معلومة

الاسم الإنجليزي الشائع للأنسجة المفصولة عن الدم بحواجز أنسجة الدم


ما هو المصطلح العام المستخدم للدلالة على أعضاء / أنسجة مثل: الدماغ والخصية والغدة الصعترية وما إلى ذلك ، والتي يتم فصلها عن الدم بواسطة حواجز أنسجة الدم؟


لست على علم بأي مصطلح شامل: الحواجز لكل منها ليست متطابقة ، والوظيفة وأسباب الحواجز ليست هي نفسها.

غالبًا ما يُشار إلى هذه الأعضاء على أنها "ذات امتياز مناعي" لأن أحد النتائج المهمة للانفصال هو أن الاستجابات المناعية في كل من هذه الأعضاء تختلف عنها في باقي الدورة الدموية الجهازية ، على الرغم من أن هذا بالطبع ليس هو الأهمية الوحيدة من حواجز أنسجة الدم. لقد تغير معنى المصطلح أيضًا قليلاً ، على الرغم من ذلك ، وما زلت أرى تعريفات مختلفة في أماكن مختلفة (على سبيل المثال ، تعريف ويكيبيديا ليس هو التعريف الذي سأستخدمه). نتيجة لذلك ، من السهل الجدال بأن البعض مثل التوتة لا ينبغي اعتباره ذو امتياز مناعي ، لذا فإن اقتراحي الشامل سيكون مجرد تجنب المصطلحات الشاملة.


زرع الأعضاء

زرع الأعضاء (زينوس- من اليونانية التي تعني "أجنبي" أو غريب [1] [2]) ، أو زرع غير متجانسةهو زرع خلايا أو أنسجة أو أعضاء حية من نوع إلى آخر. [3] تسمى هذه الخلايا أو الأنسجة أو الأعضاء xenografts أو زرع xenotransplants. يتناقض مع الزرع الخيفي (من فرد آخر من نفس النوع) ، أو الزرع التخليقي أو الزرع المتماثل (الطعوم المزروعة بين شخصين متطابقين وراثيًا من نفس النوع) والزرع الذاتي (من جزء من الجسم إلى آخر في نفس الشخص).

تشغيل الوسائط

زرع الخلايا السرطانية البشرية في الفئران التي تعاني من نقص المناعة هو أسلوب بحثي يستخدم بشكل متكرر في أبحاث الأورام قبل السريرية. [4]

يوفر زرع الأعضاء البشرية علاجًا محتملًا لفشل الأعضاء في المرحلة النهائية ، وهي مشكلة صحية كبيرة في أجزاء من العالم الصناعي. كما أنه يثير العديد من القضايا الطبية والقانونية والأخلاقية الجديدة. [5] من الشواغل المستمرة أن العديد من الحيوانات ، مثل الخنازير ، لها عمر أقصر من الإنسان ، مما يعني أن أنسجتها تشيخ بمعدل أسرع. ومن دواعي القلق أيضًا انتقال المرض (داء الزينوزون) والتغيير الدائم في الشفرة الوراثية للحيوانات. على غرار الاعتراضات على التجارب على الحيوانات ، اعترض نشطاء حقوق الحيوان أيضًا على زرع الأعضاء لأسباب أخلاقية. [6] تم نشر عدد قليل من الحالات الناجحة مؤقتًا من زرع الأعضاء. [7]

من الشائع أن يستخدم المرضى والأطباء مصطلح "الطعم الخيفي" بشكل غير دقيق للإشارة إلى الطعم الخيفي (من إنسان إلى إنسان) أو طعم أجنبي (من حيوان إلى إنسان) ، ولكنه مفيد علميًا (لأولئك الذين يبحثون أو يقرؤون العلمية الأدب) للحفاظ على التمييز الأكثر دقة في الاستخدام.


محتويات

أكثر من 90٪ من الكولاجين في جسم الإنسان هو من النوع الأول من الكولاجين. [8] ومع ذلك ، اعتبارًا من عام 2011 ، تم تحديد 28 نوعًا من الكولاجين ووصفها وتقسيمها إلى عدة مجموعات وفقًا للبنية التي تشكلها. [9] تحتوي جميع الأنواع على حلزون ثلاثي واحد على الأقل. [9] يوضح عدد الأنواع وظائف الكولاجين المتنوعة. [10]

  • ليفي (النوع الأول ، الثاني ، الثالث ، الخامس ، الحادي عشر)
  • غير ليفي
      (الكولاجين المرتبط بالألياف مع الحلزونات الثلاثية المتقطعة) (النوع التاسع ، الثاني عشر ، الرابع عشر ، التاسع عشر ، الحادي والعشرون)
  • سلسلة قصيرة (النوع الثامن ، العاشر) (النوع الرابع) (المجالات الثلاثية الحلزونية المتعددة مع الانقطاعات) (النوع الخامس عشر ، الثامن عشر)
  • MACIT (الغشاء المرتبط بالغشاء ذو ​​الحلزونات الثلاثية المتقطعة) (النوع الثالث عشر ، السابع عشر)
  • تشكيل الألياف الدقيقة (النوع السادس)
  • ترسيخ الألياف (النوع السابع)
  • الأنواع الخمسة الأكثر شيوعًا هي: [11]

