Organisation structurelle de la matrice intercellulaire. Changements tissu conjonctif avec le vieillissement, la collagénose. Le rôle de la collagénase dans la cicatrisation des plaies. Oxyprolinurie

Biologie et génétique

Le rôle de la collagénase dans la cicatrisation des plaies. L'antiparallèle de collagène de type IX se fixe aux fibrilles de collagène de type II. Son principal domaine globulaire NK4 n'est pas associé aux fibrilles de collagène de type II et par conséquent, un composant de matrice tel que l'acide hyaluronique peut y être attaché. Les microfibrilles formées par les tétramères de collagène de type VI se fixent aux fibrilles de collagène de type II et à l'acide hyaluronique.

Organisation structurelle de la matrice intercellulaire. Modifications du tissu conjonctif avec vieillissement, collagénose. Le rôle de la collagénase dans la cicatrisation des plaies. Oxyprolinurie.

Comme déjà mentionné, la matrice intercellulaire est un complexe supramoléculaire formé par un réseau complexe de macromolécules interconnectées. Dans le corps humain, la matrice extracellulaire forme des structures hautement spécialisées telles que le cartilage, les tendons, les membranes basales, ainsi que (avec dépôt secondaire de phosphate de calcium) les os et les dents. Ces structures diffèrent les unes des autres tant par la composition moléculaire que par les modes d'organisation des principaux composants (protéines et polysaccharides) dans différentes formes matrice intercellulaire.

Matrice intercellulaire d'os et de tissu dentaire.Os et tissus dentaires - type spécialisé tissu conjonctif. Ces tissus fonctionnent dans le corps humain ce qui suit fonctions importantes:

1. le squelette du corps est formé à partir des os;
2. les os protègent et soutiennent les organes internes;
3. les os servent de lieu de dépôt de calcium et de phosphate inorganique;
4. moelle fait partie de l'hématopoïétique et les systèmes immunitaires;
5. dents comme partie appareil à mâcher font partie de système digestif;
6. les dents font partie de l'appareil de parole humain.

Une propriété remarquable des os est la combinaison de qualités telles qu'une résistance à la traction élevée avec un poids très léger. L'os et le tissu dentaire se distinguent par une forte minéralisation (ou calcification) de la matrice intercellulaire et contiennent en poids -50% de composés inorganiques, 25% de composants organiques et 25% d'eau.

Partie inorganique.Les os contiennent 99% de tout le calcium corporel, 87% de phosphore, ~ 60% de magnésium et -25% de sodium. Le calcium dans les os se présente sous la forme d'hydroxyapatite minérale, dont la composition approximative est Ca10 (PO4) 6 (OH) 2. L'hydroxyapatite forme des cristaux généralement de 20 x 5 x 1,5 nm. DANS le tissu osseux contient de nombreux oligo-éléments tels que le cuivre, le strontium, le baryum, le zinc, le fluor, etc., qui jouent rôle important dans le métabolisme dans le corps. La partie minérale des os comprend également des carbonates, des hydroxydes et des citrates. Composition minérale la dent est différente dans ses différentes parties. Les parties dures de la dent (émail, dentine et ciment) contiennent de 70% (ciment et dentine) à 96 à 97% (émail) substances inorganiques... La partie principale de ces substances est le phosphate de calcium, qui fait partie des cristaux d'hydroxyapatite (75%), ainsi que le carbonate et le fluorure de calcium. Les parties molles de la dent (pulpe et parodonte) ne sont pas classées comme des tissus à haut degré de minéralisation. La pulpe est constituée de tissu conjonctif fibreux lâche (ce tissu se trouve dans presque tous les organes et forme leur stroma, ou cadre), et le parodonte est formé par un tissu conjonctif fibreux dense, qui fait également partie des tendons et des ligaments.

Partie organique.Les substances organiques de la matrice osseuse sont représentées par des protéines, des lipides et une petite quantité de protéoglycanes. La principale protéine du tissu osseux est le collagène de type I (90 à 95%). De plus, la matrice osseuse contient des protéines telles que le collagène de type V, l'ostéonectine, l'ostéocalcine, les protéines osseuses dites morphogénétiques (BMP) et des enzymes - la phosphatase alcaline (dans les ostéoblastes) et la phosphatase acide (dans les ostéoclastes). Ces deux enzymes servent de marqueurs pour les cellules osseuses correspondantes. La partie glucidique des protéoglycanes de la matrice osseuse est représentée par les sulfates de dermatane et de kératane. Le principal composant de la matière organique des tissus dentaires est le collagène de type I. Les glucides et les lipides sont présents en petites quantités. La teneur en matière organique dans les parties dures de la dent varie de 2% (émail) à 30% (dentine et ciment). La teneur en matière organique dans les parties molles de la dent est la même que dans les types correspondants de tissu conjonctif.

