Эластичное волокно
| Эластичное волокно | |
|---|---|
 Подкожная клетчатка молодого кролика. Сильно увеличено. (Эластичные волокна отмечены справа) | |
| Идентификаторы | |
| ФМА | 63868 |
| Анатомическая терминология | |
Эластические волокна (или желтые волокна ) являются важным компонентом внеклеточного матрикса, состоящего из пучков белков ( эластин ), которые производятся различными типами клеток, включая фибробласты, эндотелиальные, гладкомышечные и эпителиальные клетки дыхательных путей. [1] Эти волокна способны растягиваться во много раз больше своей длины и возвращаться к исходной длине при расслаблении без потери энергии. Эластические волокна включают эластин , элаунин и окситалан .
Эластические волокна образуются посредством эластогенеза . [2] [3] Это очень сложный процесс, в котором участвуют несколько ключевых белков, включая фибулин-4, фибулин-5, белок 4, связывающий латентный трансформирующий фактор роста β, и белок 4, связанный с микрофибриллами. [4] [5] [6] [7] В этом процессе тропоэластин , растворимый мономерный предшественник эластичных волокон, вырабатывается эластогенными клетками и направляется на клеточную поверхность. После выведения из клетки тропоэластин самостоятельно объединяется в частицы размером ~200 нм путем коацервации, энтропийно-движимого процесса, включающего взаимодействия между гидрофобными доменами тропоэластина, опосредованного гликозаминогликанами , гепаранами и другими молекулами. [8] [9] [10] Эти частицы затем сливаются, образуя сферулы размером 1-2 микрона, которые продолжают расти по мере движения вниз от поверхности клеток, прежде чем отложиться на фибриллиновые микрофибриллярные каркасы. [1]
После отложения на микрофибриллах тропоэластин переводится в нерастворимую форму за счет обширного перекрестного сшивания членами семейства медь-зависимых аминооксидаз, подобных лизилоксидазе и лизилоксидазе, в аморфный эластин , высокоэластичный нерастворимый полимер, который метаболически стабилен в течение всей жизни человека. [1] Эти два семейства ферментов реагируют со многими остатками лизина , присутствующими в тропоэластине, с образованием реакционноспособных альдегидов и ализин посредством окислительного дезаминирования . [11]
Эти реакционноспособные альдегиды и аллизины могут вступать в реакцию с другими остатками лизина и ализина с образованием десмозина , изодесмозина и ряда других полифункциональных поперечных связей, которые соединяют окружающие молекулы тропоэластина в сильно сшитую матрицу эластина. Этот процесс создает разнообразный набор внутримолекулярных и межмолекулярных сшивок. [12] Эти уникальные поперечные связи отвечают за долговечность и стойкость эластина. Поддержание сшитого эластина осуществляется рядом белков, включая белок, подобный лизилоксидазе 1. [13]
Зрелые эластические волокна состоят из аморфного эластинового ядра, окруженного гликозаминогликанами, гепарансульфатом, [14] и ряд других белков, таких как гликопротеины , связанные с микрофибриллярами , фибриллин , фибуллин и рецептор эластина .
Распределение
[ редактировать ]
Эластические волокна встречаются в коже , легких , артериях , венах , собственно соединительной ткани , эластичном хряще , периодонтальной связке , плода тканях и других тканях, которые должны подвергаться механическому растяжению. [1] В легком имеются толстые и тонкие эластические волокна. [3]
Эластические волокна отсутствуют в рубцах , келоидах и дерматофибромах они значительно уменьшены или отсутствуют , а при анетодермиях . [15]
Гистология
[ редактировать ]Эластические волокна хорошо окрашиваются альдегидами, фуксином , орсеином , [16] и эластическое окрашивание по Вейгерту в гистологических срезах.
Реакция перманганат -бисульфит-толуидиновый синий является высокоселективным и чувствительным методом демонстрации эластичных волокон в поляризационной оптике. Наведенное двойное лучепреломление демонстрирует высокоупорядоченную молекулярную структуру молекул эластина в эластичном волокне. В обычной оптике это не так-то заметно.
Дефекты и болезни
[ редактировать ]Есть основания полагать, что определенные дефекты любых компонентов эластического матрикса могут ухудшить и изменить структурный вид эластических и коллагеновых волокон.
