Выделение и очистка белков сухожилий - Реферат

В пятидесятых годах прошлого столетья такие материалы появились благодаря интенсивному развитию химии полимеров. Некоторые синтетические материалы, например, нейлон, капрон, лавсан, дакрон, тефлон и другие, начали внедрять в медицинскую практику по причине их кажущихся на первый взгляд положительных качеств, прежде всего доступности, легкости изготовления, прочности, простоты стерилизации, относительной биологической инертности.Сухожилие - образование из соединительной ткани, концевая структура поперечнополосатых мышц, с помощью которой они прикрепляются к костям скелета. Сухожилие состоит из компактных параллельных пучков коллагеновых волокон, между которыми расположены ряды фиброцитов (тендоцитов). Чаще в формировании сухожилий участвует коллаген типа I, также встречаются волокна коллагена типов III и V. Параллельно ходу коллагеновых волокон расположены кровеносные сосуды, имеющие поперечные анастомозы. В соединительной ткани различают: МЕЖКЛЕТОЧНОЕ (ОСНОВНОЕ) ВЕЩЕСТВО, КЛЕТОЧНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ, ВОЛОКНИСТЫЕ СТРУКТУРЫ (коллагеновые волокна).Основной структурной единицей коллагена являются стержнеобразные молекулы тропоколлагена, состоящие из трех спирализованных полипептидиых цепей, называемых ?-цепями, которые скручены между собой в одну общую спираль и стабилизированы водородными связями. Распределение подобных ?вакансий? поперечным сечением около 15 A в супрамолекулярной структуре коллагена является строго упорядоченным, что проявляется в форме характерной поперечной исчерченности коллагена с периодом с0 = 640 A, видимой на электронно-микроскопических снимках [2-4]. Таким образом, в направлении оси с в коллагене наблюдается регулярное чередование светлых, или упорядоченных, участков размером 300 A и темных, или разупорядоченных, (рыхлых) участков размером 340 A, включающих указанные выше молекулярные вакансии, или ?щели?. Иммунологические исследования показали наличие в молекуле коллагена трех различных групп антигенных детерминант: 1) терминальных, находящихся в телопептидах, 2) спиральных, локализующихся на поверхности молекул, и 3) центральных, находящихся в а-цепях и освобождающихся при частичной или полной денатурации коллагена, т.е. при распаде трехспиральной спирали на отдельные цепи [Timpl R., 1976]. 6, наиболее распространенной изоформой является коллаген I типа, состоящий из двухal (III) цепи] первоначально был обнаружен в коже эмбрионов и аорте, но затем выяснилось, что он содержится в тех же тканях, что и тип I в различных пропорциях с последним.После секреции в межклеточное пространство и отщепления, пропептидов молекулы коллагена агрегируют в фибриллы, являющиеся первичной формой надмолекулярной структуры коллагена. К первой категории (нативные растворы) относятся растворимые фракции, получаемые прямой экстракцией из соединительной ткани молодых животных, у которых коллаген еще недостаточно скреплен межмолекулярными связями. В зависимости от условий осаждения (РН, ионная сила, температура и др.) из раствора коллагена можно получить различные типы фибриллярных структур: 1) фибриллы с неупорядоченной структурой без периодичности; 3) фибриллы FLS с периодом 280 нм, в которых молекулы также агрегируют параллельно, но ориентированы в соседних слоях в разные стороны (опозиционно), так что N-концы соединены с С-концами; Рис. Молекулы, упакованные в фибриллу, в линейной проекции разделены промежутком 0,6 D (зона «пустоты»), а соседние параллельные ряды молекул сдвинуты относительно друг друга на величину периода D, причем они перекрывают концы параллельных им молекул на 0,4 D (зона «перекрытий»).В состав нативного (неповрежденного) коллагена входит связанная вода, составляющая около 2/3 (или ?66%) от полной массы сухожилия. По данным 2Н ЯМР спектроскопии сухожилий хвоста крысы, обогащенной тяжеловодородной водой 2H2O, было установлено, что в ?плотных? участках структуры коллагена молекулы связанной воды (2Н2О) характеризуются константами квадрупольного взаимодействия (ККВ) ядер 2Н ~3 КГЦ (в интервале от 20° до ? 5 °C). Фазовые переходы в подобных системах, как правило, являются переходами типа порядок-беспорядок (близкими к фазовым переходам второго рода) и не сопровождаются резкими тепловыми эффектами. В то же время по данным 2Н ЯМР водная подсистема коллагена в областях ?щелей? характеризуется очень малыми значениями ККВ (близкими к нулевым), что указывает на сильную раз-упорядоченность подсистемы связанной воды в ?рыхлых? участках структуры коллагена. Данный факт косвенно свидетельствует в пользу модели, в соответствии с которой ?рыхлые? участки структуры коллагена представляют собой тектогидрат, или структуру, включающую непрерывный трехмерный каркас из молекул воды с тетраэдрической координацией, характерной для льда и клатратных гидратов.Для растворения коллагена используются различные методики, но большинство из них основано на растворении в уксусной кислоте. Энуклеированные замороженные глазные яблоки свиньи (-20°) размораживают при комнатной температуре, склера отделяется от остатков мышц, свя

Содержание

Введение

1. Сухожилия, соединительная ткань и коллагеновые волокна

1.1 Молекулярная структура и типы коллагена

1.2 Растворимые фракции и агрегация коллагена в фибриллы

1.3 Данные ЯМР о структуре связанной воды в коллагене с помощью сканирующей калориметрии

2. Способы иммобилизации коллагена из различных органов и тканей. Возможность применения в иммобилизации коллагенов сухожилий.

Заключение

Список литературы

Медицинская хирургия всегда требует новые материалы. В пятидесятых годах прошлого столетья такие материалы появились благодаря интенсивному развитию химии полимеров. Некоторые синтетические материалы, например, нейлон, капрон, лавсан, дакрон, тефлон и другие, начали внедрять в медицинскую практику по причине их кажущихся на первый взгляд положительных качеств, прежде всего доступности, легкости изготовления, прочности, простоты стерилизации, относительной биологической инертности.

Классическое понятие «биологическое лучше искусственного» подвергли сомнению изза чрезмерного увлечения полимерными материалами.

С накоплением опыта применения синтетических материалов появился обоснованный скептицизм. Более того, сложные проблемы восстановительной хирургии не решались окончательно.

Инертные полимеры в живом организме оставались, к большому сожалению, инородным телом, они меняли свои физические свойства, поддерживали хроническую воспалительную реакцию; длительность функционирования протезов из полимеров приносила вред живому организму, в научной медицинской литературе появились сведения о канцерогенной опасности полимеров. Поэтому стали уделять больше внимания рассасывающимся материалам, которые в процессе регенерации постепенно замещались собственными тканями живого организма.