Matrice intercellulaire du cartilage articulaire.Les principaux composants de la matrice cartilagineuse intercellulaire sont le collagène de type II, l'aggrécan, l'acide hyaluronique et l'eau. En plus d'eux, la matrice contient de petits protéoglycanes, des collagènes de types VI, IX, XI, des protéines de liaison, d'autres protéines non collagéniques (fibronectine, ancorine, protéine oligomérique du cartilage, chond-roadhérine) et divers facteurs de croissance. L '«endosquelette» de la matrice cartilagineuse est formé par un réseau fibrillaire, qui se compose de collagènes de types II, IX et XI et donne de la force au cartilage. Le collagène de type XI se trouve dans les fibrilles formées par le collagène de type II et joue un rôle dans l'assemblage de ces fibrilles. L'antiparallèle de collagène de type IX se fixe aux fibrilles de collagène de type II. Son domaine globulaire NK4 est basique, il n'est pas associé aux fibrilles de collagène de type II, et donc un composant de matrice tel que l'acide hyaluronique peut y être attaché. Les microfibrilles, qui sont formées par les tétramères de collagène de type VI, se fixent aux fibrilles de collagène de type II et à l'acide hyaluronique. De plus, ils peuvent se fixer aux cellules, c'est pourquoi le collagène de type VI est appelé une molécule «pont» entre la surface cellulaire et les fibrilles de collagène dans la matrice extracellulaire. Les agrégats de haut poids moléculaire constitués d'aggrécan et d'acide hyaluronique sont des polyanions, car ils contiennent un grand nombre de groupes acides. Cela favorise une hydratation élevée de la matrice cartilagineuse et garantit qu'elle remplit les fonctions de ressort. La teneur en eau dans le cartilage articulaire n'est pas constante: sous charge, le liquide est déplacé jusqu'à ce que la pression de gonflement équilibre la charge externe. Lorsque la charge est retirée, l'eau retourne dans le cartilage. Ceci se manifeste très clairement dans les disques intervertébraux. Le matin, après une nuit de sommeil, l'eau représente environ 75% de la masse du disque. Avec une contrainte externe sur les disques, la teneur en eau diminue d'environ 20% au cours de la journée. En conséquence, la croissance d'une personne le soir est inférieure de 1 à 2 cm à celle du matin. Chez les astronautes en apesanteur, une augmentation de la hauteur est notée même de 5 cm Les petits protéoglycanes, par exemple la décorine, se fixent aux fibrilles de collagène de type II; ils affectent la fibrillogenèse en limitant le diamètre de ces fibrilles. La fibronectine joue également un rôle important dans l'organisation de la matrice extracellulaire cartilagineuse. Importance biologique de ceux-ci et d'autres composants mineurs de la matrice cartilagineuse réside dans le fait qu'ils sont impliqués dans l'assemblage et l'organisation des composants à haut poids moléculaire de la substance intercellulaire et dans la régulation de la fonction des chondrocytes.

Matrice intercellulaire du tissu cutané.Le principal composant organisateur de la matrice tissulaire cutanée est le collagène de type VII. Les faisceaux de fibrilles formés par les dimères de ce collagène peuvent se fixer à la lamina densa avec leurs C-terminila membrane basale (comme pour «y ancrer») et former des boucles dans le sous-épidermis. De telles fibrilles «ancrées» peuvent relier la lamina densamembrane basale avec "disques d'ancrage", qui sont situés dans les couches sous-épithéliales plus profondes et dont la composition est similaire aux membranes basales (contiennent du collagène de type IV). Les fibrilles «ancrées» capturent également les fibrilles de collagène de types I et III. De cette manière, les fibrilles "ancrées" de collagène de type VII permettent à l'épiderme de se fixer sur le derme.

Membranes de sous-sol.Les membranes basales sont une forme spécialisée de la matrice extracellulaire. Ils sont synthétisés différentes cellules: endothélial, épithélial, musculaire, nerveux, graisseux. Les membranes basales sont des couches minces qui séparent généralement les cellules et les couches cellulaires du tissu conjonctif environnant. Par exemple, ils entourent les fibres musculaires individuelles, les cellules graisseuses et les cellules de Schwann. Dans des structures telles que les glomérules rénaux et alvéoles pulmonaires, les membranes basales sont situées entre deux couches de cellules différentes et jouent le rôle d'une barrière de filtration très sélective. La microscopie électronique a révélé une structure à deux couches de membranes basales: lamina mm,qui est situé sur le côté de la membrane cellulaire, et lamina densa,qui est connecté au tissu conjonctif sous-jacent. Les principaux composants des membranes basales sont le collagène de type IV, la laminine, les protéoglycanes contenant du sulfate d'héparane (SHBG). L'insolubilité et la stabilité mécanique des membranes basales sont fournies par des molécules de collagène de type IV, qui sont organisées en un réseau de soutien spécial. Ce réseau tridimensionnel élastique forme le cadre structurel auquel se fixent d'autres composants de la membrane basale. La laminine interagit avec presque tous les composants structurels des membranes basales: collagène de type IV, nidogène, SHBG.Nidogen forme un complexe lié de manière non covalente avec la laminine. De plus, le nidogène a un site de liaison au collagène de type IV et peut donc agir comme une molécule de «pont» entre divers composants de la membrane basale. Les SHBG de la membrane basale peuvent former des oligomères en se connectant aux domaines terminaux du noyau de la protéine, et également se lier à la laminine et au collagène de type IV. ... Les membranes basales exécutent une variété de fonctions complexes... Dans les glomérules rénaux, la membrane basale sert de filtre semi-perméable qui empêche le passage des macromolécules du plasma dans l'urine primaire. Grande importance dans ce processus a un haut charge négative les protéoglycanes, qui empêchent le passage d'autres molécules chargées négativement (telles que les protéines), ainsi que des globules rouges chargés négativement, à travers la membrane basale. De plus, les membranes basales jouent un rôle important dans la fixation et l'orientation des cellules dans l'espace, dans les processus développement embryonnaire et la régénération tissulaire.

Il existe 2 types de collagénases:

Collagénase tissulaireest présent chez une personne en divers corps et tissus. Normalement, il est synthétisé par les cellules du tissu conjonctif, principalement les fibroblastes et les macrophages. La collagénase tissulaire est une enzyme dépendante du métal qui contient du Zn2 + en son centre actif. Actuellement, 4 isoformes de cette enzyme sont connues. L'activité de la collagénase dépend du rapport de ses activateurs et inhibiteurs dans la matrice extracellulaire. Parmi les activateurs, la plasmine, la kallikréine et la cathepsine B jouent un rôle particulier (voir section 14). La collagénase tissulaire est très spécifique; elle coupe la triple hélice de collagène à un endroit spécifique, à environ 1/4 de la distance de l'extrémité C-terminale, entre les restes de glycine et de leucine (ou isoleucine). Les fragments de collagène résultants sont solubles dans l'eau; à la température corporelle, ils se dénaturent spontanément et deviennent disponibles pour l'action d'autres enzymes protéolytiques. La violation du catabolisme du collagène conduit à une fibrose des organes et des tissus (principalement le foie et les poumons). Et une augmentation de la dégradation du collagène se produit lorsque maladies auto-immunes (polyarthrite rhumatoïde et lupus érythémateux disséminé) en raison d'une synthèse excessive de collagénase dans la réponse immunitaire.