Cutis laxa и синдром Вильямса имеют дефекты эластичного матрикса, которые напрямую связаны с изменениями в гене эластина.
Дефицит альфа-1-антитрипсина — это генетическое заболевание, при котором эластин чрезмерно разрушается эластазой — разлагающимся белком, высвобождаемым нейтрофилами во время воспалительной реакции. Чаще всего это 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 микрофибрилл ( , дефектами фибриллина или фибуллина например ).
Болезнь Гурлера , лизосомальная болезнь накопления, связана с изменением эластического матрикса.
Гипертония и некоторые врожденные пороки сердца связаны с изменениями в магистральных артериях , артериях и артериолах с изменениями в эластическом матриксе.
Эластоз
[ редактировать ]Эластоз — это накопление эластичных волокон в тканях и 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 (процесс, известный как фотостарение) . Нечастые причины эластоза кожи включают перфорирующий серпигинозный эластоз , перфорирующий кальцинирующий эластоз и линейный очаговый эластоз . [17]
| Состояние | Отличительные особенности | Гистопатология |
|---|---|---|
| Актинический эластоз (наиболее распространенный, также называемый солнечным эластозом) | Эластин заменяет коллагеновые волокна сосочковой и ретикулярной дермы. |  |
| Перфорирующий серпигинозный эластоз | Дегенерированные эластические волокна и трансэпидермальные перфорантные каналы (стрелка на изображении указывает на один из них) [18] |  |
| Перфорирующий кальцифицирующий эластоз | Слипание коротких эластических волокон в дерме. [18] |  |
| Линейный очаговый эластоз | Накопление фрагментированного эластотического материала в сосочковой дерме и чрескожное удаление эластотических волокон. [18] |  |
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с д Виндин Х., Митье С.М., Вайс А.С. (ноябрь 2019 г.). «Эластиновая архитектура». Матричная биология . 84 : 4–16. дои : 10.1016/j.matbio.2019.07.005 . ПМИД 31301399 . S2CID 196458819 .
- ^ Митьё С.М., Вайс А.С. (2005). «Эластин». Достижения в области химии белков . 70 . Эльзевир: 437–61. дои : 10.1016/s0065-3233(05)70013-9 . ISBN 978-0-12-034270-9 . ПМИД 15837523 .
- ^ Перейти обратно: а б Тунниссен Э., Мотои Н., Минами Ю., Мацубара Д., Тименс В., Накатани Ю., Исикава Ю., Баез-Наварро Х., Радоник Т., Блаугерс Х., Борчук А.С., Ногучи М. (август 2021 г.). «Эластин при легочной патологии: актуальность при опухолях лепидной или папиллярной формы. Всестороннее понимание с морфологической точки зрения» . Гистопатология . 80 (3): 457–467. дои : 10.1111/его.14537 . ПМЦ 9293161 . ПМИД 34355407 .
- ^ Робертсон И.Б., Хоригучи М., Зильберберг Л., Дабович Б., Хаджиолова К., Рифкин Д.Б. (сентябрь 2015 г.). «Латентные TGF-β-связывающие белки» . Матричная биология . 47 : 44–53. дои : 10.1016/j.matbio.2015.05.005 . ПМК 4844006 . ПМИД 25960419 .
- ^ Пилецкий Б., Холм А.Т., Шлоссер А., Мёллер Дж.Б., Воль А.П., Зук А.В. и др. (январь 2016 г.). «Характеристика микрофибриллярно-ассоциированного белка 4 (MFAP4) как белка, связывающего тропоэластин и фибриллин, участвующего в образовании эластичных волокон» . Журнал биологической химии . 291 (3): 1103–14. дои : 10.1074/jbc.M115.681775 . ПМЦ 4714194 . ПМИД 26601954 .
- ^ Дабович Б., Чен Ю., Чой Дж., Вассалло М., Дитц Х.К., Рамирес Ф. и др. (апрель 2009 г.). «Двойные функции LTBP в развитии легких: LTBP-4 независимо модулирует эластогенез и активность TGF-бета» . Журнал клеточной физиологии . 219 (1): 14–22. дои : 10.1002/jcp.21643 . ПМК 2719250 . ПМИД 19016471 .
