Olga Tagadiucd.h.ș.m., conferențiar
ŢC fibros lax - ţesutul adipos subcutanat, fasciile, stroma, etc.;
ŢC fibros compact - ligamentele, tendoanele, oasele, cartilajele, valvele cordului, vasele sangvine, etc.;
forme speciale ale ŢC - cornea, corpus vitros, pereţii interni ai organelor cavitare, dentina, pulpa .
1. Biomecanică - formează carcasa organismului (scheletul), care împreună cu muşchii asigură mişcarea.
2. Trofică - constituie mediul intern al organismului şi împreună cu vasele sangvine asigură trofica organismului.
3. De depozitare - poate forma rezerve de lipide, pigmenţi, H2O, compuşi minerali, etc.
4. De protecţie - preîntâmpină răspândirea infecţiei (pielea, capsulele, etc.).
5. De reparaţie - deoarece şi-a păstrat capacitatea de proliferare celulară, poate completa unele defecte tisulare (are loc cicatrizarea).
1. Fibroblaste sau condroblaşti sau osteoblaste - sunt celule fixe de origine locală (ŢC), care sintetizează proteinele şi fibrele matricei extracelulare, în special, colagenul şi elastina.
2. Macrofagele - sunt celule fixe, care provin din monocitele sangvine, numărul cărora se măreşte semnifacativ în infecţii cronice.
3. Granulocite şi limfocite - celule mobile de provinienţă sangvină, care se acumulează în infecţii acute.
Este formată din proteine fibrilare incluse într-un gel polizaharidic hidratat.
Proteinele şi polizaharidele interacţionează şi se asamblează în structuri tridimensionale.
Colagenul
Elastina
33% glicină 23% prolină şi hidroxiprolină (Hyp) 11% alanină Prezenţi:
• Hidroxilizina (Hyl), • alizina,• hidroxializina,• acidul γ-carboxiglutamic (Gla).
Lipseşte cisteina
Catene primare omoloage – α1000-1100 radicali Succesiune repetitivă (Gli-X-Y)n, unde Gli –
glicina, X – Pro sau alt aminoacid, Y – 4-Hyp sau alt aminoacid
# α-elicea colagenică,# răsucită spre stânga, # mai laxă comparativ cu α-spirala clasică (o spiră - 9,3Å,
conţine 3,3 aminoacizi),# stabilizată de interacţiuni sterice între inelele Pro şi Hyp
http://www.cdaarthritis.com/images_slides/11_collagenos_a_800.jpg
Unitatea structurală a colagenului Elice triplă Stabilizată de leg. de hidrogen dintre grupele peptidice
din diferite catene Radicalii sunt amplasaţi în exteriorul helixului Diamentrul – 1,4-1,5 nm; lungimea – 300 nm, masa
moleculară – 300 kDa
http://www.pt.ntu.edu.tw/hmchai/Biomechanics/BMmaterial/Collagen.files/Tropocollagen.jpg
Asamblarea unităţilor de tropocolagen în microfibrile
http://www.proto-col.com/blog/wp-content/uploads/2014/07/COLLAGEN-DIAGRAM.jpg
I etapă - asamblarea aminoacizilor,
II etapă – modificările posttranslaţionale ale aminoacizilor
Principalele – hidroxilarea Pro şi Liz;
E – prolilhidroxilaza şi lizilhidroxilaza;
CoE – vit.C, Fe2+;
substanțe-le necesare – O2 şi α-cetoglu-taratul).
III etapă – formarea protropocolage-nului – elice triplă cu secvenţe neîmple-tite la capetele N- şi C-terminaleIV etapă – glicozilarea protropocolagenului (cu radicali galactozil-glucoză, la radicalii Hyp şi Asn)
V etapă – expulzarea din celulă a protropocolagenului (exocitoză)
VI etapă – transportul la fibrila în creştere
VII etapă – transformarea protropocolagenului în tropocolagen (E - Procolagen-C-peptidaza şi Procolagen-N-peptidaza)
VIII etapă - dezaminarea radicalilor Liz şi Hyl cu formarea aldehidelor – alizinei şi hidroxializinei; E - liziloxidaza (Cu2+)
IX etapă – asocierea unităţilor de tropocolagen cu formarea microfibrilelor colagenului, stabilizate de leg. covalente încrucişate dintre aldehidele Liz sau Hyl şi Liz sau His
X etapă – asamblarea fibrilelor şi fibrelor de
colagen
1. fibrilare – tipurile I, II, III, V şi XI;2. asociate cu cele fibrilare – IX, XII, XIV, XVI;3. ce formează reţele – IV, VIII, X;4. ce formează microfibrile – VI;5. „ancorate” – VII;6. ce formează domenii transmembranare – XIII,
XVIII.