Collagénase bactériennesynthétisé par certains micro-organismes. Par exemple, Clostridium histolyticum(l'agent causal de la gangrène gazeuse) sécrète la collagénase, qui décompose la chaîne peptidique du collagène à plus de 200 endroits. Cette enzyme hydrolyse la prochaine liaison -X-Gly-Pro-Y- entre les unités X et Gly. Ainsi, les barrières de tissu conjonctif dans le corps humain sont détruites, ce qui assure la pénétration (ou l'invasion) de ce microorganisme et contribue à l'émergence et au développement de la gangrène gazeuse. L'agent pathogène lui-même ne contient pas de collagène et n'est donc pas affecté par la collagénase.

Maladies associées à une altération de la synthèse et de la maturation du collagène

Une monographie d'un spécialiste indien renommé dans le domaine de la gérontologie, consacrée aux changements intervenant au cours du vieillissement dans la structure et les fonctions de la chromatine, l'activité enzymatique, la structure du collagène et sa synthèse, immunitaire et systèmes endocriniens... Vieillissement cellulaire et théories modernes vieillissement.

Conçu pour les biologistes, biochimistes, gérontologues, gériatres.

Livre:

Les chaînes de collagène individuelles se dissocient en milieu alcalin ou acide et dans des solutions d'urée, de thiocyanate et de chlorhydrate de guanidine. Lorsqu'elles sont chauffées à 40 ° C, les liaisons hydrogène entre les chaînes sont rompues. La quantité de collagène ainsi extraite est élevée chez les animaux en développement, mais diminue rapidement avec l'âge. Lorsque le collagène a été extrait avec du sel neutre de la peau de rats. 1, 5 à 24 mois, il a été constaté que moins de collagène était extrait chez les animaux plus âgés. Dans le même temps, le nombre de chaînes β simples extraites a rapidement diminué, tandis que le nombre de trimères de chaînes β (β-collagène) augmentait (Fig. 4.3 et 4.4; Tableau 4.3). Pour les dimères des chaînes β (β-collagène), aucun changement n'a été observé.

Tableau 4.3.Rapport différents types collagène de peau de rat en fonction de l'âge

Les modifications de la réticulation du collagène de la peau bovine ont été étudiées au cours du développement des animaux. Il existe de nombreux réticulations de type DDOLNL dans la peau des embryons, ce qui la rend peu soluble. À la naissance, la proportion de ces liens croisés diminue d'environ un tiers. A l'âge de 6 mois, ils sont pratiquement absents, ils sont remplacés par la dioxylisinonorleucine (DOLNL) et la fraction C. Jusqu'à 18 mois, le nombre de ces réticulations augmente progressivement et représente environ 95% de l'ensemble des réticulations. Dans la peau humaine, la quantité maximale de DLNL et de fraction C est observée entre 17 et 20 ans.

Le collagène est constamment renouvelé au cours du développement. Apparemment, l'évolution de la nature des réticulations et de leur rapport au cours de cette période est due à l'apparition de différents types de chaînes β. Le métabolisme du collagène ralentit progressivement, car le développement s'accompagne d'une diminution du taux de synthèse et de la destruction du collagène. Il a été montré que la consommation d'acide ascorbique dans la peau des rats, qui est un cofacteur à la fois de la prolyl et de la lysyl hydroxylase, est élevée à la naissance et diminue rapidement avec le développement des animaux. À l'âge de 6 mois, la consommation d'acide ascorbique est au centième de sa consommation à la naissance. En même temps vitamine C tout au long de la vie, il est absorbé par les os et les ligaments, bien qu'après 12 semaines, son absorption diminue. De toute évidence, la synthèse du collagène dans la peau des rats âgés de 6 à 8 semaines s'arrête pratiquement, tandis que dans les os et les ligaments, elle se poursuit tout au long de la vie. Par conséquent, l'acide ascorbique est requis par les mammifères tout au long de leur vie pour maintenir état normal os et ligaments. Les résultats décrits suggèrent que l'apparition de rides sur la peau chez les personnes âgées peut être associée non seulement à l'arrêt du métabolisme du collagène dans les tissus, mais également à une augmentation du nombre de réticulations entre les monomères de collagène déposés dans la peau sur étapes préliminaires développement. Il est rapporté que le nombre de réticulations dans le collagène du tendon de la queue de rat augmente dans la tranche d'âge de 3 à 100 semaines de 1 sur 500 000 à 1 sur 50 000, c'est-à-dire 10 fois. Cela peut changer non seulement propriétés physiques collagène, mais aussi sa capacité à être extrait avec une solution saline.

L'enzyme collagénase est un autre facteur qui influence le métabolisme du collagène pendant la vie d'un animal. Cette enzyme décompose la liaison Gly-Leu dans le collagène. L'hormone parathyroïdienne stimule la synthèse de la collagénase et provoque une déminéralisation osseuse. Dans l'utérus pendant la grossesse, la synthèse de l'enzyme est améliorée, tandis que la progestérone inhibe sa synthèse. Il y a plus de collagénase dans la peau d'un embryon humain que chez un adulte. Si la peau d'un embryon et d'un adulte est cultivée in vitro, alors une quantité significative de collagénase latente, inactive (zymogène) est libérée du premier dans le milieu, mais la collagénase latente n'est pas libérée du second. Le poids moléculaire de la collagénase latente de la peau humaine est de 55 000 à 60 000 et de la collagénase active de 45 000 à 50 000. Si l'enzyme latente est passée à travers une colonne avec Sephadex G-50 prétraité avec NaI, elle est activée. La trypsine élimine un peptide de la molécule d'enzyme avec une mol. pesant 10 000 et l’active. Ainsi, l'enzyme semble être inactivée par liaison à un inhibiteur ayant un pilier. poids 10000. L'enzyme complexe - inhibiteur (collagénase latente) est activée par des agents bloquant les thiol, par exemple, l'acétate de 4-aminophénylmercurique. La nature de l'inhibiteur reste à déterminer, mais il est clair que l'activité de la collagénase peut être un autre point de contrôle du métabolisme du collagène et des modifications de sa structure au cours du vieillissement.

