⑴ 胶原纤维的功能特点
胶原纤维是由氨基酸多肽体构成的三维结构。每一个胶原纤维分子,约以三分之一的甘氨酸,三分之一的脯氨酸和氢氧脯氨酸,以及三分之一的其它七种氨基酸有规律地排列组成半卷缩状态。因为分子中有脯氨酸和氢氧脯氨酸这两种环状结构分子的存在,锁住了整个分子很难拉开。故胶原具有微弹性和很强的抗张能力。
特点:胶原纤维是由氨基酸多肽体构成的三维结构。每一个胶原纤维分子,约以三分之一的甘氨酸,三分之一的脯氨酸和氢氧脯氨酸,以及三分之一的其它七种氨基酸有规律地排列组成半卷缩状态。因为分子中有脯氨酸和氢氧脯氨酸这两种环状结构分子的存在,锁住了整个分子很难拉开。故胶原具有微弹性和很强的抗张能力,反应了胶原纤维的高强度、高耐磨性,以及耐刺穿性、抗压性强的特点。
功能:胶原纤维是主要含有胶原蛋白,氨基酸有甘氨酸、脯氨和羟脯氨酸等的纤维组合物。胶原纤维是三种纤维中分布最广泛,含量最多的一种纤维。广泛分布于各脏器内,在皮肤、巩膜和肌腱最为丰富。胶原纤维染色主要用于和肌纤维的鉴别。
胶原纤维是真皮中的主要成分,占真皮全部纤维质量的95%-98%。新鲜的胶原纤维呈白色,故又称白纤维。在HE染色标本中,胶原纤维被染成粉红色,较粗大,直径0.5-20um,成束分布,排列紧密,并交织成网。
胶原是唯一含羟脯氨酸较多的蛋白质,因此,测定羟脯氨酸的量能确定组织中胶原的含量。胶原蛋白占全身蛋白质的30%。聚合成胶原的微原纤维的蛋白质分子称为原胶原分子。
⑵ 什么是骨胶原纤维
胶原纤维主要化学成分是胶原蛋白,是结缔组织纤维的一种。在疏松结缔组织中排列成束,纤维束常有分支。它的化学特性是在酸性溶液中纤维膨胀,可被胃液消化,但不受碱性胰液影响,在沸水中可水解为白明胶。在电子显微镜下观察,胶原纤维由更细的胶原原纤维组成。通过生物化学和X射线衍射等技术的分析,表明胶原的基本分子单位是原胶原分子。胶原纤维和弹性纤维交织在一起组成了既有韧性、又有弹性,既能使器官与组织抵抗外来牵引力,又能保持形态和位置相对固定的疏松结缔组织。
⑶ 弹性纤维和胶原纤维是什么
纤维()是指由连续或不连续的细丝组成的物质
⑷ 骨骼肌的胶原纤维是什么成分组成
胶原纤维是主要含有胶原蛋白,氨基酸有甘氨酸、脯氨和羟脯氨酸等的纤维组合物。
胶原纤维是三种纤维中分布最广泛,含量最多的一种纤维。
广泛分布于各脏器内,在皮肤、巩膜和肌腱最为丰富。
胶原纤维染色主要用于和肌纤维的鉴别。
⑸ 纤维胶原是什么
【胶原纤维】
胶原纤维(collagenous
fiber)胶原纤维在疏松结缔组织中排列成束,彼此交织吻合,纤维束常有分支。纤维具有韧性,抗牵引力强。电镜观察,胶原纤维由更细的微原纤维(microfibrils)组成。微原纤维有特殊的横带,其周期为64nm。每条微原纤维有一序列的明暗带。暗带中比明带有较多游离的化学根,所以贮留较多的电镜切片染色剂
胶原纤维:染成粉红色,束状,其中的原纤维大多看不清;
胶原纤维主要含有胶原蛋白,氨基酸有甘氨酸、脯氨和羟脯氨酸等。胶原是唯一含羟脯氨酸较多的蛋白质,因此,测定羟脯氨酸的量能确定组织中胶原的含量。胶原蛋白占全身蛋白质的30%。聚合成胶原的微原纤维的蛋白质分子称为原胶原分子
。胶原纤维是三种纤维中分布最广泛,含量最多的一种纤维。广泛分布于各脏器内。在皮肤、巩膜和肌腱最为丰富。胶原纤维染色主要用于和肌纤维的鉴别。
儿童时期,骨骼的胶元纤维占的比重较大,成骨细胞制造骨质十分活跃。因此,儿童的骨骼弹性大,不易折断。
