موضوع مقاله: کلاژن | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # کلاژن | مقدمه: کلاژن یک نوع پروتئین است که بدن ما خودش آن را می‌سازد و می‌توان گفت مثل «چسب طبیعی بدن» عمل می‌کند. | ## بخش 1: کلاژن | بیشتر پوست، مو، ناخن، استخوان، غضروف، زردپی و حتی دیواره رگ‌ها، مقدار زیادی کلاژن دارند. اگر کلاژن را از بدن حذف کنیم، همه این بافت‌ها شل و بی‌استحکام می‌شوند، چون این پروتئین مثل رشته‌های طناب محکم در بافت‌ها کشیده شده و آن‌ها را کنار هم نگه می‌دارد. وجود کلاژن به این دلیل است که بدن برای حفظ شکل، استحکام و انعطاف بافت‌ها به یک مادهٔ ساختاری نیاز دارد. طبیعت در طول میلیون‌ها سال این نقش را به کلاژن داده، چون هم محکم است و هم کمی انعطاف دارد، درست مثل یک تور محکم ولی کشسان. کاربردش در بدن بی‌شمار است: در پوست باعث می‌شود صاف و کشیده بماند و دیرتر چروک شود، در استخوان‌ها و مفصل‌ها کمک می‌کند فشار و ضربه را تحمل کنند، در زخم‌ها هم به ترمیم بافت کمک می‌کند. کلاژن قوی‌تر از فولاد هم می‌تواند باشد اگر ضخامتشان را مقایسه کنیم؛ یعنی اگر یک رشتهٔ کلاژن و یک رشتهٔ فولاد هم‌اندازه بسازیم، کلاژن می‌تواند وزن بیشتری را تحمل کند. نکتهٔ دیگر اینکه با بالا رفتن سن، بدن کمتر کلاژن می‌سازد، برای همین پوست چروک می‌شود و مفصل‌ها ممکن است سفت یا دردناک شوند. بعضی‌ها با رژیم غذایی مناسب یا مکمل‌ها سعی می‌کنند روند کاهش آن را کندتر کنند، اما بهترین راه برای داشتن کلاژن سالم، تغذیه خوب، خواب کافی و دوری از نور زیاد خورشید و سیگار است. سنتز کلاژن توسط سلول‌های استئوبلاست در استخوان، کندروبلاست در غضروف، ادونتوبلاست در دندان، سلول‌های ماهیچه صاف در دیواره رگ‌های خونی و سلول‌های اپی تلیال نیز انجام می‌گیرد. مولکول‌های کلاژن به گونه‌ای ویژه کنار یک‌دیگر آرایش می‌یابند و یک ریز رشته را می‌سازند. تعداد زیادی از این ریز رشته‌ها به دور یک‌دیگر می‌پیچند تا یک رشتهٔ کلاژن را بسازند. پیوندهای هیدروژنی بین این رشته‌ها توسط هیدروکسی پرولین و هیدروکسی لیزین شکل می‌گیرند.O.E.D. | ## بخش 2: کلاژن | 2nd Edition 2005 متابولسیم و بیوسنتز کلاژن کلاژن سخت‌ترین رشته بافت پیوندی است و با آنزیم کلاژناز (حل‌کننده کلاژن) از بین می‌رود ترمیم آن بسیار سخت است و به زمان طولانی نیاز دارد. اسید هیالورونیک که از انواع ماده زمینه بی‌شکل است از پراکنده شدن بیهوده کلاژن در بین سلول‌ها جلوگیری می‌کنند. انواع کلاژن دست کم 28 نوع کلاژن در انسان شناسایی شده‌اند که هر کدام در بافت خاصی وجود دارند. نحوه قرار گرفتن مارپیچ‌ها طوری است که انتهای مولکول‌های مجاور روی هم قرار می‌گیرند. کلاژن نوع II: که در غضروف شفاف دیده می‌شود به شکل فیبریل است و فیبر تشکیل نمی‌شود. کلاژن نوع III: همان رشته شبکه‌ای است که در غشای پایه دیده می‌شود