Selon l'une des théories du vieillissement, basée sur la formation de réticulations, une augmentation du nombre de ces réticulations dans le collagène et d'autres macromolécules extracellulaires entraîne une modification des propriétés physiques et chimiques des tissus conjonctifs. Les preuves en faveur de cette théorie sont que l'extractibilité du collagène de la peau et sa dégradation par la collagénase diminuent avec l'âge, tandis que sa stabilité thermique et sa force de contraction augmentent. Même si une augmentation du nombre de réticulations provoque ces changements et affecte le fonctionnement des tissus conjonctifs lors du vieillissement d'un animal, le vieillissement d'autres tissus qui ne possèdent pas une grande quantité de matrice extracellulaire et de collagène doit avoir d'autres raisons. De plus, la réticulation se produit après modification par la lysyl oxydase. Les modifications du contenu de cette enzyme dans les tissus conjonctifs avec l'âge peuvent également entraîner une augmentation du nombre de liaisons croisées.

Plusieurs études rapportent que le nombre de réticulations dans le collagène augmente avec le vieillissement. Cependant, des études plus récentes n'appuient pas cette conclusion. Lorsque le nombre de réticulations dans le tendon des vaches âgées de 3 et 12 ans a été mesuré après le clivage du collagène avec du bromure de cyanogène, aucune différence dans le nombre de réticulations covalentes n'a été trouvée. Lors de la détermination du nombre de réticulations formées par la pyridinoline dans le collagène des ligaments des côtes et du tendon d'Achille des rats et des humains, il a été montré que chez l'homme après 30 ans, il diminue et chez le rat après maturité, il augmente. Les principaux types de réticulations - l'oxylysinonorleucine (OLLNL) et la dioxylisinonorleucine (DOLNL) ne changent pas avec l'âge, c'est-à-dire que la formation de réticulations dans le collagène n'est pas, apparemment, cause principale vieillissement. Il a été suggéré que la diminution de la solubilité du collagène avec l'âge peut être déterminée par la stabilisation des réticulations labiles. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour déterminer si le nombre de liens croisés change avec l'âge.

Trois types de réactions présentent un intérêt particulier à cet égard. Le premier est la réaction des monosaccharides, du glucose et du galactose, avec des aldéhydes formés à partir de résidus de lysine et d'oxylysine. Dans la peau de taureau, l'intensité de ces réactions augmente avec l'âge. Etant donné que les composés hexosyliques mentionnés ici ne peuvent pas former de liaisons avec d'autres chaînes ß, à la suite de ces réactions, le nombre de sites potentiels pour la formation de réticulations diminue. Le rôle de ces changements n'est pas clair, mais ils peuvent être responsables de la fragilité accrue de la peau et des os chez les personnes âgées.

Le deuxième type de réactions est l'interaction de l'allysine avec l'oxylysine pour former de l'aldimine ou l'interaction de l'oxyallisine avec l'oxylysine ou la lysine pour former des cétoamines, qui sont plus stables que les aldimines. La proportion de ces réticulations dans les tendons des humains, des taureaux et des rats augmente au cours de leur croissance, puis diminue. Ces changements peuvent être régulés par le niveau de lysyl hydroxylase, qui à son tour dépend d'autres facteurs.

Le troisième type de réaction est la détermination des réticulations par réduction avec du 3 H-borohydrure. Avec l'âge, la quantité de tritium inclus diminue. Cela peut être dû à la diminution de la proportion de ces réticulations. En même temps, la raison de la diminution de l'incorporation de tritium peut être que ces réticulations deviennent plus stables dans la vieillesse et, par conséquent, ne sont pas restaurées.

DANS période au début le développement dans les tissus modifie non seulement le nombre et la stabilité des réticulations, mais également les types de collagène. Comme indiqué précédemment, le rapport entre le collagène de type I et de type III change dans la peau et éventuellement dans d'autres tissus. Les chondrocytes synthétisent généralement le collagène de type II en culture in vitro, mais s'ils sont traités avec de la bromodésoxyuridine, un analogue de la thymidine, ils synthétisent le type I et un autre type de collagène, que l'on ne trouve normalement pas dans les tissus. Le collagène de type I est également synthétisé par d'anciens chondrocytes. Alors que le collagène de type II est généralement synthétisé dans les ligaments, le collagène de type I apparaît dans les ligaments des articulations dans l'arthrose. Il serait essentiel de clarifier si pour cette raison il y a une diminution de la matrice de collagène chez les personnes âgées dans l'ostéoporose. La synthèse du collagène de type I par les ostéoblastes pourrait-elle être remplacée par un autre type de collagène? Quand maladie congénitale - ostéogenèse imparfaite - dans laquelle les os deviennent très fragiles, les fibroblastes cutanés en culture sont synthétisés en un grand nombre collagène type III... Certaines maladies liées au collagène résultent d'une diminution du niveau d'enzymes spécifiques nécessaires à sa synthèse. On ne sait pas si cela entraîne un changement de synthèse ou une inhibition de la synthèse du collagène de type I. N'importe lequel de ces changements peut affecter la capacité de la matrice à favoriser la cristallisation de l'apatite, ce qui rend l'os plus fragile, car tous les types de collagène sauf le type I sont connus pour former des fibres amorphes.