【弹性纤维】
弹性纤维(elastic
fiber)弹性纤维在疏松结缔组织中略呈黄色,折光性强,富于弹性。一般较胶原纤维细,纤维有分支,排列散乱。其化学成分主要是弹性蛋白(elastin),对牵拉作用有更大的耐受力。皮肤和腱的弹性纤维由成纤维细胞产生,在大血管则由平滑肌细胞产生。
弹性纤维描述:染成蓝紫色,单条分布,有分支,并交织成网。
电镜观察,弹性纤维包含两种组分:微原纤维和均质状物质。微原纤维是由结构糖蛋白排列组成,它围绕在均质状物质即弹性蛋白之周围。
⑹ 胶原纤维是如何装配的
胶原是动物体内含量最丰富的蛋白质,约占人体蛋白质总量的30%以上。它遍布于体内各种器官和组织,是细胞外基质中的框架结构,可由成纤维细胞(图10-3)、软骨细胞、成骨细胞及某些上皮细胞合成并分泌到细胞外。
图10-3 成纤维细胞周围的胶原纤维
目前已发现的胶原至少有19种(表10-1),由不同的结构基因编码,具有不同的化学结构及免疫学特性。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ及Ⅺ型胶原为有横纹的纤维形胶原。
各型胶原都是由三条相同或不同的肽链形成三股螺旋,含有三种结构:螺旋区,非螺旋区及球形结构域。其中Ⅰ型胶原的结构最为典型。
表10-1 胶原的类型
图10-4 胶原的结构(左模式图,右电镜照片)
Ⅰ型胶原的原纤维平行排列成较粗大的束,成为光镜下可见的胶原纤维,抗张强度超过钢筋。其三股螺旋由二条α1(Ⅰ)链及一条α2(Ⅰ)链构成。每条α链约含1050个氨基酸残基,由重复的Gly-X-Y序列构成。X常为Pro(脯氨酸),Y常为羟脯氨酸或羟赖氨酸残基。重复的Gly-X-Y序列使α链卷曲为左手螺旋,每圈含3个氨基酸残基。三股这样的螺旋再相互盘绕成右手超螺旋,即原胶原。
原胶原分子间通过侧向共价交联,相互呈阶梯式有序排列聚合成直径50~200nm、长150nm至数微米的原纤维,在电镜下可见间隔67nm的横纹。胶原原纤维中的交联键是由侧向相邻的赖氨酸或羟赖氨酸残基氧化后所产生的两个醛基间进行缩合而形成的。
原胶原共价交联后成为具有抗张强度的不溶性胶原。胚胎及新生儿的胶原因缺乏分子间的交联而易于抽提。随年龄增长,交联日益增多,皮肤、血管及各种组织变得僵硬,成为老化的一个重要特征。
人α1(Ⅰ)链的基因含51个外显子,因而基因转录后的拼接十分复杂。翻译出的肽链称为前α链,其两端各具有一段不含Gly-X-Y序列的前肽。三条前α链的C端前肽借二硫键形成链间交联,使三条前α链“对齐”排列。然后从C端向N端形成三股螺旋结构。前肽部分则呈非螺旋卷曲。带有前肽的三股螺旋胶原分子称为前胶原(procollagen)。胶原变性后不能自然复性重新形成三股螺旋结构,原因是成熟胶原分子的肽链不含前肽,故而不能再进行“对齐”排列。
⑺ 胶原纤维的简介
胶原纤维(collagenous fiber) 在三种纤维中数量最多,新鲜时呈白色,有光泽,故又名白纤维。在HE染色切片中呈嗜酸性,粗细不等,直径0.5~10um,呈波浪形,有分支并交织呈网,胶原纤维的生化成分为I型胶原蛋白。胶原蛋白(collagen)由成纤维细胞分泌,于细胞外聚合成胶原原纤维,在再经少量黏合成胶原纤维。电镜下,胶原原纤维直径20~100nm,呈明暗交替的周期性横纹,横纹周期约64nm,胶原纤维的韧性大,抗拉力强。
