Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Эластичное волокно
Серый377.png
Подкожная клетчатка молодого кролика. Сильно увеличено. (Эластичные волокна обозначены справа.)
Идентификаторы
FMA63868
Анатомическая терминология

Эластичные волокна (или желтые волокна ) являются важным компонентом внеклеточного матрикса, состоящего из пучков белков ( эластина ), которые продуцируются различными типами клеток, включая фибробласты, эндотелиальные клетки, гладкие мышцы и эпителиальные клетки дыхательных путей. [1] Эти волокна способны растягиваться во много раз больше своей длины и возвращаться к своей исходной длине при расслаблении без потери энергии. Эластичные волокна включают эластин , элаунин и окситалан .

Эластичная ткань классифицируется как «собственно соединительная ткань». [2]

Эластичные волокна образуются посредством эластогенеза [3], очень сложного процесса с участием нескольких ключевых белков, включая фибулин-4, фибулин-5, латентный трансформирующий β-связывающий белок 4 и белок 4, связанный с микрофибриллами [4] [5] [6]. [7] В этом процессе тропоэластин , растворимый мономерный предшественник эластичных волокон, продуцируется эластогенными клетками и направляется на поверхность клетки. После экскреции из клетки тропоэластин самоассоцируется в частицы размером ~ 200 нм за счет коацервации, энтропийно управляемого процесса, включающего взаимодействия между гидрофобными доменами тропоэластина, которые опосредуются гликозаминогликанами, гепараном и другими молекулами. [8] [9] [10]Затем эти частицы сливаются с образованием шариков размером 1-2 микрона, которые продолжают расти по мере движения вниз от поверхности клеток, прежде чем осесть на микрофибриллярные каркасы фибриллина . [1]

После осаждения на микрофибриллы tropoelastin в нерастворимых с помощью обширного сшивания членов лизили - оксидазу и лизил - оксидазу , как семейство меди-зависимой оксидаз аминов в аморфный эластин , высоко упругий, нерастворимый полимер , который является метаболический стабильным в течение жизни человека. [1] Эти два семейства ферментов реагируют со многими остатками лизина, присутствующими в тропоэластине, с образованием реактивных альдегидов и аллизина посредством окислительного дезаминирования . [11]

Эти реакционноспособные альдегиды и аллизины могут реагировать с другими остатками лизина и аллизина с образованием десмозина , изодесмозина и ряда других полифункциональных поперечных связей, которые соединяют окружающие молекулы тропоэластина в широко сшитую эластиновую матрицу. Этот процесс создает разнообразный набор внутримолекулярных и межмолекулярных сшивок [12]. Эти уникальные сшивки отвечают за долговечность и стойкость эластина. Поддержание сшитого эластина осуществляется рядом белков, включая белок, подобный лизилоксидазе 1. [13]

Зрелые эластичные волокна состоят из аморфного эластинового ядра, окруженного гликозаминогликанами, гепарансульфатом [14] и рядом других белков, таких как гликопротеины , связанные с микрофибриллами , фибриллин , фибуллин и рецептор эластина .

Толстые эластичные волокна висцеральной плевры (внешней оболочки) легкого человека

Распространение [ править ]

Эластичные волокна находятся в коже , легких , артериях , венах , собственно соединительной ткани , эластическом хряще , периодонтальной связке , ткани плода и других тканях, которые должны подвергаться механическому растяжению. [1] волокна Упругих отсутствуют рубцы , келоиды и дерматофибромы , и они значительно уменьшились, или отсутствуют в anetodermas . [15]

Гистология [ править ]

Эластичные волокна хорошо окрашиваются альдегид фуксином , Orcein , [16] и упругим пятно Вайгерты в в гистологических разделах.

Реакция перманганат-бисульфит-толуидиновый синий - это высокоселективный и чувствительный метод демонстрации эластичных волокон под поляризационной оптикой. Индуцированное двойное лучепреломление демонстрирует высокоупорядоченную молекулярную структуру молекул эластина в эластичном волокне. При нормальной оптике это не так очевидно.

Дефекты и болезни [ править ]

Есть основания полагать, что определенные дефекты любых компонентов эластичного матрикса могут ухудшить и изменить структурный вид эластичных и коллагеновых волокон.

Cutis laxa и синдром Вильямса имеют дефекты эластического матрикса, которые напрямую связаны с изменениями в гене эластина.