      : الجلد ، والأوتار ، والأوعية الدموية ، والأعضاء ، والعظام (المكون الرئيسي للجزء العضوي من العظم): الغضروف (المكون الكولاجيني الرئيسي للغضروف): شبكي (المكون الرئيسي للألياف الشبكية) ، يوجد عادة إلى جانب النوع الأول: تشكل الصفيحة القاعدية ، طبقة الغشاء القاعدي التي تفرز الظهارة: أسطح الخلايا والشعر والمشيمة

    تحرير تطبيقات القلب

    الهيكل القلبي الكولاجيني الذي يتضمن حلقات صمام القلب الأربعة ، مرتبط تشريحياً ومرناً وفريداً بالعضلة القلبية. يشتمل الهيكل العظمي القلبي أيضًا على الحاجز الفاصل لغرف القلب - الحاجز بين البطينين والحاجز الأذيني البطيني. تمثل مساهمة الكولاجين في قياس أداء القلب بإيجاز قوة الالتواء المستمرة في مقابل ميكانيكا السوائل لضغط الدم المنبعث من القلب. البنية الكولاجينية التي تفصل الغرف العلوية للقلب عن الغرف السفلية هي غشاء غير منفذ يستبعد الدم والنبضات الكهربائية من خلال وسائل فسيولوجية نموذجية. بدعم من الكولاجين ، لا يتدهور الرجفان الأذيني أبدًا إلى الرجفان البطيني. يتكون الكولاجين من طبقات متغيرة الكثافة مع كتلة عضلية ملساء. تساهم كتلة وتوزيع وعمر وكثافة الكولاجين في الامتثال المطلوب لنقل الدم ذهابًا وإيابًا. يتم طي وريقات صمامات القلب الفردية إلى شكل بواسطة كولاجين متخصص تحت ضغط متغير. يحدث الترسب التدريجي للكالسيوم داخل الكولاجين كدالة طبيعية للشيخوخة. تظهر النقاط المتكلسة داخل مصفوفات الكولاجين تباينًا في عرض متحرك للدم والعضلات ، مما يتيح لطرق تكنولوجيا التصوير القلبي الوصول إلى النسب التي تشير بشكل أساسي إلى الدم في (المدخلات القلبية) والدم الخارج (النتاج القلبي). يُفهم علم أمراض الكولاجين الذي يقوم عليه القلب ضمن فئة أمراض النسيج الضام. [ بحاجة لمصدر ]

    تحرير جراحة التجميل

    يستخدم الكولاجين على نطاق واسع في الجراحة التجميلية ، كمساعد للشفاء لمرضى الحروق لإعادة بناء العظام ومجموعة متنوعة من أغراض طب الأسنان وجراحة العظام والجراحة. يستخدم كل من الكولاجين البشري والبقري على نطاق واسع كمواد مالئة جلدية لعلاج التجاعيد وشيخوخة الجلد. [12] بعض النقاط المهمة هي:

    1. عند استخدامه من الناحية التجميلية ، هناك فرصة لحدوث تفاعلات تحسسية تسبب احمرارًا طويلًا ، ومع ذلك ، يمكن التخلص من ذلك فعليًا عن طريق اختبار البقعة البسيط وغير الملحوظ قبل استخدام مستحضرات التجميل. [13]
    2. يُشتق معظم الكولاجين الطبي من الأبقار الصغيرة (الأبقار) من حيوانات معتمدة خالية من مرض جنون البقر. تستخدم معظم الشركات المصنعة حيوانات متبرعة إما من "قطعان مغلقة" ، أو من دول لم يتم الإبلاغ عنها أبدًا بإصابة بمرض جنون البقر مثل أستراليا والبرازيل ونيوزيلندا. [13]

    تحرير ترقيع العظام

    بما أن الهيكل العظمي يشكل بنية الجسم ، فمن الضروري أن يحافظ على قوته ، حتى بعد الكسور والإصابات. يستخدم الكولاجين في ترقيع العظام لأنه يحتوي على بنية ثلاثية الحلزونية ، مما يجعله جزيءًا قويًا جدًا. إنه مثالي للاستخدام في العظام ، لأنه لا يضر بالسلامة الهيكلية للهيكل العظمي. يمنع الهيكل الحلزوني الثلاثي للكولاجين من أن يتم تكسيره بواسطة الإنزيمات ، كما أنه يتيح التصاق الخلايا وهو مهم للتجميع الصحيح للمصفوفة خارج الخلية. [14]

    تجديد الأنسجة تحرير

    تُستخدم دعائم الكولاجين في تجديد الأنسجة ، سواء في الإسفنج ، [15] الرقائق ، [16] المواد الهلامية ، [17] أو الألياف. [18] الكولاجين له خصائص مواتية لتجديد الأنسجة ، مثل بنية المسام ، والنفاذية ، والماء ، والاستقرار في الجسم الحي. تدعم سقالات الكولاجين أيضًا ترسب الخلايا ، مثل بانيات العظم والخلايا الليفية ، وبمجرد إدخالها ، تسهل عملية النمو للمضي قدمًا بشكل طبيعي. [19]

    الاستخدامات الجراحية الترميمية تحرير

    تستخدم مادة الكولاجين على نطاق واسع في بناء بدائل الجلد الاصطناعية المستخدمة في علاج الحروق والجروح الشديدة. [20] [21] قد يتم اشتقاق هذه الكولاجين من مصادر بقري أو خيل أو خنازير أو حتى بشرية وتستخدم أحيانًا مع السيليكونات والجليكوزامينوجليكان والخلايا الليفية وعوامل النمو ومواد أخرى. [22]

    التئام الجروح

    الكولاجين هو أحد الموارد الطبيعية الرئيسية للجسم ومكون من أنسجة الجلد التي يمكن أن تفيد جميع مراحل التئام الجروح. [23] عندما يتم توفير الكولاجين لطبقة الجرح ، يمكن أن يحدث إغلاق. وبالتالي يمكن تجنب تدهور الجروح ، الذي يتبعه أحيانًا إجراءات مثل البتر.