- ^ 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. дои : 10.1038/415171a . ПМИД 11805835 . S2CID 4343659 .
- ^ Йео Г.К., Кили Ф.В., Вайс А.С. (сентябрь 2011 г.). «Коацервация тропоэластина». Достижения в области коллоидной и интерфейсной науки . 167 (1–2): 94–103. дои : 10.1016/j.cis.2010.10.003 . ПМИД 21081222 .
- ^ Ву В.Дж., Врховский Б., Вайс А.С. (июль 1999 г.). «Гликозаминогликаны опосредуют коацервацию тропоэластина человека посредством взаимодействий доминирующих зарядов с участием боковых цепей лизина» . Журнал биологической химии . 274 (31): 21719–24. дои : 10.1074/jbc.274.31.21719 . ПМИД 10419484 .
- ^ Ту Ю, Вайс А.С. (июль 2008 г.). «Коацервация тропоэластина, опосредованная гликозаминогликанами, устраняет критическую концентрацию, ускоряет образование коацервата и облегчает слияние сферул: значение для микросборки тропоэластина». Биомакромолекулы . 9 (7): 1739–44. дои : 10.1021/bm7013153 . ПМИД 18547105 .
- ^ Лусеро Х.А., Каган Х.М. (октябрь 2006 г.). «Лизилоксидаза: окислительный фермент и эффектор клеточных функций» . Клеточные и молекулярные науки о жизни . 63 (19–20): 2304–16. дои : 10.1007/s00018-006-6149-9 . ПМЦ 11136443 . ПМИД 16909208 . S2CID 31863161 .
- ^ Шредер К.У., Хайнц А., Майовский П., Караман Маяк Б., Бринкманн Дж., Сиппл В., Шмельцер К.Э. (сентябрь 2018 г.). «Эластин гетерогенно сшит» . Журнал биологической химии . 293 (39): 15107–15119. дои : 10.1074/jbc.RA118.004322 . ПМК 6166741 . ПМИД 30108173 .
- ^ Лю X, Чжао Ю, Гао Дж, Павлик Б, Старчер Б, Спенсер Дж. А. и др. (февраль 2004 г.). «Гомеостаз эластичных волокон требует белка, подобного лизилоксидазе 1» . Природная генетика . 36 (2): 178–82. дои : 10.1038/ng1297 . ПМИД 14745449 .
- ^ Гедуцци Д., Герра Д., Бокиккио Б., Пепе А., Тамбурро А.М., Куаглино Д. 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. дои : 10.1016/j.matbio.2004.12.001 . ПМИД 15748998 .
- ^ Акерман А.Б., Бёр А., Беннин Б., Готлиб Г.Дж. (январь 2005 г.). Гистологическая диагностика воспалительных заболеваний кожи. Алгоритмический метод, основанный на анализе закономерностей: эмбриологические, гистологические и анатомические аспекты: эластические волокна (Третье изд.). Ардор Скрибенди. п. 522. ИСБН 9781893357259 . Архивировано из оригинала 20 июня 2018 года . Проверено 28 декабря 2016 г.
Эластические волокна отсутствуют в рубцовых процессах, таких как рубцы, келоиды и дерматофибромы.
- ^ «Соединительная ткань» . Архивировано из оригинала 7 ноября 2008 года.
- ^ Перейти обратно: а б Райт Б. «Эластоз» . ДермНет Новая Зеландия .
- ^ Перейти обратно: а б с Хосен М.Дж., Ламоен А., Де Паепе А., Ванаккер О.М. (2012). «Гистопатология эластической псевдоксантомы и связанных с ней нарушений: гистологические признаки и диагностические признаки» . Научка . 2012 : 598262. doi : 10.6064/2012/598262 . ПМЦ 3820553 . ПМИД 24278718 .
- Creative Commons Attribution 3.0 Непортированная лицензия
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Гистологическое изображение: 00801ooa - Система обучения гистологии в Бостонском университете - «Эластические волокна соединительной ткани».
- Гистология UIUC, предмет 328
- Анатомическое фото:TermCells&Tissues/connective/elastic/elastic2 - Сравнительная органология Калифорнийского университета в Дэвисе - «Соединительная ткань эластичная (LM, высокая)»