Les changements structurels du collagène avec le vieillissement peuvent être attribués à plusieurs facteurs. L'un d'eux, peut-être, est un changement dans la synthèse de différentes chaînes β codées par différents gènes. Dans ce cas, il est intéressant de savoir quelle est la raison de l'inclusion d'un gène pour les? -Chaines d'un type et "off" d'un gène pour les? -Chains d'un autre type? Dans le même temps, l'activité de la prolyl et de la lysyl hydroxylase, de la lysyl oxydase et des glycosyltransférases, qui affectent la formation de réticulations, peut changer avec l'âge, ce qui peut également affecter les changements structurels liés à l'âge. Il est bien connu que les niveaux de ces enzymes changent avec l'âge. Alors qu'est-ce qui détermine le niveau de leur synthèse? L'un des facteurs déterminants peut être le métabolisme du collagène, qui dépend de l'activité de la collagénase. La collagénase, lorsqu'elle n'est pas nécessaire, existe sous une forme inactive. La synthèse de cette enzyme, ainsi que la synthèse de son inhibiteur et l'activation de la collagénase inactive, peuvent être déterminées par divers facteurs dont le niveau, à son tour, peut changer avec l'âge.

Ainsi, on peut supposer que les changements structurels du collagène, en fonction de l'âge, sont dus à des changements du niveau de certaines enzymes et, par conséquent, sont causes secondaires vieillissement. Tout dommage aux centres primaires, c'est-à-dire au génome, à la suite duquel la synthèse des enzymes participant à la synthèse des chaînes β, leur dégradation et leur modification peuvent changer, peut conduire à une violation de la structure du collagène et, par conséquent, de sa fonction. D'où la nécessité d'étudier les évolutions de la régulation de la synthèse de ces enzymes et différents types? -chains au niveau du génome; ce n'est qu'alors que l'on peut comprendre les événements moléculaires associés aux modifications de la structure du collagène en fonction de l'âge. Le polymorphisme des molécules de collagène et les changements dans le rapport des types de collagène dans les tissus observés tout au long de la vie sont similaires à ceux qui se produisent pour les isoenzymes de la lactate déshydrogénase et de l'alanine aminotransférase. Tout cela s'explique par l'activité différente des gènes codant pour les propriétés de différents types de chaînes β. L'activité des gènes peut être déterminée par des facteurs dont le niveau change tout au long de la vie. Ce point de vue est étayé par le fait que la synthèse du collagène lors du développement post-embryonnaire d'un nématode libre Panagrellus silusiae a un caractère intermittent, et chacune de ses prochaines explosions coïncide avec une augmentation du taux de prolyl hydroxylase.

Ministère de la santé de la République du Bélarus

UO «Ordre d'amitié des peuples de l'État de Vitebsk

université de médecine"

Département de biochimie générale et clinique

Résumé sur le sujet:

Modifications du tissu conjonctif avec vieillissement, collagénose et cicatrisation des plaies

Réalisé:

Élève du groupe 37, 2ème année

Faculté de médecine

Minina E.G.

Vérifié:

Grebennikov I.N.

Vitebsk, 2011

Introduction.

Troubles métaboliques et énergétiques pour:

Niveau moléculaire;

Niveau cellulaire;

Niveaux d'organes et de tissus;

Le niveau de tout l'organisme.

Le vieillissement est caractérisé par des changements inégaux et multidirectionnels du métabolisme et de l'énergie.

Mise en place de troubles métaboliques et énergétiques.

Traitement des maladies métaboliques et énergétiques.

Conclusion.

Littérature.

Introduction.

Troubles métaboliques eténergie sous-tendent les dommages aux organes et aux tissus menant à l'événement maladie... Les changements qui se produisent au cours des réactions chimiques s'accompagnent de changements plus ou moins importants dans les processus de production et d'absorption d'énergie. Il existe 4 niveaux auxquels des troubles métaboliques et énergétiques peuvent survenir: moléculaire; cellulaire; organe et tissu; organisme entier. Les troubles métaboliques et énergétiques à n'importe lequel de ces niveaux peuvent être primaires ou secondaires. Dans tous les cas, ils sont mis en œuvre au niveau moléculaire, auquel les modifications du métabolisme et de l'énergie entraînent des troubles pathologiques des fonctions de l'organisme.

Le cours normal des réactions métaboliques au niveau moléculaire est dû à la combinaison harmonieuse des processus cataboliques et anaboliques. Lorsque les processus cataboliques sont perturbés, des difficultés énergétiques apparaissent, la régénération de l'ATP est perturbée, ainsi que l'apport des substrats initiaux de l'anabolisme nécessaires aux processus de biosynthèse. À son tour, le principal ou associé à des changements dans les processus cataboliques, les dommages aux processus anaboliques entraînent une altération fonctionnelle de la reproduction connexions importantes - enzymes, hormones, etc. La violation de divers maillons des chaînes métaboliques est inégale dans ses conséquences. Les changements pathologiques les plus importants et les plus profonds du catabolisme se produisent lorsque le système d'oxydation biologique est endommagé lors du blocage des enzymes de la respiration tissulaire, de l'hypoxie, etc., ou lorsque les mécanismes de conjugaison de la respiration tissulaire et de la phosphorylation oxydative sont endommagés (par exemple, la déconnexion de la respiration tissulaire et la phosphorylation oxydative dans la thyrotoxicose). Dans ces cas, les cellules sont privées de leur principale source d'énergie, presque toutes les réactions oxydantes du catabolisme sont bloquées ou perdent la capacité d'accumuler l'énergie libérée dans les molécules d'ATP. En inhibant les réactions du cycle de l'acide tricarboxylique, la production d'énergie pendant le catabolisme est réduite d'environ deux tiers. Si le cours normal des processus glycolytiques (glycolyse, glycogénolyse) est perturbé, le corps perd sa capacité à s'adapter à l'hypoxie, ce qui se traduit notamment par le fonctionnement du tissu musculaire. La violation de l'utilisation des glucides, sources d'énergie métabolique uniques en cas de manque d'oxygène, est l'une des raisons d'une diminution significative de la force musculaire chez les patients atteints de diabète sucré. L'affaiblissement des processus glycolytiques complique l'utilisation métabolique des glucides, conduit à l'hyperglycémie, au passage des bioénergétiques aux substrats lipidiques et protéiques, à l'inhibition du cycle de l'acide tricarboxylique en raison d'un manque d'acide oxalique-acétique. Les conditions se présentent pour l'accumulation de métabolites sous-oxydés - corps cétoniques, la dégradation des protéines est améliorée et la gluconéogenèse est intensifiée. Acétonémie, azotémie se développent, acidose.