胶原纤维:染成粉红色,束状,其中的原纤维大多看不清;
儿童时期,骨骼的胶元纤维占的比重较大,成骨细胞制造骨质十分活跃。因此,儿童的骨骼弹性大,不易折断。
⑻ 胶原蛋白的分布
在水产动物体内胶原蛋白含量高于陆生动物,如鲢鱼、鳙鱼和草鱼鱼皮的蛋白质含量分别为25.9%、23.6%和29.8%,均高于各自相应鱼肉的蛋白质含量:17.8%、15.3%和16.6%。而鱼皮中的胶原含量最高可超过其蛋白质总量的80%,较鱼体的其它部位要高许多,有研究报道真鲷鱼皮中胶原蛋白占粗蛋白的80.5%,鳗鲡则高达87.3%。如此高的含量意味着得率也高,如小鲔鲣42.5%;日本海鲈40.7%;香鱼53.6%;黄海鲷40.1%;竹荚鱼43.5%(均以干重计)。但胶原蛋白的种类要少得多,已从鱼类中分离鉴定出的胶原类型有:广泛分布在真皮、骨、鳞、鳔、肌肉等处的I型、软骨和脊索的Ⅱ型和Ⅺ型以及肌肉的V型。而鱼皮和鱼骨所含的Ⅰ型胶原蛋白是其主要胶原蛋白。此外,还发现ⅩⅧ型胶原,然而哺乳动物中含量比较丰富的Ⅲ型胶原,在水产动物中尚未发现。其中只有Ⅰ型胶原蛋白的价格人们才可以接受;其它类型的胶原如Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ等仅在研究中制备,由于价格昂贵都不宜于大量生产。
由于无脊椎动物与脊椎动物在进化上相距遥远,它们的胶原性质存在明显的差异。水产无脊椎动物的胶原主要可分为两类,类Ⅰ型及类Ⅴ型胶原,均相当于脊椎动物的Ⅰ型胶原。其中类Ⅰ型胶原比较富含有丙氨酸和糖结合型的羟赖氨酸,广泛的存在于软体动物的各种器官中,包括:乌贼类的皮和头盖软骨、章鱼的皮鲍的肌肉和外套膜等。类Ⅴ型胶原是丙氨酸含量比较少、富含糖结合型羟赖氨酸,已从矶海葵的中胶层、节足动物虾类和蟹类的肌肉及皮下膜以及原索动物罗氏石勃卒的肌膜体中分离出来。与脊椎动物相比,水产无脊椎动物的胶原显着难溶,富含于羟赖氨酸,尤其是糖结合型含量多,而且纤维的直径小于50nm。有人对海参胶原研究发现,刺参体壁含蛋白 3.3%,其中70%为胶原蛋白。氨基酸分析,胶原富含丙氨酸和羟脯氨酸,但羟赖氨酸含量较少,SDS电泳及SP凝胶柱分析发现其胶原组成为(α1)2α2。还有人从仿刺参(S.japonicus)提取胶原蛋白,利用 EDTA 和 Tris-HCl 浸泡溶涨,用氢氧化钠除去杂质和非胶原蛋白,采用胃蛋白酶促溶提取粗制胶原,通过盐析和透析获取精致胶原蛋白,并进一步利用 Sephacryl S-300 HR 凝胶过滤和 DEAE-52 阴离子交换除去多糖,获取胶原蛋白纯品。SDS-PAGE 电泳表明胶原分子的组成为 (α1)3,且α链类似于脊椎动物Ⅰ型胶原的α1链,热收缩温度为57℃,低于牛皮胶原5℃。还有人对采自日本Senzaki 海湾的Stomolopus meleagri水母的外伞组织进行了分析。整个中胶层被分成三部分,利用醋酸首先将冻干的水母中胶层分为酸溶性蛋白和酸不溶性物质,利用NaCl溶液将酸溶性蛋白分为酸溶性胶原蛋白和酸溶性非胶原蛋白,而不溶入醋酸的中胶层经胃蛋白酶处理后大多变为可溶性的胶原质。然后利用氨基酸分析仪对分离得到的三部分的组成分别进行分析。发现该水母外伞中胶原蛋白含量很高,大约占干重的 46.4%。经 SDS 聚丙烯酰胺凝胶电泳分析其胶原蛋白是由三个独特α 链组成,按照它们的移动位置分别分别确定为 α1、α3、α2链。氨基酸分析表明S.meleagri 水母外伞胶原质中甘氨酸含量最高,每1000个氨基酸残基含有309个甘氨酸,其次为谷氨酸、脯氨酸和丙氨酸,分别为98、82和82个残基,羟基脯氨和羟基赖氨酸数也较高,分别为40和27。外伞中高的胶原蛋白含量表明水母资源是一个潜在的胶原蛋白源。
