Kollajen Lifleri

Bağ dokusu, canlıların, özellikle omurgalıların yapısal desteğini oluşturur. Bu tanımı sağlayan dokular vücutta çeşitli fonksiyonlara hizmet eder ve bu bağ dokularının çoğunun yapı taşları kollajen lifleridir. Kolajen bir proteindir.  Bağ dokusunun güçlü olmasına yardımcı olur ve vücudun çeşitli kısımları için yastıklama sağlar.

Kabaca "çoğu insanın bağ dokusu olarak tanıyabileceği kemik olmayan herhangi bir şeye" dönüşen yoğun bağ dokusu ve yağ dokusu içerir. Diğer bağ dokusu tipleri arasında kan oluşturan doku, lenfoid doku, kıkırdak ve kemik bulunur.

Kollajen gevşek bir bağ dokusudur. Bu doku tipi, lifleri, öğütülmüş maddeyi, bazal membranları ve çeşitli serbest var olan örneğin kanda dolaşan bağ dokusu hücrelerini içerir. Ayrıca Kolajen liflere, gevşek bağ dokusu lif tipi retiküler lifler ve elastik lifler  de içerir. Kolajen öğütülmüş maddede bulunmaz, ancak bağ dokusu ile kendisinin desteklediği dokular arasındaki ara yüz olan bazı bazal membranların bir bileşenidir.

Belirtildiği gibi, kolajen bir protein türüdür ve proteinler amino asitlerden oluşur. Kısa amino asit uzunluğu, peptit olarak adlandırılır, oysa polipeptitler daha uzundur ancak tam teşekküllü fonksiyonel proteinler olmadığından kısadır.

Tüm proteinler gibi, hücrelerin içindeki ribozomların yüzeylerinde kollajen yapılır. Bunlar prokollajen adı verilen uzun polipeptitler yapmak için ribonükleik asitten (RNA) gelen talimatları kullanır. Bu madde, hücrelerin endoplazmik retikulumunda çeşitli şekillerde değiştirilir. Bazı amino asitlere şeker molekülleri, hidroksil grupları ve sülfür-sülfit bağları eklenir. Bir kollajen lifi için hedeflenen her bir kollajen molekülü, diğer iki molekülle birlikte üçlü bir sarmalın içine sarılarak yapısal stabilite sağlar. Kollajen tamamen olgunlaşmadan önce, uçları, sadece kollajen için başka bir isim olan tropokollajen denilen bir protein oluşturmak üzere kesilir.

Üç düzineden fazla farklı türde kollajen tanımlanmış olmasına rağmen, bunların sadece küçük bir kısmı fizyolojik olarak önemlidir. I, II, III, IV ve V numaralı Romen rakamlarını kullanan ilk beş tip, vücutta en yaygın olanıdır. Aslında, tüm kollajenlerin yüzde 90'ı Tip I'den oluşmaktadır.

Tip I kollajen (bazen kollajen I olarak adlandırılır; bu şema elbette tüm türler için geçerlidir) kollajen liflerini oluşturur ve deride, tendonlarda, iç organlarda ve kemiğin organik (mineral olmayan) kısmında bulunur. Tip II, kıkırdak birincil bileşenidir. Tip III, tip I'den yapılan lifler gibi "kollajen lifler" olarak kabul edilmediğinden, biraz kafa karıştırıcı olan retiküler liflerin ana bileşenidir; tip I ve III dokularda sıklıkla birlikte görülür. Tip IV bazal membranlarda bulunurken, V tipi saçta ve hücre yüzeylerinde görülür.

Tip I Kollajen

Tip I kollajen çok yaygın olduğu için, çevre dokulardan izole edilmesi kolaydır ve resmi olarak tarif edilen ilk kollajen türüdür. Tip I protein molekülü, ikisi a1 (I) zincirleri olarak bilinen ve biri a2 (I) zinciri olarak adlandırılan üç küçük moleküler bileşenden oluşur. Bunlar, uzun üçlü sarmal şeklinde düzenlenmiştir. Bu üçlü helisler sırayla tam teşekküllü kollajen liflerine birleştirilen fibriller oluşturmak için yan yana istiflenirler. Bu nedenle, kollajen içindeki en küçüğünden en büyüğüne kadar olan hiyerarşi, a-zinciri, kollajen molekülü, fibril ve fiberdir.