    الكولاجين منتج طبيعي وبالتالي يستخدم كضماد طبيعي للجروح وله خصائص لا تمتلكها ضمادات الجروح الاصطناعية. إنه مقاوم للبكتيريا ، وهو أمر ذو أهمية حيوية في ضمادات الجروح. يساعد في الحفاظ على الجرح معقماً ، نظراً لقدرته الطبيعية على محاربة العدوى. عند استخدام الكولاجين كضمادة للحروق ، يمكن أن تتشكل الأنسجة الحبيبية الصحية بسرعة كبيرة فوق الحرق ، مما يساعدها على الشفاء بسرعة. [24]

    خلال المراحل الأربع من التئام الجروح ، يؤدي الكولاجين الوظائف التالية في التئام الجروح:

    • وظيفة التوجيه: تعمل ألياف الكولاجين على توجيه الخلايا الليفية. تهاجر الخلايا الليفية على طول مصفوفة النسيج الضام. الخصائص: مساحة السطح الكبيرة المتوفرة على ألياف الكولاجين يمكن أن تجذب الخلايا الليفية التي تساعد في الشفاء. : الكولاجين ، في وجود بعض جزيئات الملح المحايدة يمكن أن يعمل كعامل نواة يسبب تكوين الهياكل الليفية. قد تكون ضمادة الكولاجين بمثابة دليل لتوجيه ترسب الكولاجين الجديد ونمو الشعيرات الدموية. الخصائص: تتفاعل الصفائح الدموية مع الكولاجين لتكوين سدادة مرقئ.

    يستخدم الكولاجين في الدراسات المختبرية لزراعة الخلايا ، ودراسة سلوك الخلية والتفاعلات الخلوية مع البيئة خارج الخلية. [25]

    يتكون بروتين الكولاجين من حلزون ثلاثي ، يتكون بشكل عام من سلسلتين متطابقتين (α1) وسلسلة إضافية تختلف قليلاً في تركيبته الكيميائية (α2). [26] تركيبة الأحماض الأمينية للكولاجين غير نمطية بالنسبة للبروتينات ، خاصة فيما يتعلق بمحتواها العالي من الهيدروكسي برولين. الأشكال الأكثر شيوعًا في تسلسل الأحماض الأمينية للكولاجين هي جلايسين-برولين- X و جلايسين-إكس-هيدروكسي برولين ، حيث X هو أي حمض أميني غير الجلايسين أو البرولين أو الهيدروكسي برولين. يتم إعطاء متوسط ​​تكوين الأحماض الأمينية للأسماك والثدييات. [27]

    حمض أميني وفرة في جلد الثدييات
    (بقايا / 1000)
    وفرة في جلد السمك
    (بقايا / 1000)
    جليكاين 329 339
    برولين 126 108
    ألانين 109 114
    هيدروكسي برولين 95 67
    حمض الجلوتاميك 74 76
    أرجينين 49 52
    حمض الأسبارتيك 47 47
    سيرين 36 46
    ليسين 29 26
    يسين 24 23
    فالين 22 21
    ثريونين 19 26
    فينيل ألانين 13 14
    إيسولوسين 11 11
    هيدروكسي ليسين 6 8
    ميثيونين 6 13
    الهيستيدين 5 7
    تيروزين 3 3
    سيستين 1 1
    تريبتوفان 0 0

    أولاً ، يتم تجميع بنية مجدولة ثلاثية الأبعاد ، مع الأحماض الأمينية الجلايسين والبرولين كمكونات رئيسية لها. هذا ليس كولاجين بعد ، بل سلفه ، بروكولاجين. ثم يتم تعديل Procollagen عن طريق إضافة مجموعات الهيدروكسيل إلى الأحماض الأمينية البرولين والليسين. هذه الخطوة مهمة للارتباط بالجليكوزيل لاحقًا وتشكيل البنية الحلزونية الثلاثية للكولاجين. نظرًا لأن إنزيمات الهيدروكسيلاز التي تؤدي هذه التفاعلات تتطلب فيتامين ج كعامل مساعد ، فإن النقص طويل الأمد في هذا الفيتامين يؤدي إلى ضعف تخليق الكولاجين و الإسقربوط. [28] يتم تحفيز تفاعلات الهيدروكسيل هذه بواسطة إنزيمين مختلفين: برولايل -4 هيدروكسيلاز [29] وليزيل هيدروكسيلاز. يستهلك التفاعل جزيء أسكوربات واحد لكل هيدروكسيل. [30] يحدث تخليق الكولاجين داخل وخارج الخلية. تمت مناقشة تكوين الكولاجين الذي ينتج عنه الكولاجين الليفي (الشكل الأكثر شيوعًا) هنا. الكولاجين الشبكي ، الذي غالبًا ما يشارك في تكوين أنظمة الترشيح ، هو الشكل الآخر للكولاجين. جميع أنواع الكولاجين عبارة عن حلزونات ثلاثية ، وتكمن الاختلافات في تكوين ببتيدات ألفا التي تم إنشاؤها في الخطوة 2.

