Sidekudos. Sidekudoksen pääaine

Kuten muutkin kudokset, sidekudos koostuu vedestä ja kiinteistä aineista. Kuiva jäännös sisältää orgaanisia ja mineraalisia aineita (taulukko 14).

Taulukosta 14 nähdään, että kudoksen pääproteiini on kollageeni. Se muodostaa 25-33% kaikista kehon proteiineista ja 6% koko kehon painosta. Sen molekyylipaino on 120 tuhatta. Jokainen molekyyli koostuu keskimäärin 1000 aminohappotähteestä, joista kolmasosaa edustaa glysiini, 11% - proliini, 3- ja 4-hydroksiproliini, 11% - arginiini. Kollageenia syntetisoidaan täällä fibroblasteilla, muun tyyppisissä kudoksissa - niiden analogeilla: luussa - osteoblasteilla, rustoilla - kondroblasteilla. Siksi kuituja kutsutaan kollageeniksi,

14. Kemiallinen koostumus  härän sidekudos
(mukaan S. I. Athos)

osseinovym ja chondrinovymi. Eläimillä on neljä tyyppiä kollageenia: I - iho, luut ja jänteet; II - rusto; III - verisuonten seinämät ja alkioiden iho; IV - liitoskalvot. Ne eroavat aminohappojen koostumuksesta ja molekyylisestä rakenteesta.

Toinen sidekudosproteiini on elastiini. Fibrillaariproteiini, joka antaa joustavuutta iholle, keuhkokudokselle, nivelsiteille, verisuonille. Sen edeltäjää tropoelastiinia erittävät fibroblastit ja sileät lihassolut polypeptidiketjun muodossa. Molekyylipaino  - 100 tuhatta. Se sisältää runsaasti glysiini-, alaniini- ja valiinitähteitä, heikko polaaristen aminohappojen jäännöksissä. Synteesin jälkeen siihen tehdään translaation jälkeinen modifikaatio, joka koostuu rajoitetusta proteolyysistä ja silloittumisesta. Viimeksi mainitut syntyvät polypeptidiketjujen välillä lysiinin sivuketjujen hapettumisen ja aldehydiryhmien kondensaation jälkeen. Muodostuu monimutkainen polypeptidiverkko, joka määrittää proteiinimolekyylin kimmoisuuden ja sen liukenemattomuuden veteen.

Pääaine sisältää proteiineja ja polysakkarideja, jotka muodostavat monimutkaisia \u200b\u200byhdisteitä, joilla on erilainen molekyylirakenne ja vahvuus. Niitä edustaa kaksi ryhmää - proteoglykaanit ja glykoproteiinit. Proteoglykaanit muodostavat noin 30% kuivakudoksen massasta. Heidän molekyylissä hiilihydraattiosan osuus on 95% kokonaismassasta ja proteiinin - 5%. Molemmat osat on kytketty toisiinsa peptidisidoksilla. Hiilihydraatit esitetään tässä.

hyaluronihappo, kondroitiinisulfaatit A, B ja C, kerataanisulfaatti, heparaanisulfaatti tai hepariini.

Merkittävä osa kudoksen pääaineesta on glykoproteiineja (glykoproteiineja) - monimutkaisia \u200b\u200bproteiineja, joiden molekyyli koostuu yksinkertaisesta proteiinista (jopa 96% kokonaismassasta) ja hiilihydraattiryhmästä (jopa 4%). Jälkimmäinen koostuu 2-15 monomeeriyksiköstä (heksosamiinit, heksoosit, siaalhapot, fukoosi) ja on kovalenttisesti kiinnittynyt proteiiniin. Glykoproteiinien molekyylipaino on -15 tuhatta -1 miljoonaa. Hiilihydraattiosa tarjoaa tarvittavan konfiguraation glykoproteiinimolekyyliin, suojaa proteolyysiä vastaan, tarjoaa esteetöntä kuljetusta ja antaa sille immunologisia ominaisuuksia. Glykoproteiineja on useita ryhmiä, erilaiset kemiallinen rakenne  molekyylit, ominaisuudet ja arvo.

ELÄINTEN KYTKEMINEN

Sidekudoksen kemiallinen koostumus. Sidekudoksen tärkeimmät komponentit ovat rakenneproteiinit - skleroproteiinit: kollageeni, elastiini, retikuliini. Ne ovat osa kuitua. Sidekudoksen pääaine sisältää mukoproteiinien proteiineja ja pieninä määrinä albumiinia, globuliineja, nukleoproteiineja ja joitain muita.