Bu lifler kopmadan önemli ölçüde gerilebilir. Bu, kasları kemiklere bağlayan tendonlarda onları çok değerli kılar ve bu nedenle hala büyük miktarda esneklik sunarken büyük bir kuvveti tolere edebilmeleri gerekir. Osteogenez imperfekta adı verilen bir hastalıkta, ya tip I kollajen yeterli miktarlarda yapılmaz ya da sentezlenen kollajen bileşiminde kusurludur. Bu, bağ dokusunda kemik zayıflığı ve düzensizliklerle sonuçlanarak çeşitli derecelerde fiziksel bozulmaya neden olur (bazı durumlarda ölümcül olabilir).

Tip II Kollajen

Tip II kollajen ayrıca lifleri de oluşturur, ancak bunlar tip I kollajen lifleri kadar iyi organize edilmemiştir. Bunlar esas olarak kıkırdakta bulunur. Tip II'deki fibriller, düzgün bir şekilde paralel olmaktan ziyade, çoğunlukla bir karmakarışık yapıda düzenlenir. Bu, tip II kollajenin ana evi olmakla birlikte, kıkırdak, çoğunlukla proteoglikanlardan oluşan bir matristen yapıldığı gerçeği ile sağlanır. Bunlar, bir silindirik protein çekirdeği etrafına sarılı glikozaminoglikanlar adı verilen moleküllerden oluşur. Tüm düzenleme, kıkırdak, dizler ve dirsekler gibi eklemler üzerindeki etki stresini hafifletmek için ana iş için uygun olan kıkırdak sıkıştırılabilir ve "yaylı" niteliklere sahiptir. Kondrodisplaziler olarak bilinen iskeleti etkileyen kıkırdak oluşum bozukluklarının, DNA'da, tip II kollajen molekülü ile kodlayan gendeki bir mutasyondan kaynaklandığı düşünülmektedir.

Tip III Kolajen

Tip III kollajenin ana rolü retiküler liflerin oluşumu. Bu lifler çok dardır ve çapı metrenin yaklaşık 0,5 ila 2 milyonu kadardır. Tip III kollajenden yapılan kollajen fibrilleri, oryantasyondaki paralelden daha dallıdır. Retiküler lifler, miyeloid (kemik iliği) ve lenfoid dokularda bol miktarda bulunur, burada yeni kan hücrelerinin oluşumunda yer alan özel hücreler için yapı iskelesi görevi görürler. Konumlarına bağlı olarak fibroblastlar veya retiküler hücreler tarafından yapılırlar. Bazı kimyasal boyalarla lekelendikten sonra nasıl göründüklerine bağlı olarak tip I kollajenden ayırt edilebilirler. Ölümcül bir kan damarı patlamasına yol açabilen Ehlers-Danlos sendromu adı verilen hastalığın 10 alt türünden biri, tip III kollajen kodlayan gende mutasyon nedeniyle oluşur.

Tip IV Kolajen

Tip IV kollajen, belirtildiği gibi bazal membranın ana bileşenidir. Kapsamlı dallanma ağları halinde düzenlenmiştir. Bu tür kollajen, eksenel periyodiklik olarak adlandırılan bir şeye sahip değildir, yani uzunluğu boyunca, karakteristik bir tekrarlama modeline sahip değildir ve hiç lif oluşturmaz. Bu nedenle bu tür kollajen, ana kollajen tiplerinin en büyük tehlikesi olarak görülebilir. Tip IV kollajen, bazina zarının üç katmanının en içini, yani lamina densa ("kalın katman") olarak adlandırır. Lamina dentasının her iki yanında lamina lucida ve lamina fibroreticularis bulunur. Son kat, retiküler lifler formunda bazı tip III kollajenlerin yanı sıra daha az rastlanan tipte tip VI kollajen içerir.