Catabolismul colagenului –colagenoliza
E – colagenazele și gelatinazaleSau MMPs 1, 2, 8, 9, 13.
Prod. finale – peptide şi Hyp
Elastina este o proteină foarte rezistentă și cu o durată de existență semnificativă (cca 70 ani)
Constituie cca 90% din fibra elastică, dictând proprietățile ei elastice și mecanice.
Compoziţia – Gli – 30%, Pro – 10%, Hyp – nesemnificativ, Hyl – lipseşte, mulţi – aminoacizi nepolari (Val, Ala)
La bază stă hexapeptida ce conține 2 Val, 2 Gli, Ala și Pro.
Sintetizată din monomeri de tropoelastină datorită expresiei genei elastinei de celulele mușchilor netezi, endoteliului, fibroblaste și condroblaste în formă de protropoelastină
Tropoelastina matură, se fixează intracelular la proteina fixatoare de elastină (EBP) și în forma acestui complex se secretă la suprafața ceulei
Competiția față de resturile galactozil determină disocierea complexului și reîntoarcerea EPB în celulă
Tropoelastina eliminată pe suprafața celulei agregează. În cadul acestui proces domaniile hidrofobe ale tropoelastinei se asociază, moleculele tropoelastinei se concentrează și aliniază, ce permite formarea ulterioară a cross-link-urilor
Formarea cross-linkurilor este facilitată de enzima lizil oxidaza
Cross-linkurilor formează reţele prin legarea covalentă a 2, 3 sau 4 catene în desmozină
Glucozaminoglicanii – 85-95% - unităţi dizaharidice unite în catene polizaharidice ataşate la "cor" -proteină
Ac. hialuronicCondroitin-4- şi condroitin-6-sulfatDermatin-sulfatKeratan-sulfatHeparina şi heparan-sulfat Proteine – 5-15%
Partea proteică –sinteza prin mecanism clasic al translaţiei în ribozomi
Fixarea trizaharidului de legătură – Xil-Gal-Gal la grupa –OH din radicalii Ser şi Tre
Ataşarea la trizaharid a unităţilor repetitive dizaharidice
Sulfatarea în poziţiile caracterisitce fiecărui glucozaminoglican
Enzimele: Proteoglicanaza β-glucuronidaza β-glalactozidaza β-acetil-hexozaminiadaza α-iduronidaza aril-sulfatazele
Ereditare Dobândite1. Mucopolizaharidozele2. Colagenozele:
• Osteogenezis imperfecta• S-l Ehlers-Danlos• S-l Menkes• S-l Marfan
1. Primare:• Lupusul eritematos• Sclerodermia• Osteoartrita• Dermatomiozita• Vasculitele sistemice
2. Secundare altor afecţiuni:• Scorbutul• Diabetul zaharat• Cicatrizarea patologică
Componente organice – 30% Substanţe minerale 90%
Celule – 2% Substanţe organice – 98%
•Hidroxiapatită (95%)•Ca10(PO4)6(OH)2
•Mgneziu•Carbonati•Sodiu•Fluor•Clor
•Osteocite•Osteoblaste•Osteoclaste•Alte tipuri de celule
•Colagen (95%) •Proteine necolagenice•Proteoglicani•Lipide•Acizi organici•Enzime
Osteoblastele1. Celule gigante,
indivizibile, cu nucleu excentric
2. Formarea țesutului osos:
Producerea matricei organice
Mineralizarea osteoidului
Osteocitele1. Menținerea
integrității tisulare a țesutului osos
2. Celule mecano-sensorii
Ostoclastele1. Celule gigante,
polinucleare cu proprietăți de fagocitare
2. Resorbția țesutului osos
Solubilizarea fazei minerale
Hidroliza elementelor organice
Colagenul Cca 95% din matricea organică a osului. reprezentată practic doar de tipul I - 1(I)22. În cantităţi infime sunt detectate tipurile V, XI şi
XII ale colagenului şi formele FACIT (Fibrils Associated Collagens with Interrupted Triple helices), ce sunt asociate cu fibrele de colagen de diametru mare.