این نوع کلاژن از فیبرهای واحد ساخته شده‌است. برای نمونه، کلاژن در استخوان با بلورهای کلسیم در هم می‌آمیزد و ساختار سختی می‌سازد. مولکول‌های پروتئوگلیکان اسکلت پروتئینی میله‌ای شکلی دارند که شاخه‌های بسیاری از جنس کربوهیدرات به آن متصل هستند. زنجیره‌های قندی پروتئوگلیکان‌ها بارهای منفی فراوانی دارند و بنابراین ابر متراکمی از کاتیون‌ها (مانند + Na) در پیرامون آن‌ها شکل می‌گیرد. این ابر باعث می‌شود مقدار زیادی آب به مادهٔ زمینه جذب شود و محیط ژل مانندی را فراهم کند که برای تحمل فشار بسیار مناسب است. رشته‌های کلاژنی که در این محیط پرآب جای دارند باعث مقاومت چندسازه در برابر کشش می‌شوند. رشته‌های کشسانی در غضروف گوش وجود دارد که از پروتئینی به نام الاستین(elastin)ساخته شده‌اند. | ## بخش 3: کلاژن | رشته‌های الاستین در دیوارهٔ رگ‌ها و پوست نیز وجود دارند و به این چند سازه‌ها خاصیت کشسانی می‌بخشند؛ بنابراین، پروتئین‌های رشته‌ای کلاژن و الاستین با قرار گرفتن در مادهٔ زمینه‌ای گوناگون، چند سازه‌هایی با ویژگی‌های جادویی می‌آفرینند. البته، آرایش رشته‌های پروتئینی نیز در تعیین ویژگی‌های چند سازه‌های بدن مؤثر است. برای نمونه، در رباط‌ها و زردپی‌ها، رشته‌های کلاژن با آرایش منظمی از درازا کنار یکدیگر ردیف شده‌اند. بیماری‌های مرتبط با کلاژن اختلالات کلاژن بعضی از بیماری‌های ژنتیکی به علت تغییر در بین توالی اسید آمینه و ساختمان سه بعدی موجود در کلاژن، ایجاد می‌شوند. استئوژنز ایمپرفکتا با تشکیل غیرطبیعی استخوان در اطفال مشخص شده و سندروم اهلر-دانلوس همراه با مفاصل شل می‌باشد. ژن‌های مختلفی پپتیدهای سازنده انواع مختلف کلاژن را کد می‌کنند که جهش در هر یک از آن‌ها منجر به بیماری خاصی می‌شود. برای مثال کلاژن نوع یک از فیبریل‌های سه رشته‌ای شامل دو پپتید آلفا-۱ و یک پپتید آلفا-۲ تشکیل شده‌است. جهش در ژن‌های سازنده این دو پپتید بر حسب محل جهش (در پپتیدهای سازنده کلاژن توالی gly-X-Y تکرار شده‌است و موتاسیون در Gly منجربه بیماری سخت تری می‌شود) منجر به انواع مختلف بیماری‌های استئوژنز ایمپرفکتا (نوع I تا V) و سندروم اهلرز دانلوس (نوع VII) می‌شود. کاربرد کلاژن در مهندسی بافت کلاژن، پروتئین بستر خارج سلولی، بیشترین استفاده را بین پلیمرهای طبیعی به جهت استفاده در داربستهای پلیمری داراست. دسترسی آسان به کلاژن و ساختار بی نظیر آن، پژوهشگران را بر آن داشته که جایگاه ویژه ای را به این پلیمر اختصاص دهند. کلاژن سازگاری مناسبی را با سامانه بیولوژیکی انسان دارد و پاسخ‌های ایمنی آن کاملاً مشابه با بافت میزبان است. این پروتئین پس از محلول سازی و تغییر ساختاری، در مهندسی بافت استخوان مورد استفاده قرار می‌گیرد. | ## جمع‌بندی | استرلیزه کردن و ایجاد اتصالات عرضی از جمله روشهای تثبیت ساختاری کلاژن به حساب می‌آید.