    1. نسخ مرنا: يرتبط حوالي 44 جينًا بتكوين الكولاجين ، كل ترميز لتسلسل mRNA معين ، وعادةً ما يكون "COL"البادئة. تبدأ بداية تخليق الكولاجين بتشغيل الجينات المرتبطة بتكوين ببتيد ألفا معين (عادة ألفا 1 أو 2 أو 3).
    2. تشكيل ما قبل المؤيدة للببتيد: بمجرد أن يخرج mRNA النهائي من نواة الخلية ويدخل في السيتوبلازم ، فإنه يرتبط بالوحدات الفرعية الريبوسومية وتحدث عملية الترجمة. يُعرف الجزء الأول / الأول من الببتيد الجديد باسم تسلسل الإشارة. يتم التعرف على تسلسل الإشارة على الطرف N للببتيد بواسطة جسيم التعرف على الإشارة على الشبكة الإندوبلازمية ، والتي ستكون مسؤولة عن توجيه ما قبل الببتيد إلى الشبكة الإندوبلازمية. لذلك ، بمجرد الانتهاء من تخليق الببتيد الجديد ، فإنه ينتقل مباشرة إلى الشبكة الإندوبلازمية للمعالجة اللاحقة للترجمة. ومن المعروف الآن باسم preprocollagen.
    3. ما قبل برو الببتيد إلى الكولاجين المؤيد: تحدث ثلاثة تعديلات على الببتيد المسبق مما يؤدي إلى تكوين الببتيد ألفا:
      1. تتم إزالة ببتيد الإشارة الموجود على الطرف N ، ويعرف الجزيء الآن باسم بروبيبتيد (لا بروكولاجين).
      2. يحدث هيدروكسيل اللايسينات والبرولينات على البروببتيد بواسطة إنزيمات "برولايل هيدروكسيلاز" و "ليسيل هيدروكسيلاز" (لإنتاج هيدروكسي برولين وهيدروكسيليسين) للمساعدة في الربط المتبادل لببتيدات ألفا. تتطلب هذه الخطوة الأنزيمية فيتامين ج كعامل مساعد. في داء الاسقربوط ، يؤدي نقص الهيدروكسيل في البرولين والليسين إلى حلزون ثلاثي أكثر مرونة (يتكون من ثلاثة ببتيدات ألفا).
      3. يحدث الارتباط بالجليكوزيل عن طريق إضافة إما مونومرات الجلوكوز أو الجالاكتوز إلى مجموعات الهيدروكسيل التي تم وضعها في اللايسينات ، ولكن ليس على البرولينات.
      4. بمجرد حدوث هذه التعديلات ، فإن ثلاثة من البروببتيدات الهيدروكسيلية والجليكوزيلية تتحول إلى حلزون ثلاثي مكونًا البروكولاجين. لا يزال لدى بروكولاجين نهايات غير ملفوفة ، والتي سيتم قصها لاحقًا. في هذه المرحلة ، يتم تعبئة البروكولاجين في حويصلة نقل مخصصة لجهاز جولجي.

      الأحماض الأمينية تحرير

      يحتوي الكولاجين على تركيبة وتسلسل غير عادي من الأحماض الأمينية:

        يوجد في كل بقايا ثالثة تقريبًا. يشكل حوالي 17٪ من الكولاجين. يحتوي الكولاجين على اثنين من الأحماض الأمينية المشتقة غير الشائعة التي لا يتم إدخالها مباشرة أثناء الترجمة. تم العثور على هذه الأحماض الأمينية في مواقع محددة بالنسبة للجليسين ويتم تعديلها بعد متعدية بواسطة إنزيمات مختلفة ، وكلاهما يتطلب فيتامين C كعامل مساعد.
          مشتق من البرولين المشتق من اللايسين - اعتمادًا على نوع الكولاجين ، فإن أعدادًا متفاوتة من الهيدروكسيليسين يتم معالجتها بالجليكوزيلات (معظمها تحتوي على سكريات مرتبطة).

        يحفز الكورتيزول تحلل الكولاجين (الجلدي) إلى أحماض أمينية. [31]

        تحرير تشكيل الكولاجين الأول

        تتشكل معظم الكولاجين بطريقة مماثلة ، ولكن العملية التالية نموذجية للنوع الأول:

        1. داخل الزنزانة
          1. يتم تشكيل نوعين من سلاسل ألفا - alpha-1 و alpha 2 ، أثناء الترجمة على الريبوسومات على طول الشبكة الإندوبلازمية الخشنة (RER). سلاسل الببتيد هذه المعروفة باسم preprocollagen ، لها ببتيدات تسجيل على كل طرف وببتيد إشارة. [32]
          2. يتم تحرير سلاسل البولي ببتيد في تجويف RER.
          3. يتم شق ببتيدات الإشارة داخل RER وتعرف السلاسل الآن باسم سلاسل pro-alpha. من الأحماض الأمينية ليسين وبرولين يحدث داخل التجويف. تعتمد هذه العملية على حمض الأسكوربيك (فيتامين ج) وتستهلكه كعامل مساعد. من بقايا هيدروكسي ليسين معينة تحدث.
          4. يتكون الهيكل الحلزوني الثلاثي ألفا داخل الشبكة الإندوبلازمية من سلسلتين ألفا -1 وسلسلة ألفا -2 واحدة. يتم شحنها إلى جهاز جولجي ، حيث يتم تعبئتها وإفرازها في الفضاء خارج الخلية عن طريق طرد الخلايا.
          1. يتم شق الببتيدات المسجلة ويتم تشكيل التروبوكولاجين بواسطة ببتيداز البروكولاجين.
          2. تشكل جزيئات التروبوكولاجين المتعددة أليافًا من الكولاجين ، عبر الارتباط التساهمي المتقاطع (تفاعل ألدول) بواسطة أوكسيديز ليسيل الذي يربط بين بقايا الهيدروكسي ليسين والليسين. تتكون ألياف الكولاجين المتعددة في ألياف الكولاجين.
          3. يمكن ربط الكولاجين بأغشية الخلايا عبر عدة أنواع من البروتين ، بما في ذلك الفبرونيكتين واللامينين والفيبولين والإنتيجرين.