Kollageenia. Kollageeni muodostaa kolmanneksen kaikista eläimen kehon proteiineista. Sitä löytyy jänteistä, rustosta, nivelsiteistä ja fastioista. Kollageenilla on erityinen koostumus muihin proteiineihin verrattuna. Se sisältää noin 35% glysiinitähteitä ja noin 11% alaniinitähteitä, mikä on epätavallisen suuri useimmille tunnetuille proteiineille. Vielä tyypillisempi kollageenin tunnusmerkki on iroliinin ja oksiproliinin korkea pitoisuus, joiden osuus on noin 21%. Kollageeni on viallinen proteiini, koska tryptofaania ja metioniinia ei ole.

Kollageeni on kollageenikuitujen perusta, jota kerätään eripaksuisina kimppuina ja jotka muodostavat yhden silmärakenteen sidekudoksessa - ligatuurissa. Kollageenikuitut koostuvat pienistä fibrilleistä, joilla on korkea mekaaninen lujuus.

Kollageenifibrillit koostuvat alayksiköistä, joita kutsutaan tropokollageeniksi. Tropocollagen-molekyylit rakennetaan kolmesta polypeptidiketjusta, jotka on kierretty yhteen yhden yhteisen akselin ympäri (kuva 5.9). Ne muodostavat kollageenin kolmannen rakenteen. Tropokollageenimolekyylien aggregoitumisen seurauksena pitkittäis- ja poikittaissuunnassa tapahtuu kvaternäärisen kollageenirakenteen - fibrillien - muodostuminen. Alkuperäinen kollageeni on kestävä useille aineille; se ei liukene veteen, orgaanisiin liuottimiin, hapot ja emäkset vaikuttavat siihen erittäin vähän.

Liukenemattomat kollageenin juosteet ovat kestävimmät kaikista muista kuiduista.

Kuva 5.9. Kollageenin / tropokollageenin (kolmannen polypeptidiketjun heliksi) kolmas rakenne

Fibrillien pinnalla sijaitsevat glykoproteiinimolekyylit suojaavat kollageenia proteolyyttisten entsyymien vaikutuksesta, mikä tekee tästä proteiinista huonosti imeytyvän kehossa. Kollageenin liukenemattomuus ja stabiilisuus, samoin kuin jossain määrin lihan konsistenssi, riippuvat eläinten tyypistä ja iästä sekä kudoksesta, johon se sisältyy. Tämä johtuu tosiasiasta, että eläimen iän kasvaessa ristisiltojen lukumäärä kollageenissa kasvaa, mikä tekee sidekudoksen kollageenifibrillit jäykämmiksi ja hauraammiksi (kuva 5.10). Kollageeni pystyy turpoamaan voimakkaasti vesiliuoksissa, ja sen massa kasvaa 1,5 - 2 kertaa. Tällä ominaisuudella se on toiseksi vain myosiini.

Korkea kollageenin hydraatio liittyy molekyylin suuren määrän sivuttaispolaaristen ryhmien sisältöön sen rakenteessa. Kun pH siirretään happamalle tai emäksiselle puolelle isoelektrisestä pisteestä (pH 7,0 naudan iholle), kollageenin turpoaminen kasvaa voimakkaasti, kun taas proteiinin massa täydellisen turpoamisen tilassa voi vaihdella 400 - 1000 painoprosenttia kuivaproteiinia (riisi) . 5.11.).

Kollageenin erottuvat piirteet:
   korkea mekaaninen lujuus;
   kestävyys hapoille, emäksille, ruoansulatusentsyymeille; turvotuskyky; hitsaus ja hydroterminen hajoaminen lämpötilassa 58 - 62 ° C; siirtyminen vesiliukoiseen gelatiiniin (glutiini) lämpötilassa 65 - 90 ° C - glutainin geeliytyminen.

Vedellä kuumennettuna kollageeni hajoaa. Lämpöaltistuksen, sen denaturoitumisen ja osittaisen hydrolyyttisen hajoamisen takia peptidisidokset  muodostumalla korkean ja matalan molekyylipainon omaavia tuotteita. Kollageenimakromolekyylien hajoamisaste riippuu lämpötilasta ja kuumennuksen kestosta.

Kohtalaisella lämpöaltistuksella (58–62 ° C) kollageenin hitsaus ja hydroterminen hajoaminen tapahtuu. Tämä johtuu vedyn sidosten osittaisesta rikkomisesta tropokollageenin rakenteessa. Hitsauksen seurauksena kollageenikuitujen pituus pienenee noin 60% alkuperäisestä, mutta niiden paksuus kasvaa, joten kuitujen tilavuus kokonaisuutena kasvaa, niiden rakenne irtoaa.

