Elastin

Elastin là một loại protein cấu trúc có liên quan đến việc xây dựng các mô liên kết của phổi, mạch máu và da. Ngược lại với collagen, cũng được tìm thấy trong mô liên kết, nó rất đàn hồi. Mạng lưới các phân tử elastin với nhau trong khu vực ngoại bào.

Elastin là gì?

Tất cả các động vật có xương sống đều chứa protein sợi elastin. Nó là một protein cấu trúc chịu trách nhiệm hình thành các cơ quan quan trọng như phổi, mạch máu hoặc da. Cùng với collagen, nó tạo thành mô liên kết của các cơ quan này.

Các đặc tính của elastin và collagen bổ sung cho nhau. Elastin, như tên cho thấy, rất đàn hồi trái ngược với collagen. Điều này làm cho các mô liên kết của da, phổi và mạch máu đàn hồi và dễ uốn. Các chức năng của ba cơ quan này yêu cầu thay đổi kích thước liên tục. Elastin chủ yếu bao gồm các axit amin alanin, glycine, proline, valine, lysine, leucine và isoleucine. Các khu vực kỵ nước và ưa nước xen kẽ trong phân tử.

Các đơn vị đặc trưng của 4 axit amin alanin, prolin, glyxin và valin được lặp lại theo từng miền kỵ nước. Các vùng ưa nước chủ yếu có lysine. Phần dư lysine được oxy hóa thành allysine bởi enzyme lysyl oxidase. Nhóm amin đầu cuối được thay thế bằng nhóm cacboxyl. Các gốc lysine của các chuỗi protein khác nhau kết hợp với nhau để tạo thành desmosine hình vòng và do đó liên kết chéo các chuỗi khác nhau với nhau.

Chức năng, tác dụng và nhiệm vụ

Là một protein cấu trúc bên trong mô liên kết, elastin có nhiệm vụ đảm bảo hình dạng và độ đàn hồi của phổi, mạch máu và da. Cả ba cơ quan đều phụ thuộc vào tính linh hoạt của mô liên kết. Chúng có thể thay đổi liên tục về khối lượng.

Là một protein cấu trúc, mô liên kết có phần lớn là collagen. Nó có khả năng chống rách, nhưng sẽ quá cứng như một yếu tố cấu trúc duy nhất. Chỉ có sự kết hợp các đặc tính của elastin và collagen mới cho phép các mô liên kết trở nên đàn hồi và đồng thời chống rách. Khối xây dựng cơ bản của elastin là tropoelastin. Tropoelastin được cấu tạo bởi các miền kỵ nước và ưa nước xen kẽ nhau. Nó có khối lượng phân tử gần đúng là 72 kilodalton. Các đơn vị tropoelastine liên kết với nhau tại các phần dư lysine.

Trong khi tropoelastin hòa tan trong nước do có nhiều miền ưa nước, khả năng hòa tan trong nước của polyme liên kết chéo bị phủ định. Tropoelastin được hình thành trong tế bào và đến khu vực ngoại bào thông qua vận chuyển màng. Đây là nơi diễn ra mạng của các khối xây dựng cơ bản, với các đơn vị desmosine hình vòng tròn được hình thành tại các điểm nối mạng. Ba gốc allysine và một dư lượng lysine luôn tham gia vào quá trình hình thành desmosine. Vì allysine là một sản phẩm oxy hóa của lysine, bốn gốc lysine cuối cùng được liên kết với nhau.

Hình thức kết nối này mang lại cho elastin độ đàn hồi đặc biệt của nó. Liên kết ngang cũng bảo vệ elastin khỏi sự biến tính và suy thoái của hầu hết các protease. Tuy nhiên, enzyme elastase là một ngoại lệ, nó là protease duy nhất có thể phân hủy elastin. Bằng cách này, elastins ăn vào qua thức ăn sẽ bị phân hủy.

Giáo dục, sự xuất hiện, thuộc tính và giá trị tối ưu

Như đã đề cập, elastin là một thành phần cần thiết của mô liên kết của phổi, mạch máu và da. Điều này ảnh hưởng đến tất cả các động vật có xương sống. Khối xây dựng cơ bản tropoelastin khó có thể được phát hiện trong mô động vật. Sau khi chuyển hóa dư lượng lysine thành allysine bởi lysyl oxidase, ba gốc allysine ngay lập tức được liên kết chéo với một dư lượng lysine. Elastin hầu như chỉ xuất hiện ở dạng mạng lưới của nó.

Tuy nhiên, việc phát hiện tropoelastin trong các thí nghiệm trên động vật bằng cách ức chế tổng hợp lysyl oxidase đã thành công. Nếu thiếu enzym này, không có sự chuyển đổi lysine thành allysine và do đó cũng không hình thành elastin. Do khả năng chống lại sự phân hủy của elastin đối với protease, da, phổi và mạch máu được bảo vệ một cách lý tưởng. Tác dụng phân hủy của elastase bị hạn chế bởi các chất ức chế elastase.

Bệnh & Rối loạn

Các đột biến trong gen ELN có thể gây ra các bệnh di truyền trong đó cấu trúc của elastin bị thay đổi. Trong cái gọi là bệnh nấm da, có những thay đổi trong mô liên kết, biểu hiện ở da không đàn hồi, chảy xệ, chùng xuống theo các nếp gấp.

Bệnh vừa có thể mắc phải vừa có thể di truyền. Các cụm gia đình được quan sát. Ngoài nhiều triệu chứng khác, sự suy yếu mô liên kết này cũng xảy ra trong hội chứng Williams-Beuren. Đây cũng là một bất thường cấu trúc di truyền của elastin. Nguyên nhân của căn bệnh này là do đột biến trên nhiễm sắc thể số 7. Hơn nữa, còn có chứng hẹp eo động mạch chủ bẩm sinh, dựa trên sự rối loạn cấu trúc của elastin. Động mạch chính của tim bị thu hẹp. Dòng máu từ tâm thất trái vào máu bị trì hoãn.

Suy tim xảy ra trong thời gian dài. Năm đến sáu phần trăm của tất cả các dị tật tim bẩm sinh là hẹp động mạch chủ bẩm sinh. Một số dạng của hội chứng Ehlers-Danlos cũng được cho là dị dạng elastin. Bệnh này được đặc trưng bởi một lớp da quá phát, được gọi là da cao su. Sự yếu kém của mô liên kết ảnh hưởng đến nhiều cơ quan, bao gồm cả tim và đường tiêu hóa. Hội chứng này thường được di truyền như một tính trạng trội trên NST thường.

Trong cái gọi là hội chứng Menkes, ngoài nhiều triệu chứng khác, còn có sự suy yếu của các mô liên kết, nguyên nhân là do sự tổng hợp elastin bị suy giảm. Trên thực tế, hội chứng Menkes được đặc trưng bởi sự gián đoạn trong quá trình hấp thụ đồng trong cơ thể. Tuy nhiên, đồng là một đồng yếu tố cho nhiều loại enzym. Trong số những thứ khác, điều này cũng bao gồm lysyl oxidase. Không có đồng, enzym hoạt động kém hiệu quả. Quá trình chuyển đổi dư lượng lysine thành allysine không còn diễn ra. Kết quả là, sự liên kết chéo của dư lượng lysine với desmosine không còn hoạt động nữa.