обмена гликозамингликанов

экзо- и эндогликозидазы

сульфатазы: гиалуронидаза, глюкуронидаза, галактозидаза, идуронидаза

Мукополисахаридозы - наследственные тяжёлые заболевания, проявляющиеся значительными нарушениями в умственном развитии детей, поражениями сосудов, помутнением роговицы, деформациями скелета, уменьшением продолжительности жизни. В основе мукополисахаридозов лежат наследственные дефекты каких-либо гидролаз, участвующих в катаболизме гликозаминогликанов. Эти заболевания характеризуются избыточным накоплением гликозаминогликанов в тканях, приводящим к деформации скелета и увеличению органов, содержащих большие количества внеклеточного матрикса.

Разрушение гликозамингликанов

Название болезни Продукты накопления Дефектный фермент

Болезнь Хурлер Дерматансульфат Гепарансульфат

α-L-идуронидаза

Болезнь Гюнтера Дерматансульфат Идуронатсульфатаза

Болезнь Санфилиппо Гепарансульфат Гепарансульфатаза, М-ацетил-α-В-глюкозаминидаза или ацетилтрансфераза

Болезнь Моркио Кератансульфат Хондроитин-6-сульфат

Хондроитинсульфат - N-ацетилгалактозамин-6-сульфатсульфатаза

Болезнь Марото-Лами Дерматансульфат Хондроитинсульфат - N-ацетилгалактозамин-4-сульфатсульфатаза

Болезнь Слая Хондроитинсульфаты β-глюкуронидаза

Типы мукополисахаридозов

До встречи на экзамене!