Биохимия соединительной ткани
Биологическая химия. Лекция 8
к.мед.н., доц. Шатова Ольга Петровна
Донецк, 2015
Соединительная ткань
Компоненты соединительной ткани
Клетки:
Фибробласты
Адипоциты
Макрофаги
Тучные клетки
Лимфоциты
Меланоциты
Др. клетки
Волокна:
Коллаген
Ретикулярные
Эластин
Аморфное вещество:
Протеогликаны
Гликопротеины
Клетки
• Фибробласты – синтезируют компоненты межклеточного
вещества
Они 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
супероксид
пероксид водорода
гидроксил радикал
Освобождение
миелопероксидазы
нейтрофилов (гем) –Н2О2
и хлор = гипохлорит
О2-независимый
лизозимы
лактоферрины
протеазы
Интерферон-гамма
активирует синтез макрофагами
оксида азота
Клетки
Тучные клетки
Гистамин
В6
КоЕ - пиридоксальфосфат
Волокна
Коллаген
основной 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 коллагеназа
Clostridium histolyticum (возбудитель газовой гангрены)
расщепляет пептидную цепь коллагена более чем в 200 местах
Распад коллагена→↑ в крови и моче гидроксипролина
гидроксипролиноксидаза
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-сульфат
самые распространённые
•хрящи
•кожа
•сухожилия, связки
•артерии
•роговица глаза
D-глюкуроновая
кислота
Гликозамингликаны: кератансульфат
наиболее 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!

Биохимия соединительной ткани

  • 1.
    Биохимия соединительной ткани Биологическаяхимия. Лекция 8 к.мед.н., доц. Шатова Ольга Петровна Донецк, 2015
  • 2.
  • 3.
    Компоненты соединительной ткани Клетки: Фибробласты Адипоциты Макрофаги Тучныеклетки Лимфоциты Меланоциты Др. клетки Волокна: Коллаген Ретикулярные Эластин Аморфное вещество: Протеогликаны Гликопротеины
  • 4.
    Клетки • Фибробласты –синтезируют компоненты межклеточного вещества Они выделяют: • белки (коллаген и эластина), которые формируют волокна • протеогликаны и гликопротеины основного аморфного вещества • выделяют коллагеназу
  • 5.
    Клетки Адипоциты – клетки,из которых в основном состоит жировая ткань. Они выделяют: •резистин •адипонектин •лептин
  • 6.
  • 7.
    Резистин и адипонектин Адипонектин– белок, гормон •антиатерогеное действие •противовоспалительное действие •подготовка эндометрия к имплантации (↑в лютеиновую фазу)
  • 8.
    Илья Мечников Макрофаги •моноциты крови •гистиоцитысоединительной 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 супероксид пероксид водорода гидроксил радикал Освобождение миелопероксидазы нейтрофилов (гем) –Н2О2 и хлор = гипохлорит О2-независимый лизозимы лактоферрины протеазы Интерферон-гамма активирует синтез макрофагами оксида азота Клетки
  • 9.
  • 10.
  • 11.
    Волокна Коллаген основной компонент соединительнойткани 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
  • 12.
    Типы Гены Ткании 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
  • 13.
  • 14.
    Роль витамина С(аскорбиновой кислоты) в пост-трансляционной модификации коллагена
  • 15.
    Гидроксилирование пролина •стабилизации тройной спирали коллагена •ОН-группыгидроксипролина (Hyp) участвуют в образовании водородных связей Гидроксилирование лизина •образование ковалентных связей между молекулами коллагена при сборке коллагеновых фибрилл Роль гидроксилирования коллагена
  • 16.
    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
  • 17.
    В межклеточном матриксеконцевые 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
  • 18.
    Образование поперечных связейв коллагене ↓ лизилоксидазы ↓ меди, витаминов РР, В6 нарушается образование поперечных сшивок →снижаются прочность и упругость коллагеновых волокон
  • 19.
    Деградация коллагена Фибробласты имакрофаги →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 коллагеназа Clostridium histolyticum (возбудитель газовой гангрены) расщепляет пептидную цепь коллагена более чем в 200 местах
  • 20.
    Распад коллагена→↑ вкрови и моче гидроксипролина гидроксипролиноксидаза Определение гидроксипролина часть выводится с мочой гидроксипролин является маркерной аминокислотой, по которой судят о скорости распада коллагена распад ↑ гидроксипролина при: • коллагенозах •гипертиреозе
  • 21.
    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
  • 22.
    Гликозамингликаны: гиалуроновая кислота •Гликозамингликаны- длинные неразветвлённые цепи гетерополисахаридов •кроме гиалуроновой кислоты, все гликозаминогликаны содержат сульфатные группы •стекловидное тело глаза •пупочный канатик •суставная жидкость
  • 23.
  • 24.
  • 25.
  • 26.
    Гликозамингликаны: гепарин •компонент противосвёртывающейсистемы крови (его применяют как антикоагулянт при лечении тромбозов) •синтезируется тучными клетками, находится в гранулах •много в лёгких, печени и коже
  • 27.
    глюкокортикоиды - ↓гиалуроновой кислоты и сульфатированных гликозаминогликанов половые гормоны - ↓ синтез сульфатированных гликозаминогликанов Регуляция обмена гликозамингликанов
  • 28.
    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
  • 29.
    Название болезни Продуктынакопления 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
  • 30.
    До встречи наэкзамене!

Editor's Notes

  • #14 рибосомах, связанных с мембранами ЭР препро-α-цепей (гидрофобный "сигнальный" пептид на N-конце, содержащий около 100 аминокислот). Основная функция сигнального пептида - ориентация синтеза пептидных цепей в полость ЭР. После выполнения этой функции сигнальный пептид сразу же отщепляется. проколлаген содержит дополнительные участки - N- и С-концевые пропептиды, имеющие около 100 и 250 аминокислот, соответственно. В состав пропептидов входят остатки цистеина, которые образуют внутри- и межцепочечные (только в С-пептидах) S-S-связи. Концевые пропептиды не образуют тройную спираль, а формируют глобулярные домены.