          المرضية الاصطناعية تحرير

          يسبب نقص فيتامين سي الاسقربوط ، وهو مرض خطير ومؤلم يمنع فيه الكولاجين المعيب تكوين نسيج ضام قوي. تتدهور اللثة وتنزف مع فقدان الأسنان وتغير لون الجلد ولا تلتئم الجروح. قبل القرن الثامن عشر ، كانت هذه الحالة سيئة السمعة بين الحملات العسكرية طويلة الأمد ، ولا سيما البحرية ، والتي حُرم المشاركون خلالها من الأطعمة التي تحتوي على فيتامين سي.

          تفرز العديد من البكتيريا والفيروسات عوامل الضراوة ، مثل إنزيم كولاجيناز ، الذي يدمر الكولاجين أو يتعارض مع إنتاجه.

          يُستخدم جزيء كولاجين واحد ، وهو تروبوكولاجين ، لتكوين تجمعات أكبر من الكولاجين ، مثل الألياف. يبلغ طولها حوالي 300 نانومتر وقطرها 1.5 نانومتر ، وتتكون من ثلاثة خيوط متعددة الببتيد (تسمى ببتيدات ألفا ، انظر الخطوة 2) ، كل منها له شكل حلزون أعسر - لا ينبغي الخلط بينه وبين حلزون ألفا الأيمن. يتم لف هذه الحلزونات الثلاث اليسرى معًا في شكل حلزون ثلاثي أيمن أو "حلزون فائق" ، وهو هيكل رباعي تعاوني مستقر بواسطة العديد من الروابط الهيدروجينية. مع الكولاجين من النوع الأول وربما جميع الكولاجين الليفي ، إن لم يكن كل الكولاجين ، يرتبط كل حلزون ثلاثي في ​​ملف سوبر سوبر أيمن يُشار إليه باسم ألياف الكولاجين الدقيقة. يتم تحويل كل ليفة ميكروية مع الألياف الدقيقة المجاورة لها إلى درجة قد توحي بأنها غير مستقرة بشكل فردي ، على الرغم من أنها داخل ألياف الكولاجين ، فهي مرتبة جيدًا بحيث تكون بلورية.

          السمة المميزة للكولاجين هي الترتيب المنتظم للأحماض الأمينية في كل من السلاسل الثلاث لوحدات الكولاجين الفرعية هذه. غالبًا ما يتبع التسلسل النمط Gly-Pro-X أو Gly-X-Hyp ، حيث قد يكون X أيًا من مختلف بقايا الأحماض الأمينية الأخرى. [27] يشكل البرولين أو الهيدروكسي برولين حوالي 1/6 من التسلسل الكلي. مع احتساب الجلايسين لثلث التسلسل ، فإن هذا يعني أن نصف تسلسل الكولاجين تقريبًا ليس جليكاين أو برولين أو هيدروكسي برولين ، وهي حقيقة غالبًا ما يتم إغفالها بسبب إلهاء GX غير العادي1X2 طابع الكولاجين ألفا الببتيدات. يعد المحتوى العالي من الجلايسين للكولاجين مهمًا فيما يتعلق بتثبيت حلزون الكولاجين لأن هذا يسمح بالارتباط الوثيق جدًا لألياف الكولاجين داخل الجزيء ، مما يسهل الترابط الهيدروجيني وتشكيل الروابط المتقاطعة بين الجزيئات. [27] هذا النوع من التكرار المنتظم والمحتوى العالي من الجلايسين موجود فقط في عدد قليل من البروتينات الليفية الأخرى ، مثل الحرير الفيبروين.

          الكولاجين ليس مجرد بروتين هيكلي. نظرًا لدورها الرئيسي في تحديد النمط الظاهري للخلية ، والتصاق الخلية ، وتنظيم الأنسجة ، والبنية التحتية ، فإن العديد من أقسام مناطقها غير الغنية بالبرولين لها أدوار رابطة / تنظيم خلية أو مصفوفة. المحتوى العالي نسبيًا من حلقات البرولين والهيدروكسي برولين ، مع الكربوكسيل المقيّد هندسيًا ومجموعات الأمينية (الثانوية) ، جنبًا إلى جنب مع الوفرة الغنية من الجلايسين ، يفسر ميل خيوط البولي ببتيد الفردية لتشكيل حلزونات أعسر تلقائيًا ، دون أي سلسلة داخلية. الرابطة الهيدروجينية.