Ⅰ型胶原分子长度约300nm,直径约1.5nm,呈棒状,由三条肽链组成,其中有两条α(Ⅰ)链,一条
α(Ⅱ)链。对机体功能作用最强。α(Ⅰ)链和α(Ⅱ)链之间的氨基酸序列只有微小的差异。有人利用Ⅰ型胶原蛋白的电脑模型来模拟结缔组织的外基质结构,结果表明,用其它一些基团取代Ⅰ型胶原蛋白两条链上氨基乙酸就会导致骨合成异常。第3条α链多存在于绝大多数真骨鱼类,尤其是鱼皮,其他陆生脊椎动物没有。由3条异种α链形成的单一型杂分子α1(Ⅰ)α2(Ⅰ)α3(Ⅰ)组成,而非[α1(Ⅰ)]2α2(Ⅰ)。有人研究了黑石首鱼和羊头海鲷的骨和鳞的酸性胶原蛋白(ASC)的电泳类型,发现在电泳谱带上可以清楚地看到β、γ、α1和α2组分,且α1的分子量为130 kD,α2的分子量为110 kD。因此,在某些鱼类中,与其他组织,如肌肉和膀胱相比较,鱼皮胶原蛋白中的α3(Ⅰ)链更适宜传递。
IV型胶原蛋白非常细小而且呈线性分布在组织内部,是连接表皮和真皮的主要要素。Ⅴ型胶原的肽链由2 条α1链和 1 条α2链或由3条α1链组成,存在 3 种组装形式:[α1(Ⅴ)]3、[α1(Ⅴ)]2α2(Ⅴ)和α1(Ⅴ)、α2(Ⅴ)、α3(Ⅴ),其中以[α1(Ⅴ)]2α2(Ⅴ)为主。Ⅴ型胶原分布在细胞周围以及Ⅰ型胶原的周围,可能在基膜和结缔组织之间起着桥梁作用,已经从数种鱼类肌肉中分离出来。XV型胶原蛋白分布较广而且多分布在血管、神经组织的外围地带,而且其与角化细胞肿瘤黑素细胞肿瘤发生有关。
Ⅺ型胶原是异三聚体,其组成为α1 (Ⅺ)α2 (Ⅺ)α3 (Ⅺ),Ⅺ型胶原是软骨的微量成分,在软骨胶原纤维的形成和软骨基质的组成中起着重要作用,且常与Ⅱ型胶原共存。陆生生物的软骨组织较水生生物含量高的多,所以Ⅱ型胶原的研究的对象大多是陆生生物,虽然在1984 年已经从鲨鱼的软骨中分离出来Ⅱ型胶原,但是从水产动物提取Ⅱ型胶原的研究并不多。
ⅩⅧ型胶原发现的相对较晚,同源性较高,还有不同的亚类,主要存在于肺、肝脏和肾脏等组织中。属于被称之为multi-plexin的特殊胶原亚族,含有其他胶原所没有的C末端非三螺旋区(non-triple-heli-cal regions,NC1),这一特殊结构使其与其他仅由三螺旋结构组成的胶原相比拥有更好的灵活性。ⅩⅧ型胶原的研究主要集中在医学和分子生物学领域,如胚胎中的转录表达。
⑼ 人体的胶原是由什么形成的
胶原纤维形成的基本过程如下(图3-13):
(1)细胞内合成前胶原蛋白分子:成纤维细胞摄取合成蛋白质所需的氨基酸,包括脯氨酸、赖氨酸和甘氨酸,在粗面内质网的核糖体上按照特定的胶原mRNA的碱基序列,合成前α-多肽链。后者边合成边进入粗面内质网腔内,并在羟化酶的作用下,将肽链中的脯氨酸和赖氨酸羟化。经羟化后,三条前α-多肽链互相缠绕成绳索状的前胶原蛋白分子(procollagen molecule)。溶解状态的前胶原蛋白分子,两端未缠绕,呈球状构型,在粗面内质网腔内或转移到高尔基复合体内加入糖基后,分泌到细胞外。
