Химический состав и структура
Структура эластического волокна неоднородна. Оно включает два основных компонента, каждый из которых выполняет свою функцию:
- Фибриллярный компонент (каркас). Представлен гликопротеином фибриллином. Он образует тонкие эластические микрофибриллы, которые служат своеобразным шаблоном или каркасом для последующего «напыления» аморфного вещества.
- Аморфный компонент (эластин). Это белок, который в зрелом волокне составляет до 90% его массы и располагается преимущественно в центральной части. Именно эластин отвечает за резиноподобные свойства ткани.
Молекулы эластина объединяются в эластиновые протофибриллы (цепочки глобул), которые затем сшиваются в прочную сеть. Специфическими маркерами таких сшивок являются аминокислоты десмозин и изодесмозин. Они представляют собой прочный узел, образованный слиянием сразу четырех остатков лизина (трех предварительно окисленных и одного неокисленного), принадлежащих разным полипептидным цепям.
Молекулярный механизм эластичности
Способность волокна растягиваться и возвращаться в исходное положение — это чистая термодинамика. Белок эластин имеет глобулярную природу и стремится свернуться в клубок. В его структуре отсутствуют жесткие связи (например, дисульфидные мостики), которые могли бы намертво зафиксировать форму молекулы.
В покое для молекулы наиболее термодинамически выгодно состояние «рыхлого клубка» (максимальная энтропия). При приложении физической нагрузки (растяжении) этот клубок расправляется, и молекула вытягивается в струну. Как только нагрузка исчезает, энтропийные силы немедленно заставляют белок свернуться обратно, возвращая всю ткань к исходным размерам.
Гистогенез (стадии образования)
Процесс сборки эластического волокна принципиально отличается от формирования коллагена и протекает в несколько стадий. Сначала клетки (фибробласты, хондроциты или гладкие миоциты) выделяют в матрикс молекулы фибриллина и эластина. Затем внеклеточный фермент лизилоксидаза окисляет остатки лизина, подготавливая их к образованию сшивок.
Дальнейшее созревание проходит три этапа:
- Стадия окситалановых волокон. В ткани присутствует только готовый каркас из микрофибрилл (фибриллин). Аморфный эластин пока отсутствует.
- Стадия элауниновых волокон. На микрофибриллярный каркас начинает откладываться эластин. Его количество постепенно возрастает и достигает 50% от массы волокна.
- Стадия зрелых эластических волокон. Эластин продолжает накапливаться, в итоге заполняя весь центр волокна и оттесняя фибриллиновые микрофибриллы на периферию. Формируются окончательные поперечные межмолекулярные сшивки. Доля эластина достигает 90%.
Запомнить стадии созревания волокон можно по аббревиатуре ОЭЗ (Окситалановые → Элауниновые → Зрелые). Доля эластина растет как загрузка файла: 0% → 50% → 90%.
Вопросы с занятий и экзамена
Чем окситалановые волокна отличаются от элауниновых?
Окситалановые волокна состоят исключительно из фибриллина (микрофибриллярного каркаса). В элауниновых волокнах к каркасу уже добавляется аморфный эластин, и его содержание доходит до 50%.
Какую функцию выполняет лизилоксидаза?
Это внеклеточный фермент, который окисляет остатки аминокислоты лизина. Это необходимо для последующего образования сшивок (десмозина) между молекулами эластина.
Из чего состоит десмозин?
Десмозин и изодесмозин формируются из четырех остатков лизина (трех окисленных и одного неокисленного), которые принадлежат разным пептидным цепям. Они прочно сшивают эластин в сеть.
Что ещё разобрать по теме
- Особенности синтеза эластина гладкими миоцитами в стенках сосудов
- Термодинамика белковых клубков: энтропийная природа эластичности
- Пространственная организация десмозина и изодесмозина
- Гистохимия: методы окраски эластических волокон на препаратах
- Роль фибриллина в формировании микрофибриллярного каркаса
Разберите тему целиком в курсе «Гистология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Эластические волокна» и ещё 3 438 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 137 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Собственно соединительные ткани. Соединительные ткани со специальными свойствами»
Бесплатные видеоуроки: гистологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.