          نظرًا لأن الجلايسين هو أصغر حمض أميني بدون سلسلة جانبية ، فإنه يلعب دورًا فريدًا في البروتينات الهيكلية الليفية. في الكولاجين ، يكون Gly مطلوبًا في كل موضع ثالث لأن تجميع اللولب الثلاثي يضع هذه البقايا في الجزء الداخلي (محور) اللولب ، حيث لا توجد مساحة لمجموعة جانبية أكبر من ذرة الهيدروجين المفردة للجليسين. للسبب نفسه ، يجب أن تشير حلقات Pro و Hyp إلى الخارج. يساعد هذان الأحماض الأمينية على استقرار اللولب الثلاثي - Hyp حتى أكثر من Pro ، مطلوب تركيز أقل منهما في الحيوانات مثل الأسماك ، التي تكون درجة حرارة أجسامها أقل من معظم الحيوانات ذوات الدم الحار. تعتبر محتويات البرولين والهيدروكسي برولين المنخفضة من خصائص الماء البارد ، ولكن ليس أسماك الماء الدافئ ، فهذه الأخيرة تميل إلى أن تحتوي على محتويات مماثلة من البرولين والهيدروكسي برولين للثدييات. [27] يؤدي انخفاض محتوى البرولين والهيدروكسبرولين في أسماك المياه الباردة وغيرها من الحيوانات ذات درجات الحرارة المنخفضة إلى أن الكولاجين لديها ثبات حراري أقل من كولاجين الثدييات. [27] هذا الاستقرار الحراري المنخفض يعني أن الجيلاتين المشتق من كولاجين الأسماك غير مناسب للعديد من التطبيقات الغذائية والصناعية.

          تتجمع وحدات التروبوكولاجين الفرعية تلقائيًا ، بنهايات متداخلة بانتظام ، في مصفوفات أكبر في الفراغات خارج الخلية للأنسجة. [34] [35] يتم توجيه التجميع الإضافي للألياف بواسطة الخلايا الليفية ، التي ترسب أليافًا مكتملة التكوين من الألياف الليفية. في الكولاجين الليفي ، تتدرج الجزيئات إلى الجزيئات المجاورة بحوالي 67 نانومتر (وحدة يشار إليها باسم "D" وتتغير اعتمادًا على حالة الترطيب في الركام). في كل فترة D تكرار للليفات الدقيقة ، يوجد جزء يحتوي على خمسة جزيئات في المقطع العرضي ، يسمى "التداخل" ، وجزء يحتوي على أربعة جزيئات فقط ، يسمى "الفجوة". [36] يتم الاحتفاظ بمناطق التداخل والفجوة هذه عندما تتجمع الألياف الدقيقة في ليفية ، وبالتالي يمكن رؤيتها باستخدام المجهر الإلكتروني. يتم ترتيب التروبوكولاجين الحلزوني الثلاثي في ​​الألياف الدقيقة في نمط تعبئة شبه سداسي. [36] [37]

          هناك بعض الترابط التساهمي داخل الحلزونات الثلاثية ، وكمية متغيرة من الترابط التساهمي بين حلزونات التروبوكولاجين التي تشكل مجاميع جيدة التنظيم (مثل الألياف). [38] تتشكل الحزم الليفية الأكبر بمساعدة عدة فئات مختلفة من البروتينات (بما في ذلك أنواع الكولاجين المختلفة) والبروتينات السكرية والبروتيوغليكان لتشكيل أنواع مختلفة من الأنسجة الناضجة من مجموعات بديلة من نفس اللاعبين الرئيسيين. [35] كانت عدم ذوبان الكولاجين حاجزًا أمام دراسة الكولاجين الأحادي حتى تم اكتشاف أنه يمكن استخلاص التروبوكولاجين من الحيوانات الصغيرة لأنه لم يتم ربطه بشكل كامل بعد. ومع ذلك ، فإن التقدم في تقنيات الفحص المجهري (مثل المجهر الإلكتروني (EM) والفحص المجهري للقوة الذرية (AFM)) وحيود الأشعة السينية قد مكن الباحثين من الحصول على صور مفصلة بشكل متزايد لهيكل الكولاجين فى الموقع. [39] هذه التطورات اللاحقة مهمة بشكل خاص لفهم أفضل للطريقة التي تؤثر بها بنية الكولاجين على الاتصال بين الخلية والخلية والمصفوفة وكيف يتم بناء الأنسجة في النمو والإصلاح وتغييرها في التطور والمرض. [40] [41] على سبيل المثال ، باستخدام المسافة النانوية القائمة على AFM ، فقد تبين أن ليف كولاجين واحد هو مادة غير متجانسة على طول اتجاهه المحوري بخصائص ميكانيكية مختلفة بشكل كبير في مناطق الفجوة والتداخل ، والتي ترتبط بالمنظمات الجزيئية المختلفة في هاتين المنطقتين. [42]

          يتم ترتيب ألياف / مجاميع الكولاجين في مجموعات وتركيزات مختلفة في الأنسجة المختلفة لتوفير خصائص الأنسجة المختلفة. في العظام ، تكمن الحلزونات الثلاثية للكولاجين بالكامل في مصفوفة متوازية ومتداخلة. من المحتمل أن تكون الفجوات 40 نانومتر بين نهايات الوحدات الفرعية التروبوكولاجين (تساوي تقريبًا منطقة الفجوة) بمثابة مواقع تنوي لترسب بلورات طويلة وصلبة ودقيقة للمكون المعدني ، وهو هيدروكسيلاباتيت (تقريبًا) Ca10(أوه)24)6. [43] يعطي الكولاجين من النوع الأول للعظام قوة شدها.