(2)原胶原蛋白分子的细胞外聚合:细胞外的前胶原蛋白分子,在肽内切酶的作用下,切去分子两端球状构形部分,形成原胶原蛋白分子(tropocol-lagen)粗约1.5nm,长约300nm。原胶原蛋白分子平行排列聚合成胶原原纤维。聚合时,相互平行的相邻分子错开1/4分子长度,同一排的分子,首尾相对并保持一定距离,聚合成束,于是形成具有64nm周期横纹的胶原原纤维。聚合时,分子内、分子间的化学基因进行缩合、交联,增加原纤维的稳固性。若干胶原原纤维经糖蛋白粘合成粗细不等的胶原纤维。
胶原纤维的一菜成受多方面的影响和调控。如细胞内脯氨酸的含量直接影响前α-多肽链的合成。缺氧或缺乏维生素C或Fe2+等辅助因子,导致前α-多肽链的羟化受到抑制,造成前胶原蛋白合成障碍,影响创伤的愈合。聚合时,如胶原蛋白分子内和分子间的交联障碍(常因赖氨酰氧化酶不足所致)将影响胶原纤维的稳固性。除成纤维细胞外,成骨细胞、软骨细胞、某些平滑肌细胞等起源于间充质的细胞以及多种上皮细胞也能产生胶原蛋白。
不同组织的胶原蛋白其分子类型不同,已证实α-多肽链按其一级结构分为α1,α2,α3,三类,各类又分为10型,如α1(Ⅰ)、α1(Ⅱ)、α1(Ⅲ)、α1(Ⅲ)……α1(X)。
根据构成胶原蛋白三股肽链的不同,现已发现有11种不同类型的胶原。现将主要几种类型的组成、分布和特点列举于表(表3-1)。
表3-1 胶原蛋白的类型、分布和特点
类型 前胶原蛋白的三股肽链 分布 主要特点
Ⅰ [α1(Ⅰ)]2α2(Ⅰ) 真皮、筋膜、巩膜、被膜、腱、纤维软骨、骨、牙本质 构成致密并有横纹的粗纤维束,抗拉力强
Ⅱ [α1(Ⅱ)]3 透明软骨和弹性软骨 构成有横纹的细原纤维,抗压力较强
Ⅲ [α1(Ⅲ)]3
[α1(Ⅳ)]2α2(Ⅳ)
网状纤维、平滑肌、神经内膜、动脉、肝、脾、肾、肺、子宫 构成有横纹的细原纤维,维持器官的形态结构
Ⅳ [α1(Ⅳ)]3
[α2(Ⅳ)]3
[α1(Ⅴ)]2α2(Ⅴ)
基膜基板、晶 状体囊 不形成原纤维,为均质状膜,支持和滤过作用
Ⅴ [α1(Ⅴ)]3
α1(Ⅴ)α2(Ⅴ)α3(Ⅴ)
胎膜、肌、腱鞘 构成细的无横纹原纤维
⑽ 弹性纤维和胶原纤维是神马(什么)东西
弹性纤维是一种纤维,又名黄纤维,含量较胶原纤维少,但分布广。新鲜状态下呈黄色,在HE染色切片中,着色淡红,不易与胶原纤维区分,用醛复红能将弹性纤维染成紫色,弹性纤维在疏松结缔组织中略呈黄色,折光性强,富于弹性。
胶原纤维是主要含有胶原蛋白,氨基酸有甘氨酸、脯氨和羟脯氨酸等的纤维组合物。胶原纤维是三种纤维中分布最广泛,含量最多的一种纤维。广泛分布于各脏器内,在皮肤、巩膜和肌腱最为丰富。胶原纤维染色主要用于和肌纤维的鉴别。
(10)胶原原纤维分布于什么器官扩展阅读:
弹性纤维:
一般较胶原纤维细,纤维有分支,排列散乱。其化学成分主要是弹性蛋白,对牵拉作用有更大的耐受力。皮肤和腱的弹性纤维由成纤维细胞产生,在大血管则由平滑肌细胞产生。弹性纤维描述:染成蓝紫色,单条分布,有分支,并交织成网。
胶原纤维:
胶原纤维是真皮中的主要成分,占真皮全部纤维质量的95%-98%.新鲜的胶原纤维呈白色,故又称白纤维。在HE染色标本中,胶原纤维被染成粉红色,较粗大,直径0.5-20um,成束分布,排列紧密,并交织成网。
胶原是唯一含羟脯氨酸较多的蛋白质,因此,测定羟脯氨酸的量能确定组织中胶原的含量。胶原蛋白占全身蛋白质的30%。聚合成胶原的微原纤维的蛋白质分子称为原胶原分子 。