Cấu trúc các sợi collagen

Phân tử collagen hay tropocollagen chứa các phần tử được tập hợp tự nhiên và có các đầu đều nhau. Chúng tạo thành các mảng lớn hơn trong không gian ngoại bào của các mô tế bào.

Sợi collagen

Các loại collagen khác nhau tạo thành một bó sợi collagen lớn hơn với sự hỗ trợ từ nhiều các protein khác như glycopeotein và proteoglycan. Những sợi collagen này là tập hợp bán tinh thể của các phân tử collagen. Và thực chất, đây chỉ là những bó sợi nhỏ.

Mỗi mô tế bào của các sợi này có sự sắp xếp khác nhau để tạo nên cấu trúc, hình dạng cũng như độ bền khác nhau. Lấy ví dụ với xương, toàn bộ chuỗi xoắn ba của collagen nằm thành một mảng song song hoặc so le. Khoảng cách giữa hai đầu đơn vị tropocollagen là 40 nanomet. Phần tử này đóng vai trò như là nơi tạo mầm cho các tinh thể dài, cứng, mịn mà đã bị lắng đọng từ thành phần khoáng chất hydroxyapatite, Ca10(PO4)6(OH)2 với một ít photphat. Điều này biến collagen trong các mô sụn mềm hơn trở thành phần xương cứng. Collagen loại I sẽ mang lại cho xương bộ bền và cứng cáp.

Sự xáo trộn và chu kỳ D

Đây được gọi là sự xáo trộn trong các collagen dạng sợi, các phân tử được đặt so le nhau khoảng 67 nanomet (một đơn vị được gọi là ‘D’ và chúng sẽ thay đổi tùy thuộc vào tình trạng hydrat hóa của tập hợp). 

Mỗi một chu kỳ D đều có 4 và một phần của phân tử collagen. Lí do để đưa ra mô tả này là bởi 300 nanomet chia cho 67 nanomet sẽ không cho ra được kết quả là một số nguyên (chiều dài của phân tử collagen chia cho khoảng cách so le ‘D’, 300/67 = 4,47761194). Do đó, trong mỗi lần lặp lại chu kỳ D của vi sợi, có một phần chứa 5 phân tử trên mặt cắt ngang, được gọi là “phần chồng lên nhau”. Và một phần chỉ chứa 4 phân tử, được gọi là “khoảng trống”.

Các loại collagen

Có hơn 20 loại collagen có sự khác biệt về mặt di truyền tồn tại trong các mô động vật. Collagen loại I, II, III, V và XI đã tự tập hợp thành các sợi nhỏ có chu kỳ chéo D. Ở đây, D có kích thước xấp xỉ 67 nanomet và tính tuần hoàn theo trục dọc đặc trưng của collagen. Từ đó chúng tạo nên lượng collagen dồi dào nhất ở động vật có xương sống.

Collagen loại I được tìm thấy trong khắp cơ thể, ngoại trừ trong các mô sụn. Chúng cũng được tổng hợp để đáp ứng với chấn thương và các hạt xơ trong các bệnh về xơ nang. 

Collagen loại II được tìm thấy trong sụn, góp phần phát triển giác mạc và dịch thủy tinh thể. Loại collagen này được hình thành từ hai hay nhiều collagen, hoặc là copolyme chứ không phải là chỉ từ một loại collagen duy nhất.

Collagen loại III được tìm thấy trong thành động mạch và các cơ quan rỗng khác. Chúng thường xuất hiện dưới cùng một loại sợi với collagen loại I.

Collagen loại V và collagen loại XI là những phần nhỏ của mô. Loại này xuất hiện dưới dạng tương ứng với collagen loại I và loại II.

Telopeptide

Các đầu của sợi collagen được bao bọc bởi các telopeptide ngoại xoắn dạng ngắn. Các telopeptide không lặp lại cấu trúc Gly-Xaa-Yaa và không có cấu trúc dạng xoắn ba. Chúng chiếm 2% phân tử và là thành phần quan trọng cho sự hình thành các sợi.

Nguồn tham khảo: https://www.news-medical.net/health/Collagen-Fibrillar-Structure.aspx