Keitetystä kollageenista tai gelatiinista tulee saatavissa entsymaattisia vaikutuksia varten ja se sulautuu helposti.

Lämpötilan nousu 90 ° C: seen ja kuumennusajan pidentyminen johtavat suurimman osan ristisidosten katkeamiseen, jotka pitävät polypeptidiketjuja kollageenin rakenteessa, minkä seurauksena se kulkeutuu vesiliukoiseen aineeseen - glutiiniin. Lämpötilan laskiessa gluteeni muodostaa hyytelöitä, joita käytetään laajasti makkarantuotannossa maksaa makkaran, hyytelöiden ja juomien valmistuksessa.

Pitkäaikainen kuumentaminen korkeassa lämpötilassa johtaa edelleen proteiinimolekyylin hydrolyyttiseen hajoamiseen ja pienempien hajoamistuotteiden - gelatoosin - muodostumiseen. Tällaista tuotetta kutsutaan liimaksi. Gelatoosiliuoksella on huono geeliytymiskyky, joten kollageenipitoisten raaka-aineiden keittoprosessia ei tulisi suorittaa korkeassa lämpötilassa ja hyvin pitkän ajan, jotta saadaan hyvää hyytelöä.

Kollageenin kyvyllä turvota ja hajoa korkeiden lämpötilojen vaikutuksesta on suuri merkitys lihan, gelatiinin ja nahan tuotannossa, samoin kuin Belkozin-tyyppisten keinotekoisten makkarakuorien valmistuksessa.

Elastiini. Tämä on luiden toisiinsa yhdistävien siteiden pääkomponentti. Fibrillaariproteiinielastiini on osa elastiinikuituja, helposti venyvä ja joustava. Niiden pituus venytyksen aikana voi kaksinkertaistua. Kankaat, joissa on paljon elastiinia, ovat kellertäviä. Elastiini, kuten kollageeni, kuuluu skleroproteiineihin, mutta on paljon vakaampi. Elastiini ei liukene kylmään ja kuumaan veteen, suolaliuoksiin, laimennettuihin hapoihin ja emäksiin. Jopa vahvalla rikkihapolla on heikko vaikutus siihen. Toisin kuin kollageeni, gelatiinia ei voida saada elastiinista. Luonnollisen elastiinin lankoja ei pilkkoa trypsiinillä tai kymotrypsiinillä, pepsiini hydrolysoi sitä erittäin hitaasti pH: ssa 2, mutta jotkut kasvientsyymit - fisiini, papaiini, bromelaiini sekä haiman tuottama elastaasi aiheuttavat elastiinin proteolyysiä.

Elastiinin aminohappokoostumukselle on tunnusomaista korkea glysiini-, alaniini-, lysiinipitoisuus, tryptofaanin ja kystiinin puuttuminen ja pieni määrä metioniinia. Vain elastiiniin sisältyvät spesifiset aminohapot - desmosiini ja isodesmosiini - osallistuvat silloittumiseen.
   Retikuliini on osa ohuita retikuliinikuituja. Retikuliini on viallinen proteiini, jolle on ominaista korkea proliini- ja oksiprololiinipitoisuus. Retikuliini imeytyy huonosti, melkein ei turpoa vedessä, ei liukene happojen ja emästen liuoksiin.

Kollageenin ja elastiinin lisäksi sidekudoksen pääaineen tärkeimmät kemialliset komponentit ovat proteiini ja polysakkaridit, jotka muodostavat monimutkaisia \u200b\u200byhdisteitä, joilla on erilainen molekyylirakenne ja lujuus. Ne on jaettu kahteen ryhmään: proteoglykaanit ja glykoproteiinit.

Proteoglykaanit ovat proteiinin ydin, joka on kovalenttisesti kytketty glukoosiaminoglykaaniin, joka sisältää heksaosaamiinia ja heksuronihappoa. Sokeri muodostaa 93% molekyylistä ja proteiini - 7%.

Proteoglykaanien toiminnallinen arvo on, että ne tarjoavat veden ja pienimolekyylipainoisten elintarvikkeiden kuljetuksen sekä vaihdon sidekudoksessa.

Glykoproteiinit koostuvat proteiinimolekyylistä, jonka polypeptidiketjuun, jonka oligosakkaridit ovat kiinnittyneet eri kohtiin. Glykoproteiineilla on matriisien rooli, jotka säätelevät kollageenirakenteiden suuntautunutta järjestelyä, stabiloivat kollageenifibrillejä ja niiden aggregoitumista proteoglykaanien kanssa, muodostavat perustan elastiinirakenteiden muodostumiselle ja osallistuvat kudoksen mineralisointiin. Ne muodostavat vedessä viskooseja liuoksia.