Дефицит антитрипсина альфа-1 - это генетическое заболевание, при котором эластин чрезмерно расщепляется эластазой , расщепляющимся белком, высвобождаемым нейтрофилами во время воспалительной реакции. Это чаще всего приводит к эмфиземе и заболеванию печени у пораженных людей.

Синдром Бушке-Оллендорфа , болезнь Менкеса , эластическая псевдоксантома и синдром Марфана связаны с дефектами метаболизма меди и лизилоксидазы или дефектами микрофибриллы (например, дефекты фибриллина или фибуллина ).

Болезнь Терпевшая , A лизосомальной болезнь накопления, связана с измененной упругой матрицей.

Гипертония и некоторые врожденные пороки сердца связаны с изменениями магистральных артерий , артерий и артериол с изменениями эластичного матрикса.

Эластоз [ править ]

Эластоз - это наращивание эластичных волокон в тканях, это форма дегенеративного заболевания . [17] Существует множество причин, но наиболее распространенной является актинический эластоз кожи, также известный как солнечный эластоз , который вызывается длительным и чрезмерным пребыванием на солнце, процессом, известным как фотостарение . Нечастые причины эластоза кожи включают перфорированный змеевидный эластоз , перфорирующий кальцифицирующий эластоз и линейный очаговый эластоз . [17]

Причины эластоза кожи
УсловиеОтличительные чертыГистопатология
Актинический эластоз
(наиболее распространенный, также называемый солнечным эластозом)		Эластин, заменяющий коллагеновые волокна сосочкового и ретикулярного дермы
Перфорированный серпигинозный эластозДегенерированные эластические волокна и трансэпидермальные перфорирующие каналы (стрелка на изображении указывает на один из них) [18]
Прободный кальцифицирующий эластозСкопление коротких эластичных волокон в дерме. [18]
Линейный очаговый эластозНакопление фрагментированного эластического материала в сосочковом слое дермы и чрескожное удаление эластических волокон. [18]

См. Также [ править ]

