Нарушение образования коллагена

может быть обусловлено мутациями генов коллагена или изменением активности ферментов, участвующих в его созревании. Это ведет к развитию таких заболеваний соединительной ткани, как: 1) несовершенный остеогенез, характеризующийся повышенной хрупкостью костей. Изменения в первичной структуре сопровождаются усилением гидроксилирования Лиз и гликозилирования оксилизина, повышенной чувствительностью такого коллагена к протеиназам. Меняются механические свойства коллагеновых фибрилл, нарушается минерализация костей; 2) синдром Марфана, при котором из-за мутации гена коллаген обладает слабой механической прочностью. Болезнь характеризуется кифосколиозом, арахнодактилией (паукообразные пальцы), деформацией грудной клетки, аневризмой аорты, эктопией хрусталика, долихостеномелией (длинные тонкие конечности). Предполагают, что легкой формой этого заболевания страдал Паганини; 3) синдром Элерса-Данлоса (СЭД), или «каучуковый человек», - это группа врожденных заболеваний соединительной ткани, для которых характерны истончение и гиперрастяжимость кожи, хрупкость сосудов, гиперподвижность суставов, деформация скелета. Таким больным очень сложно накладывать швы, так как нитки легко разрывают хрупкие ткани, а у женщин возникают преждевременные роды из-за самопроизвольного разрыва плодных оболочек.

При этих заболеваниях, наряду со структурными и регуляторными мутациями генов, наблюдаются врожденные и приобретенные энзимопатии: снижение активности лизилгидроксилазы, лизилоксидазы, недостаток Cu, фосфопиридоксаля (кофакторы лизилоксидазы), О₂, вит.С, Fe²⁺ (кофакторы пролил- и лизилгидроксилаз), Zn (кофактор проколлагенпептидазы), действие ингибиторов лизилоксидазы (содержится, н-р, в душистом горошке), блокирование альдегидных групп альлизина (н-р, гомоцистеином, пеницилламином), неферментативное гикозилирование NH₂-групп Лиз и оксилизина при сахарном диабете.

Другой фибриллярный белок соединительной ткани - эластин – тоже содержитмного Гли и Про. В отличие от коллагена, в нем мало оксипролина, нет оксилизина, но много валина и других неполярных аминокислот.

При ферментативном гидролизе эластина образуются необычные структуры: 1)десмозин и изодесмозин; 2)лизиннорлейцин. Десмозин и изодесмозин формируются 4-мя остатками лизина, которые соединяются своими радикалами и образуют замещенное пиридиновое кольцо (рис.1).При образовании десмозина сначала 3 остатка Лиз окисляются до ε-альдегидов, а затем соединяются с 4-ым остатком Лиз. Т.о., десмозин и изодесмозин могут одновременно входить в состав 4-х пептидных цепей. Этим объясняют способность эластина растягиваться в двух направлениях. Наряду с десмозином и изодесмозином поперечные связи в эластине обеспечивает и лизиннорлейцин (рис. 2).

NH CO

CH

NH (CH₂)₃ NH

CH (CH₂)₂ (CH₂)₂ CH

OC CO

N⁺

(CH₂)₄

CH

OC NH

Рис. 1. Структура десмозина.

NH HN

OC CH (CH₂)₄ NH (CH₂)₄ CH CO

Рис. 2. Остаток лизиннорлейцина.

Эластин – основной компонент эластических волокон соединительной ткани. Если способность коллагена к упругому растяжению невелика, то эластин подобен резине. Он содержится в большом количестве в тканях, периодически испытывающих растяжения и сокращения: крупные кровеносные сосуды, связки, легкие.

На метаболизм соединительной ткани влияют витамины (н-р, вит.С, В₆ – повторить), гормоны (повторить): ГлК угнетают активность фибробластов, ускоряют распад коллагена. Альдостерон, наоборот, стимулирует работу фибробластов и образование соединительной ткани. Тироксин усиливает деполимеризацию гиалуроновой кислоты. СТГ повышает включение Про в коллаген.

При старении снижается количество воды и гликозамингликанов, а повышается содержание коллагена, его стабильность, устойчивость к действию коллагеназы.

Компоненты межклеточного матрикса соединяются между собой и с клетками с помощью специальных структурных гликопротеинов, представителем которых является фибронектин. Фибронектин состоит из двух полипептидных цепей, соединенных у С-конца двумя дисульфидными связями. Он синтезируется многими клетками и находится в плазме крови, в базальных мембранах, на поверхности клеток и в глубине межклеточного вещества. Фибронектин выполняет интегрирующую функцию в организации межклеточного вещества, так как имеет специфические центры связывания с коллагеном, гиалуроновой кислотой, сульфатированными гликозамингликанами, а также с сиалогликолипидами и сиалогликопротеинами плазматической мембраны клеток. Фибронектин связывает и трансглутаминазу – фермент, катализирующий реакцию между остатками глутамина одной молекулы белка и остатками лизина другой молекулы белка:

| | | |

Глу – NH₂ + H₂N – Лиз → Глу – NH – Лиз + NH₃

| | | |

Таким образом трансглутаминаза сшивает поперечными связями молекулы фибронектина друг с другом, с коллагеном и другими белками. В результате разные компоненты межклеточного вещества прочно фиксируются ковалентными связями. В разных тканях межклеточный матрикс имеет неодинаковую структуру, что обусловлено спецификой этих тканей.

КОСТНАЯ ТКАНЬ –

вид соединительной ткани, которая является не просто механической опорой, но и огромным резервуаром Са. Это динамичная ткань, претерпевающая перестройку в зависимости от нагрузки. В норме процессы образования и резорбции костной ткани сбалансированы.