La croissance, le développement et le processus de vieillissement ultérieur s'accompagnent de modifications importantes du tissu conjonctif. Dans un aspect biochimique, ils se résument à ce qui suit:

2. La quantité de substance de base diminue avec l'âge et la teneur en fibres de collagène augmente.

3. Le nombre de réticulations dans l'élastine diminue et l'élasticité des structures du tissu conjonctif diminue.

4. Le nombre de réticulations dans le collagène, au contraire, augmente, à la suite de quoi la force de la fibre de collagène augmente et la disponibilité de sa collagénase diminue.

5. Dans le processus de vieillissement, le taux métabolique des composants du tissu conjonctif ralentit.

6. La concentration d'hydroxyproline dans le sérum sanguin et son excrétion quotidienne dans l'urine diminuent.

7. Dans la composition du collagène et des fibres élastiques, la teneur en calcium augmente, ce qui conduit à la rigidité de certains types de tissu conjonctif.

8. La quantité d'eau liée diminue, ce qui entraîne une diminution de la turgescence tissulaire.

La structure et les fonctions du tissu conjonctif peuvent être altérées en pathologie, en particulier avec la mucopolysaccharidose et la collagénose.

Mucopolysaccharidoses - groupe lourd maladies héréditairesassociée à l'absence génétiquement déterminée de l'une des enzymes impliquées dans le catabolisme des GAG ou protéoglycanes, qui s'accumulent dans les lysosomes, ce qui conduit au développement de manifestations cliniques... Dans certains types de mucopolysaccharidoses, des fragments de GAG \u200b\u200bnon clivés sont excrétés dans l'urine. Symptômes cliniques différents types La mucopolysaccharidose a ses propres caractéristiques, mais toutes sont liées par une violation du développement mental et physique de l'enfant, des déformations squelettiques, l'opacité cornéenne, une perturbation de la structure et des fonctions de diverses structures du tissu conjonctif et une réduction de l'espérance de vie. Actuellement, ces maladies ne répondent pas au traitement, mais elles peuvent être diagnostiquées pendant la grossesse en déterminant l'activité des enzymes correspondantes dans les cellules du liquide amniotique.

Les collagénoses sont un groupe de maladies dans lesquelles tout est endommagé les composants structuraux tissu conjonctif: cellules, fibres, substance de base. Les collagénoses comprennent les rhumatismes, polyarthrite rhumatoïde, le lupus érythémateux disséminé, sclérodermie systémique, périartérite noueuse, dermatomyosite. Les collagénoses sont le résultat non seulement de troubles génétiques, mais peuvent également avoir un caractère acquis.

Le tissu conjonctif cicatriciel (cicatrice) est un type spécial de tissu conjonctif qui se forme en réponse à des dommages à tout tissu à la suite d'une blessure ou processus inflammatoire... Dans une plaie cicatrisante, les fibroblastes synthétisent intensivement le collagène, les protéines non collagéniques, le cholestérol, les triacylglycérols, les phospholipides, les glycosaminoglycanes, les protéoglycanes, les glycoprotéines. Ensuite, un tissu cicatriciel se forme, au cours duquel le nombre de cellules diminue, les lipides, les protéines non collagènes, les protéoglycanes, ainsi que l'excès de collagène sont presque complètement décomposés et une cicatrice se forme. Une cicatrice est un tissu conjonctif dense qui reproduit pleinement la configuration du défaut tissulaire qu'elle comble. La cicatrice formée se compose principalement de fibres de collagène, dont la structure n'a pas de structure régulière, ainsi que d'une très petite quantité de lipides non digérés, de glycosaminoglycanes et de protéines non collagéniques. Le collagène provoque l'adhésion et l'agrégation des plaquettes, ce qui favorise la formation d'un film protecteur à la surface de la plaie et sa cicatrisation. Parfois, des cicatrices hypertrophiques défigurantes de nature chéloïde peuvent se former, contenant dans leur composition beaucoup de lipides, de GAG \u200b\u200bet de leurs produits de dégradation à faible teneur en collagène. L'hormone corticotrope hypophysaire, les glucocorticoïdes, l'hormone parathyroïdienne, les rayonnements ionisants, le stress, une carence en protéines complètes et en vitamine C dans l'alimentation ralentissent la cicatrisation des plaies. Les hormones qui stimulent la synthèse du collagène et favorisent la cicatrisation des plaies comprennent l'hormone de croissance, la thyroxine, l'insuline et les hormones sexuelles.

Ministère de la santé de la République du Bélarus

Université médicale de l'Ordre de l'amitié des peuples de l'État de Vitebsk

Département de chimie biologique

Résumé sur le sujet:

Modifications du tissu conjonctif avec le vieillissement, la collagénose et la cicatrisation des plaies

Réalisé:

Etudiant de 2ème année

faculté de médecine

18 groupes

Vinogradova D.A.

Prof:

Kozlovskaya S.P.