Gla-proteinele conţin acidul γ-carboxiglutamic (Gla)
# Osteocalcina (OCal) - 49 aminoacizi, 5700 Da, 3 radicali ai Gla, interacţionează cu hidroxiapatita şi Ca2+, stimulează mineralizarea şi reglează remodelarea osoasă
#Gla-proteina matriceala (Gla-PM) – 15 kDa, 5 radicali ai Gla, interacţionează concomitent cu apatita şi comp. organici ai osului şi inhibă mineralizarea osoasă
#Gas6 (produsul Growth arrest specific gene 6) induce modificări metabolice intracelulare în OCl, ce determină creşterea activităţii resorbtive a celulei
Glicoproteinele
osteonectină sau BM-40 sau SPARC
modulează diviziunea şi migrarea celulară
RGD-proteinele posedă secvenţa standard RGD - Arg-Gli-Asp # Osteopontina – 32 kDa, interacţionează cu integrina αvβ3 asigură fixarea OCl la situsul de resorbţie osoasă şi sigilarea zonei de resorbţie#Sialoproteina osoasă - 70 kDa, 50% - glucide (acid sialic), responsabilă de fixarea celulelor în situsuri specifice ale matricei şi de mineralizare, prezentă în dentină şi cement#Trombospondina 145 kDa, mediază adhezia celulelor osoase şi aplatizarea lor#Fibronectina 25 kDa, contribuie la fixarea OBl în matricea extracelulară
Compusul M Cor-proteina Lanţurile polizah. Rolul
Proteoglic.major ce conţine
condroitin-sulfat
1x106 Da 390 kDa40 mii
Condr.-sulfat
Marchează sediul
mineralizării
Biglican (PG I)
~ 270 kDa38 kDa
45 miiCondr.-sulfat
reglează fibrilogene-za, influen-
ţând forma şi diametrul fibrelor de
colagenDecorin (PG II)
135 kDa38 kDa
45.000Condr.-sulfat
constituie cca 0,1% din compuşii organici ai ţesutului osos.
sunt reprezentate de lipide neutre - acizi grasi liberi, trigliceride, polare – fosfolipide, fosfatidilcolină (lecitină)
şi colesterol (cca 90% - forma liberă).
prezenţi în cantităţi considerabile ac. citric şi lactic; prezenţi în cantităţi mici - acizii aconitic, succinic, fumaric, -
cetoglutaric, etc. formele:
solubilă, accesibilă, activă metabolic, neactivă, fixată în structura cristalelor fazei mineralizate. CITRATUL
a. 8,7-18,7 mg/g masă uscată - cca 90% din organism b. formează compuşi complecşi stabili cu Ca2+, ce asigură
participarea lui la mineralizare:c. contribuie la mobilizarea Ca2+ din ţesutul osos în sânge.
LACTATUL - contribuie la resorbţa osului prin crearea pH-ului acid.
I. Factorii de creştere – IGF-I şi II, EGF, FGF I şi II, PDGF, VEGF, TGF β
II. Eicosanoizii şi citokinele - PGE1, PGE2, PGA1 şi PGF1α; LTB4, LTC4, LTD4, 5-HETE şi 12-HETE; IL-1, IL-4, IL-6, IL 11, TNF α şi , IL-10
III. Integrinele şi moleculele de adezie
Fosfataza acidă tartrat rezistentă este o formă a FAc specifică ţesutului osos (FATR)
Fosfataza alcalină termolabilă (FAl termolabilă) PirofosfatazaProteinazele matriceale – catepsinele, calpainele,
cistatinele, metaloproteinazele matriceale (MMP) Glicozidazele lizozomale -glucuronidaza, -hialuro-
nidaza, -galactozidaza, -glucozidaza, -N-acetil-glucozaminidaza.
Compuşii minerali majori:
• calciul, fosfaţii şi carbonaţii sumar - 95%• Compusul principal – apatita - compoziţia sumară -
{Ca[Ca3(PO4)2]3}2+·2OH1- sau Ca10(PO4)6(OH)2• cristalele de hidroxiapatită au forma de plăci sau baghete cu
grosimea de 8-15Å, lăţimea de 20-40 Å şi lungimea de 200-400 Å
• reţelele cristaline posedă puncte de nesaturare în care se pot fixa prin chemosorbţie ionii de Na, Pb, U, Ra, Sr, etc.
mai sunt prezenţi: carbonatul de calciu, fosfaţii de magneziu şi sărurile organice insolubile ale calciului (lactatul şi citratul de calciu), citratul de sodiu
Microelementele • Fluor• Zinc• Magneziu• Mangan• Cupru• Molibden• Vanadiu• Etc.
Etapele repaos activare resorbţie formarea matricei organice mineralizare Ulterior fazele se repetă
http://www.medicalarttexas.com/wp-content/uploads/2013/08/Cell_bone_remodeling-700x550.jpg
Formarea Resorbţia
↑↑
EstrogeniAndrogeniT3, T4 în cantităţi fiziologiceInsulinaCalcitoninaTGF-β, IGF I şi II, PDGFVitamina D
PTHGlucocotricoiziiT3, T4 în cantităţi mariteVitamina DProstaglandineleInterleukinele (IL-1, IL-6)TNF
↓↓
PTHGlucocorticoizi
EstrogeniAndrogeniCalcitoninaTGF-βInterferone Somatomedine