Kudoksen pääaineen komponentit, solut ja mineraalisuolat ovat jatkuvasti vuorovaikutuksessa kuituelementtien kanssa, vaikuttavat niiden supramolekulaaristen muodostelmien tyyppiin ja rakenteeseen, mikä lopulta määrää sidekudosten mekaaniset, fysikaalis-kemialliset ja muut ominaisuudet.

Sidekudos  - eläimen päätuki. Se muodostaa luurankon, yhdistää erilaisia \u200b\u200bkudoksia ja elimiä, ympäröi joitain elimiä ja suojaa niitä vaurioilta. Sidekudos koostuu erityyppisistä soluista, jotka sijaitsevat yleensä kaukana toisistaan; heidän hapen- ja ravintoaineiden tarpeet ovat yleensä pienet.

Sidekudos. Vasemmalta oikealle: löysä sidekudos, tiheä sidekudos, rusto, luu, veri
Löysä sidekudos koostuu soluista, jotka ovat hajallaan solujenvälisessä aineessa, ja toisiinsa kietoutuneista epäjärjestyksellisistä kuiduista. Aaltoilevat kuitukimput koostuvat kollageenista ja suorat elastiinista; niiden yhdistelmä tarjoaa sidekudoksen lujuuden ja joustavuuden. Erityyppiset solut ovat hajallaan läpinäkyvää puolinestemäistä matriisia pitkin, joka sisältää nämä kuidut:

Soikeat syöttösolut ympäröivät verisuonia; ne tuottavat matriksia ja tuottavat myös hepariinia (torjuvat veren hyytymistä) ja gispariinia (verisuonten laajeneminen, lihasten supistuminen, mahahapon erityksen stimulaatio);

Fibroplastit - solut, jotka tuottavat kuituja;

Makrofaagit (histoyytit) - ammoboidisolut, jotka imevät patogeenejä;

Plasmasolut ovat immuunijärjestelmän toinen osa;

Kromatoporit ovat erittäin haarautuneita soluja, jotka sisältävät melaniinia; läsnä silmissä ja iholla;

Rasvasolut;

Mesenkymaalisolut - sidekudoksen erottamattomat solut, jotka kykenevät tarvittaessa muuttumaan jonkin yllä luetellun tyyppisiksi soluiksi.

Fibroplastit ja makrofaagit voivat vaurioissa siirtyä vaurioituneisiin kudospaikkoihin. Löysä sidekudos ympäröi kaikki kehon elimet, yhdistää ihon sen alla oleviin rakenteisiin, peittää verisuonet ja hermot elinten sisään- ja ulosmenossa.

Tiheä sidekudos koostuu kuiduista, ei soluista. Valkoista kudosta löytyy jänteistä, nivelsiteistä, sarveiskalvosta, periosteumista ja muista elimistä. Se koostuu kerätystä yhdensuuntaiset palkit  vahvat ja joustavat kollageenikuitut. Keltainen sidekudos on nivelsiteissä, valtimoiden seinämissä, keuhkoissa. Se muodostetaan keltaisten elastisten kuitujen satunnaisella kutomisella.

Rasvakudos sisältää pääasiassa rasvasoluja. Rasvasolu koostuu keskusrasvapisarasta, ja ydin ja sytoplasma työnnetään kalvoon. Tämän tyyppinen kudos suojaa sen alla olevia elimiä shokilta ja hypotermialta.

Luuston kudosta edustavat rusto ja luu. Rusto on vahva kudos, joka koostuu soluista (kondroblasteista) upotettuna elastiseen aineeseen - chondriiniin. Ulkopuolella se peitetään tiheämmällä perikondriumilla, johon muodostuu uusia rustosoluja. Rusto peittää luiden nivelpinnat, sitä löytyy korvasta ja nielusta, nivelpussista ja nikamalevyistä.

Selkärankaisten luuranko on rakennettu luusta. Se koostuu soluista, jotka on upotettu kiinteä aine, joka koostuu 30% orgaanisista aineista (pääasiassa kollageenia) ja 70% hydroksipariitista Ca10 (PO4) 6 (OH) 2. Se sisältää myös natriumia, magnesiumia, kaliumia, klooria ja muita aineita. Tämä materiaalien yhdistelmä parantaa huomattavasti vakautta. luukudos  veto ja taivutus. Luusolut (osteoblastit) sijaitsevat erityislakojen sisällä, verisuonten yhdistäessä.