  • Эластическая артерия

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d Vindin H, Mithieux SM, Weiss AS (ноябрь 2019 г.). «Эластиновая архитектура». Матричная биология . 84 : 4–16. DOI : 10.1016 / j.matbio.2019.07.005 . PMID  31301399 .
  2. ^ Strum JM, Gartner LP, Хайятт JL (2007). Клеточная биология и гистология . Хагерствон, доктор медицины: Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. п. 83 . ISBN 978-0-7817-8577-8.
  3. ^ Mithieux С.М., Вайс А.С. (2005). «Эластин». Успехи в химии белков . Эльзевир. 70 : 437–61. DOI : 10.1016 / s0065-3233 (05) 70013-9 . ISBN 978-0-12-034270-9. PMID  15837523 .
  4. ↑ Робертсон И.Б., Хоригучи М., Зильберберг Л., Дабович Б., Хаджиолова К., Рифкин ДБ (сентябрь 2015 г.). «Скрытые TGF-β-связывающие белки» . Матричная биология . 47 : 44–53. DOI : 10.1016 / j.matbio.2015.05.005 . PMC 4844006 . PMID 25960419 .  
  5. ^ Пилецки Б., Холм А. Т., Шлоссер А., Мёллер Дж. Б., Воль А. П., Зук А. В. и др. (Январь 2016 г.). «Характеристика микрофибриллярно-ассоциированного протеина 4 (MFAP4) как тропоэластин- и фибриллинсвязывающего протеина, участвующего в образовании эластичных волокон» . Журнал биологической химии . 291 (3): 1103–14. DOI : 10.1074 / jbc.M115.681775 . PMC 4714194 . PMID 26601954 .  
  6. ^ Dabovic B, Chen Y, Choi J, Vassallo M, Dietz HC, Ramirez F, et al. (Апрель 2009 г.). «Двойная функция LTBP в развитии легких: LTBP-4 независимо модулирует эластогенез и активность TGF-бета» . Журнал клеточной физиологии . 219 (1): 14–22. DOI : 10.1002 / jcp.21643 . PMC 2719250 . PMID 19016471 .  
  7. ^ Накамура Т., Лозано П.Р., Икеда Ю., Иванага Ю., Хинек А., Минамисава С. и др. (Январь 2002 г.). «Фибулин-5 / DANCE необходим для эластогенеза in vivo». Природа . 415 (6868): 171–5. DOI : 10.1038 / 415171a . PMID 11805835 . 
  8. ↑ Yeo GC, Keeley FW, Weiss AS (сентябрь 2011 г.). «Коацервация тропоэластина». Достижения в коллоидной и интерфейсной науке . 167 (1–2): 94–103. DOI : 10.1016 / j.cis.2010.10.003 . PMID 21081222 . 
  9. ^ У WJ, Vrhovski B Вайс AS (июль 1999). «Гликозаминогликаны опосредуют коацервацию тропоэластина человека через доминантные зарядовые взаимодействия с участием боковых цепей лизина» . Журнал биологической химии . 274 (31): 21719–24. DOI : 10.1074 / jbc.274.31.21719 . PMID 10419484 . 
  10. ↑ Tu Y, Weiss AS (июль 2008 г.). «Гликозаминогликан-опосредованная коацервация тропоэластина отменяет критическую концентрацию, ускоряет образование коацервата и способствует слиянию сфер: последствия для микросборки тропоэластина». Биомакромолекулы . 9 (7): 1739–44. DOI : 10.1021 / bm7013153 . PMID 18547105 . 
  11. ^ Лусеро HA, Каган HM (октябрь 2006). «Лизилоксидаза: окислительный фермент и эффектор клеточной функции». Клеточные и молекулярные науки о жизни . 63 (19–20): 2304–16. DOI : 10.1007 / s00018-006-6149-9 . PMID 16909208 . 
  12. ^ Schrader CU, Хайнц А, Majovsky Р, Караман Mayack В, Бринкман Дж, Sippl Вт, Шмельцер CE (сентябрь 2018). «Эластин гетерогенно сшит» . Журнал биологической химии . 293 (39): 15107–15119. DOI : 10.1074 / jbc.RA118.004322 . PMC 6166741 . PMID 30108173 .  
  13. ^ Лю X, Zhao Y, Gao J, Pawlyk B, Starcher B, Spencer JA и др. (Февраль 2004 г.). «Для гомеостаза эластичных волокон необходим белок, подобный лизилоксидазе 1» . Генетика природы . 36 (2): 178–82. DOI : 10.1038 / ng1297 . PMID 14745449 . 
  14. ^ Gheduzzi D, Guerra D, Bochicchio B, Pepe A, Tamburro AM, Quaglino D, и др. (Февраль 2005 г.). «Гепарансульфат взаимодействует с тропоэластином, с некоторыми пептидами тропоэластина и присутствует в эластичных волокнах дермы человека». Матричная биология . 24 (1): 15–25. DOI : 10.1016 / j.matbio.2004.12.001 . PMID 15748998 . 
  15. ^ Акерман AB, бурской A, B Bennin, Gottlieb GJ (январь 2005). Гистологическая диагностика воспалительных заболеваний кожи. Алгоритмический метод, основанный на анализе паттернов: эмбриологические, гистологические и анатомические аспекты: эластичные волокна (третье изд.). Ardor Scribendi. п. 522. ISBN. 9781893357259. Эластичные волокна отсутствуют в процессах рубцевания, таких как рубцы, келоиды и дерматофибромы.
  16. ^ «Соединительная ткань» . Архивировано из оригинала на 2008-11-07.
  17. ^ а б Райт Б. «Эластоз» . DermNet NZ .
  18. ^ a b c Hosen MJ, Lamoen A, De Paepe A, Vanakker OM (2012). «Гистопатология эластической псевдоксантомы и связанных заболеваний: гистологические признаки и диагностические ключи» . Scientifica . 2012 : 598262. дои : 10,6064 / 2012/598262 . PMC 3820553 . PMID 24278718 .  
    - Лицензия Creative Commons Attribution 3.0 Unported

Внешние ссылки [ править ]

  • Гистологическое изображение: 00801ooa  - Система обучения гистологии в Бостонском университете - «Эластичные волокна соединительной ткани»
  • Гистологический объект UIUC 328
  • Анатомическое фото: Термины Клетки и ткани / соединительная / эластичная / эластичная2 - Сравнительная органология в Калифорнийском университете в Дэвисе - «Соединительная ткань, эластичная (LM, высокая)»