Vitebsk, 2014

Plan:

1. Modifications biochimiques du tissu conjonctif au cours du vieillissement Page 3

2. Maladies diffuses du tissu conjonctif (collagénoses) Page 3
3. Modifications du tissu conjonctif lors de la cicatrisation des plaies Page 6

4. Conclusion Page 13

5. Liste de la littérature utilisée Page 14

Modifications biochimiques du tissu conjonctif au cours du vieillissement

Commun changement d'âge, commune à tous les types de tissu conjonctif, est une diminution de la teneur en eau et du rapport base / fibre. L'indicateur de ce rapport diminue à la fois en raison d'une augmentation de la teneur en collagène et en raison d'une diminution de la concentration en glycosaminoglycanes. Tout d'abord, la teneur en acide hyaluronique est considérablement réduite. Cependant, non seulement la quantité totale de glycosaminoglycanes acides diminue, mais le rapport quantitatif des glycanes individuels change également. En même temps, il y a aussi un changement proprietes physiques et chimiques collagène (augmentation du nombre et de la force des réticulations intra et intermoléculaires, diminution de l'élasticité et de la capacité à gonfler, développement de la résistance à la collagénase, etc.), la stabilité structurelle des fibres de collagène augmente (progression du processus de «maturation» des structures fibrillaires du tissu conjonctif). Il faut se rappeler que le vieillissement du collagène in vivo n'équivaut pas à l'usure. C'est une sorte de résultat de processus métaboliques se produisant dans le corps qui affectent la structure moléculaire du collagène.

Maladies diffuses du tissu conjonctif (collagénoses)

La place principale dans la pathologie du tissu conjonctif (ci-après CT) est occupée par ses lésions systémiques, qui sont causées par des troubles métaboliques ou l'homéostasie immunitaire et reflètent l'échec de diverses fonctions de CT. Il existe des lésions systémiques primaires et secondaires du scanner. Les lésions primaires sont congénitales et héréditaires. Les lésions systémiques primaires congénitales et héréditaires du scanner sont causées par des malformations et des troubles métaboliques. Ceux-ci comprennent notamment les mucopolysaccharidoses, le syndrome de Morphan, l'ostéogenèse imparfaite.

Les lésions CT systémiques acquises primaires comprennent un grand groupe de maladies CT diffuses - les maladies du collagène (collagénoses), caractérisées par des lésions CT généralisées. Les facteurs étiologiques peuvent inclure: l'intolérance aux médicaments (antibiotiques, sulfamides), le refroidissement, une infection (généralement streptococcique), une exposition excessive au soleil, des vibrations, un traumatisme physique ou mental. Les dysfonctionnements du système hypothalamo-hypophyso-surrénalien et la prédisposition héréditaire sont d'une certaine importance.

Les maladies des systèmes CT sont un exemple classique de maladies auto-immunes spécifiques à un organe. Ceci est attesté par:

· La présence d'autoanticorps;

· Détection des complexes antigène-anticorps dans le foyer de la lésion;

· L'accumulation dans les tissus affectés de cellules plasmatiques et lymphoïdes liées à la production d'anticorps circulants;

· Hypergammaglobulinémie;

· L'efficacité du traitement par les immunosuppresseurs, en particulier les corticostéroïdes;

· Association avec d'autres maladies auto-immunes (thyroïdite de Hashimoto, etc.).

Le lien initial dans le processus est la stimulation du système immunocompétent avec n'importe quel antigène avec la participation d'un autoantigène, la production d'autoanticorps et certains troubles immunitaires... L'émergence d'autoantigènes est facilitée par la libération d'hydrolases acides au centre de la désorganisation de la ST, une augmentation du clivage hydrolytique des tissus et des cellules. Les anticorps sont formés contre tous les éléments de CT et sont dirigés contre les antigènes de leurs propres tissus. Des syndromes auto-immunes associés aux anticorps circulants peuvent se développer - anémie hémolytique auto-immune, thrombocytopénie auto-immune, glomérulonéphrite, etc.

Un deuxième mécanisme de développement de maladies diffuses est également possible - une violation du métabolisme du collagène, en particulier, vitesse accrue sa biosynthèse, la formation de structures de collagène instables avec une dégradation accrue, la formation d'un excès de fibrose. Mais même dans ce cas, les dommages au collagène peuvent être causés par des complexes antigène-anticorps circulant dans le sang.

Malgré la grande originalité des formes nosologiques individuelles de maladies ST diffuses, elles sont toutes unies par un certain nombre caractéristiques communes, dont le principal est le processus inflammatoire systémique à médiation immunitaire. De plus, toutes ces maladies sont caractérisées par de la fièvre, de l'arthrite, une polysérosite récurrente, diverses pathologies viscérales (myoendocardite, glomérulonéphrite ou amylose rénale, atteinte hépatique, syndromes hépatolénaux, lymphadénopathie généralisée), dans la plupart des cas, évolution récurrente et progressive.

Les lésions des tissus immunitaires sont la principale composante de la pathogenèse des maladies ST diffuses. Sous diverses formes nosologiques, il s'exprime de manière inégale, dépourvue de spécificité nosologique stricte.