          تنشأ الأمراض المرتبطة بالكولاجين بشكل شائع من العيوب الوراثية أو نقص التغذية التي تؤثر على التخليق الحيوي أو التجميع أو التعديل بعد الترجمة أو الإفراز أو العمليات الأخرى المشاركة في إنتاج الكولاجين الطبيعي.

          العيوب الوراثية لجينات الكولاجين
          نوع ملحوظات الجينات الاضطرابات
          أنا هذا هو الكولاجين الأكثر وفرة في جسم الإنسان. وهو موجود في النسيج الندبي ، المنتج النهائي عندما تلتئم الأنسجة عن طريق الإصلاح. توجد في الأوتار والجلد وجدران الشرايين والقرنية وبطانة الجسم المحيطة بألياف العضلات والغضاريف الليفية والجزء العضوي من العظام والأسنان. COL1A1 ، COL1A2 تكوّن العظم الناقص ، متلازمة إهلرز دانلوس ، فرط التعظم القشري الطفولي المعروف أيضًا باسم مرض كافي
          ثانيًا الغضروف الهياليني: 50٪ من بروتين الغضاريف. النكتة الزجاجية للعين. COL2A1 اعتلال الكولاجين ، النوعان الثاني والحادي عشر
          ثالثا هذا هو كولاجين الأنسجة الحبيبية ويتم إنتاجه بسرعة بواسطة الخلايا الليفية الشابة قبل تصنيع الكولاجين من النوع الأول الأكثر صرامة. ألياف شبكية. توجد أيضًا في جدران الشرايين والجلد والأمعاء والرحم COL3A1 متلازمة اهلرز دانلوس ، انكماش دوبويتران
          رابعا عدسة العين الصفيحة القاعدية. يعمل أيضًا كجزء من نظام الترشيح في الشعيرات الدموية وكبيبات النيفرون في الكلى. COL4A1 ، COL4A2 ، COL4A3 ، COL4A4 ، COL4A5 ، COL4A6 متلازمة ألبورت ، متلازمة جودباستور
          الخامس معظم الأنسجة الخلالية ، مساعد. مع النوع الأول المرتبط بالمشيمة COL5A1 ، COL5A2 ، COL5A3 متلازمة إهلرز دانلوس (كلاسيكية)
          السادس معظم الأنسجة الخلالية ، مساعد. مع النوع الأول COL6A1 ، COL6A2 ، COL6A3 ، COL6A5 اعتلال أولريش العضلي ، اعتلال عضلي بيثليم ، التهاب الجلد التأتبي [44]
          سابعا يشكل ترسيخ الألياف في التقاطعات الجلدية COL7A1 انحلال البشرة الفقاعي الحثل
          ثامنا بعض الخلايا البطانية COL8A1 ، COL8A2 ضمور القرنية الخلفي متعدد الأشكال 2
          التاسع FACIT كولاجين ، غضروف ، مساعد. مع ألياف من النوع الثاني والحادي عشر COL9A1 ، COL9A2 ، COL9A3 EDM2 و EDM3
          X تضخم وتمعدن الغضروف COL10A1 خلل التنسج الميتافيزيقي شميد
          الحادي عشر غضروف COL11A1 ، COL11A2 اعتلال الكولاجين ، النوعان الثاني والحادي عشر
          ثاني عشر يتفاعل كولاجين FACIT مع النوع الأول الذي يحتوي على الألياف والديكورات والجليكوزامينوجليكان COL12A1
          الثالث عشر يتفاعل الكولاجين العابر للغشاء مع إنتجرين إيه 1 بي 1 والفيبرونيكتين ومكونات الأغشية القاعدية مثل النيدوجين والبيرليكان. COL13A1
          الرابع عشر الكولاجين FACIT ، المعروف أيضًا باسم undulin COL14A1
          الخامس عشر COL15A1
          السادس عشر COL16A1
          السابع عشر الكولاجين العابر للغشاء ، المعروف أيضًا باسم BP180 ، بروتين 180 كيلو دالتون COL17A1 شبيه الفقاع الفقاعي وبعض أشكال انحلال البشرة الفقاعي الوصلي
          الثامن عشر مصدر الإندوستاتين COL18A1
          التاسع عشر الكولاجين FACIT COL19A1
          XX COL20A1
          الحادي والعشرون الكولاجين FACIT COL21A1
          الثاني والعشرون COL22A1
          الثالث والعشرون كولاجين MACIT COL23A1
          الرابع والعشرون COL24A1
          الخامس والعشرون COL25A1
          السادس والعشرون EMID2
          السابع والعشرون COL27A1
          الثامن والعشرون COL28A1
          التاسع والعشرون كولاجين البشرة COL29A1 التهاب الجلد التأتبي [45]

          بالإضافة إلى الاضطرابات المذكورة أعلاه ، يحدث الترسب المفرط للكولاجين في تصلب الجلد.

