Colagenul

Colagenul este cea mai abundentă proteină din organismul uman .El se află în proporţie de 25% din totalitatea proteinelor corpului .După cum rezultă din Tabelul 1 organele moi cuprind puţin colagen; în schimb, organele de tipul pielei şi tendoanelor conţin colagen mai mult de 70% (din greutatea lor uscată).În cazul osului,deşi colagenul reprezintă numai 23% din masa uscată,această cantitate corespunde la aproximativ 90% din matricea lui organică.

Tabelul 1

Concentraţia colagenului,elastinei şi proteoglicanilor

polianionici din unele organe (g/100g ţesut uscat)

Organ Colagen Elastină Proteoglicani

anionici

Oase(demineralizate) 88 - 0,8

Oase(în totalitate) 22,8 - 0,2

Tendonul lui Achile 86 4,4 0,5

Piele 71,9 0,6 -

Cornee 68,1 - 4,5

Cartilaj 46-64 - 20,4-37,1

Ligament 17 74 -

Aortă 12,24 30-57 5,9

Plămân 10 3-7 -

Ficat 3,9 0,16-0,30 -

Principala funcţie a colagenului în organism este de a conferi rezistenţă şi de a păstra integritatea structurală a ţesuturilor în constituţia cărora intră .Totodată,colagenul este unicul constituient al organismelor superioare care prezintă rezistenţă la tracţiune.

Pe baza unor studii mai vechi, a dăinuit multă vreme părerea că în organism colagenul care se formează în cursul dezvoltării rămâne tot restul vieţii. Aceasta revine la a spune că pentru colagen nu ar exista o stare dinamică de reînnoire , aşa cum există pentru alte proteine. O serie de cercetări ulterioare au arătat însă că în diverse procese normale (involuţia uterului după naştere, vindecarea rănilor) şi patologice (scorbut) colagenul este supus şi el unor importante procese metabolice de biosinteză sau degradative. De altfel, cauzele mai multor, între care şi ateroscleroza, sunt explicate –în mare măsură-prin modificări survenite în metabolismul colagenului. Bineînţeles,acest metabolism implică biosinteza şi degradarea colagenului (colagenoliza). Ambele procese sunt descrise în cele ce urmează.

a) Biosinteza colagenului. Acest proces este astăzi bine cunoscut. El presupune parcurgerea a 10 etape ce se succed într-o secvenţă bine ordonată şi care permit trecerea de la aminoacizi liberi la fibrila de colagen. Aceste etape sunt: (1) asamblarea aminoacizilor; (2) hidroxilarea unor resturi de prolină (prolil) şi de lizină (lizil); (3)formarea helixului; (4) glicozilarea; (5) expulzarea din celulă; (6) transportul la fibrila în creştere; (7)transformarea procolagenului în colagen; (8)formarea aldehidelor; (9) formarea fibrilei; (10) stabilirea legăturilor încrucişate .

Unirea aminoacizilor are loc în fibroblaşti, trecându-se prin aceleaşi etape prin care se biosintetizează toate proteinele. Este caracteristic însă faptul că printre aminoacizii constituitivi predomină glicina (33%) reprezentând fiecare al treilea rest aminoacidic (X-Y-Gli)n .Într-o măsură mai mică (23%) se află prolina iar într-o proporţie şi mai redusă se găsesc doi aminoacizi atipici: hidroxiprolina şi hidroxilizina: Aceşti doi aminoacizi atipici provin din prolină şi lizină iar hidroxilarea lor se face în prezenţa anumitor enzime (prolilhidroxilaza şi lizilhidroxilaza).În ceea ce priveşte prolilhidroxilaza, s-a dovedit că pentru a fi activă enzima necesită prezenţa oxigenului molecular, a ionilor Fe2+ şi a vitaminei C.(Întreg acest sistem funcţionează prin cuplare cu oxidarea α-cetoglutaratului la succinat.)Se înţelege, în aceste condiţii,că deficienţa vitaminei C afectează hidroxilarea şi-prin urmare-obţinerea unui colagen normal.

Procesul de asamblarea al aminoacizilor decurge rapid;200 aminoacizi/minut.Aceasta înseamnă că biosinteza unei catene de 1000-1100 aminoacizi are loc în 5-6minute.