Les maladies ST diffuses comprennent:

• rhumatismes, caractérisés par des lésions prédominantes du cœur et des vaisseaux sanguins;

· Polyarthrite rhumatoïde - dommages principalement aux articulations;

· Polysynovite symétrique, conduisant à une destruction progressive des articulations;

Sclérodermie systémique - une maladie polysyndromique progressive avec changement de caractéristique peau, appareil de soutien-moteur, organes internes (poumons, cœur, tube digestif, rein) et des troubles vasospastiques courants comme le syndrome de Raynaud, qui sont basés sur des lésions CT avec une prédominance de fibrose et pathologie vasculaire sous forme d'endartérite oblitérante;

· Lupus érythémateux disséminé, se manifestant par la défaite de l'ensemble du scanner, de nombreux organes et systèmes;

Périartérite noueuse - une lésion vasculaire systémique impliquant toutes les couches de la paroi vasculaire (panartérite);

· Syndrome de Goodpasture - une maladie immuno-inflammatoire des petits vaisseaux des poumons et des reins, caractérisée par la triade classique - hémorragie pulmonaire, glomérulonéphrite, anticorps anti-antigènes de la membrane principale des capillaires des poumons et des reins (voir ci-dessus);

Spondylarthrite ankylosante - principalement lésion de l'appareil ligamentaire de la colonne vertébrale, articulations périphériques avec atteinte du cœur, des reins, de l'aorte;

· Le syndrome de Sjögren («syndrome sec») - une lésion auto-immune des glandes exocrines (principalement lacrymales et salivaires), accompagnée de leur hypofonction, associée à des maladies immuno-inflammatoires systémiques;

· Un certain nombre d'autres maladies.

Les formes mixtes de maladies ST diffuses sont caractérisées par la présence de signes de deux maladies ou plus, telles que le syndrome de Sharp. Ce syndrome se manifeste par une combinaison de signes cliniques caractéristiques du lupus érythémateux disséminé, de la sclérodermie, de la polyarthrite rhumatoïde et de la dermatomyosite, ainsi que par un titre élevé d'anticorps dirigés contre la ribonucléoprotéine nucléaire dans le sérum sanguin; le pronostic du syndrome est relativement favorable.

Les maladies ST mixtes comprennent la sarcoïdose - une maladie systémique du groupe de la granulomatose, caractérisée par le développement de granulomes à cellules épithélioïdes, la dégénérescence, la destruction, la sclérose de divers tissus et organes dont la fonction est altérée.

Modifications du tissu conjonctif lors de la cicatrisation des plaies

Les fibroblastes sont impliqués dans la cicatrisation des plaies. Dans la cicatrisation des plaies, l'épiderme joue un rôle important, qui n'est pas seulement de restaurer l'intégrité de la peau, mais également de réguler la croissance et la maturation des tissus de granulation. L'épidermisation prématurée ou prolongée du défaut de la plaie entraîne la formation d'une cicatrice de mauvaise qualité. À cet égard, les changements métaboliques de l'épiderme sous-tendent les transformations structurelles et fonctionnelles au niveau de la peau qui se produisent lors de l'élimination d'un défaut de la plaie. Les réarrangements survenant dans l'épiderme sont associés à la transition des cellules vers un niveau de fonctionnement modifié et optimisé en termes d'homéostasie. La couche de croissance de Malpighi, qui comprend les couches basales et épineuses, dont les cellules déterminent la formation des couches sus-jacentes de l'épiderme, a subi les plus grands changements structurels et métaboliques.

Carence en vitamine C.

Dystrophie du tissu conjonctif

Le scorbut est une maladie causée par une carence aiguë en vitamine C (acide ascorbique), qui entraîne une altération de la synthèse du collagène et le tissu conjonctif perd de sa force.

Syndrome d'Ehlers-Danlos

Le syndrome d'Ehlers-Danlos (EDS; Q79.6) est une maladie génétiquement hétérogène causée par une variété de mutations dans les gènes du collagène ou dans les gènes responsables de la synthèse des enzymes impliquées dans la maturation des fibres de collagène. Elle se caractérise par une hyperélasticité de la peau, des sphérules sous-cutanées, une hyperextension des articulations, une légère vulnérabilité tissulaire et un syndrome hémorragique. La prévalence réelle est inconnue en raison de la complexité de la vérification et du grand nombre de formes bénignes, la fréquence des cas diagnostiqués est de 1 nouveau-né sur 5000, les formes sévères sont rares (1: 100 000).

Le latirisme est une maladie épidémique qui a été observée à plusieurs reprises en France, en Italie, en Algérie et aux Indes orientales pendant les années de soudure, lorsque les habitants, en raison du coût élevé du pain, ont utilisé la plante de pois Lathyrus. Papilionaceae. Il existe plusieurs espèces de Lathyrus, parmi lesquelles L. cicera et L. clymenum produisent des graines toxiques. La maladie survient parfois après six semaines de consommation des graines du rang, parfois après plusieurs mois et affecte non seulement les personnes, mais aussi certains animaux (chevaux, porcs, canards). La maladie, qui ressemble à bien des égards à la moelle épinière tabes, est causée, selon toute vraisemblance, par une lésion de la moelle épinière et se caractérise principalement par les phénomènes de paralysie, en particulier des membres inférieurs... La démarche irrégulière de ces patients est extrêmement typique. Parfois, la maladie se termine par une gangrène des membres inférieurs, comme dans une intoxication chronique par l'ergot. La maladie touche principalement les jeunes; les hommes plus souvent que les femmes.

Bibliographie

1.http: //med-books.info/ veterinariya

2.http: //znaiu.ru

3.http: //forum.biomedis.ru

Description du travail

Un changement commun lié à l'âge qui est commun à tous les types de tissu conjonctif est une diminution de la teneur en eau et du rapport matériau de base / fibre. L'indicateur de ce rapport diminue à la fois en raison d'une augmentation de la teneur en collagène et en raison d'une diminution de la concentration en glycosaminoglycanes. Tout d'abord, la teneur en acide hyaluronique est considérablement réduite. Cependant, non seulement la quantité totale de glycosaminoglycanes acides diminue, mais le rapport quantitatif des glycanes individuels change également. Dans le même temps, il y a également une modification des propriétés physico-chimiques du collagène (augmentation du nombre et de la force des réticulations intra et intermoléculaires, diminution de l'élasticité et de la capacité de gonflement, développement de la résistance à la collagénase, etc.), la stabilité structurelle des fibres de collagène augmente (progression du processus de «maturation» structures fibrillaires du tissu conjonctif).