          تم تحديد ألف طفرة في 12 نوعًا من أكثر من 20 نوعًا من الكولاجين. يمكن أن تؤدي هذه الطفرات إلى أمراض مختلفة على مستوى الأنسجة. [46]

          تكون العظم الناقص - ناتج عن طفرة في اكتب 1 كولاجين، اضطراب جسمي سائد ، يؤدي إلى ضعف العظام والنسيج الضام غير المنتظم ، وقد تكون بعض الحالات خفيفة بينما قد تكون حالات أخرى مميتة. الحالات الخفيفة يكون لها مستويات منخفضة من الكولاجين من النوع 1 بينما الحالات الشديدة لها عيوب هيكلية في الكولاجين. [47]

          خلل التنسج الغضروفي - يُعتقد أن اضطراب الهيكل العظمي ناتج عن طفرة في نوع 2 كولاجين، يتم إجراء مزيد من البحث لتأكيد ذلك. [48]

          متلازمة إهلرز دانلوس - هناك ثلاثة عشر نوعًا مختلفًا من هذا الاضطراب ، والتي تؤدي إلى تشوهات في النسيج الضام. [49] بعض الأنواع النادرة يمكن أن تكون قاتلة ، مما يؤدي إلى تمزق الشرايين. تحدث كل متلازمة بسبب طفرة مختلفة. على سبيل المثال ، يحدث نوع الأوعية الدموية (vEDS) لهذا الاضطراب بسبب طفرة في نوع الكولاجين 3. [50]

          متلازمة ألبورت - يمكن أن تنتقل وراثيًا ، وعادة ما تكون سائدة مرتبطة بالصبغي X ، ولكن أيضًا كاضطراب جسمي سائد وراثي جسمي متنحي ، يعاني المصابون من مشاكل في الكلى والعينين ، ويمكن أن يحدث فقدان السمع أيضًا خلال سنوات الطفولة أو المراهقة. [51]

          متلازمة نوبلوخ - تحدث بسبب طفرة في جين COL18A1 الذي يرمز لإنتاج الكولاجين الثامن عشر. المرضى الذين يعانون من بروز في أنسجة المخ وانحطاط في شبكية العين يكون الفرد الذي لديه أفراد من عائلته يعانون من هذا الاضطراب معرضًا لخطر متزايد لتطويره بأنفسهم نظرًا لوجود ارتباط وراثي. [46]

          الكولاجين هو أحد البروتينات الهيكلية الليفية الطويلة التي تختلف وظائفها تمامًا عن تلك الموجودة في البروتينات الكروية ، مثل الإنزيمات. تسمى حزم قوية من الكولاجين ألياف الكولاجين هي مكون رئيسي للمصفوفة خارج الخلية التي تدعم معظم الأنسجة وتعطي الخلايا بنية من الخارج ، ولكن يوجد الكولاجين أيضًا داخل خلايا معينة. يتمتع الكولاجين بقوة شد كبيرة ، وهو المكون الرئيسي لللفافة والغضاريف والأربطة والأوتار والعظام والجلد. [52] [53] إلى جانب الإيلاستين والكيراتين الناعم ، فهو مسؤول عن قوة البشرة ومرونتها ، ويؤدي تدهورها إلى ظهور التجاعيد المصاحبة للشيخوخة. [12] يقوي الأوعية الدموية ويلعب دورًا في نمو الأنسجة. يوجد في القرنية وعدسة العين في شكل بلوري. قد يكون واحدًا من أكثر البروتينات وفرة في السجل الأحفوري ، نظرًا لأنه يبدو أنه متحجر بشكل متكرر ، حتى في عظام الدهر الوسيط وحقبة الحياة القديمة. [54]

          يستخدم تحرير

          يحتوي الكولاجين على مجموعة متنوعة من التطبيقات ، من الغذاء إلى الطب. [55] على سبيل المثال ، يتم استخدامه في جراحة التجميل وجراحة الحروق. يستخدم على نطاق واسع في شكل أغلفة الكولاجين للنقانق. [56] [57]

          إذا كان الكولاجين يخضع للتمسخ الكافي ، على سبيل المثال عن طريق التسخين ، تنفصل خيوط التروبوكولاجين الثلاثة جزئيًا أو كليًا في مجالات كروية ، تحتوي على بنية ثانوية مختلفة عن الكولاجين الطبيعي بولي برولين II (PPII) ، على سبيل المثال ملفات عشوائية. تصف هذه العملية تكوين الجيلاتين ، والذي يستخدم في العديد من الأطعمة ، بما في ذلك حلوى الجيلاتين المنكهة. إلى جانب الغذاء ، تم استخدام الجيلاتين في الصناعات الدوائية ومستحضرات التجميل والتصوير الفوتوغرافي. كما أنها تستخدم كمكمل غذائي. [58]

          من اليونانية للغراء ، كولا، تعني كلمة كولاجين "منتج الغراء" وتشير إلى العملية المبكرة لغلي الجلد وأوتار الخيول والحيوانات الأخرى للحصول على الغراء. استخدم المصريون لاصق الكولاجين منذ حوالي 4000 عام ، واستخدمه الأمريكيون الأصليون في الأقواس منذ حوالي 1500 عام. تم العثور على أقدم غراء في العالم ، يعود تاريخه إلى أكثر من 8000 عام ، من الكولاجين - يستخدم كبطانة واقية على سلال الحبال والأقمشة المطرزة ، لتثبيت الأواني معًا ، وفي الزخارف المتقاطعة على الجماجم البشرية. [59] يتحول الكولاجين بشكل طبيعي إلى جيلاتين ، لكنه نجا بسبب الظروف الجافة. المواد اللاصقة الحيوانية مصنوعة من البلاستيك الحراري ، وتلين مرة أخرى عند إعادة تسخينها ، لذلك لا تزال تُستخدم في صنع الآلات الموسيقية مثل الكمان الناعم والقيثارات ، والتي قد يتعين إعادة فتحها للإصلاح - وهو تطبيق لا يتوافق مع المواد اللاصقة البلاستيكية الاصطناعية الصلبة ، والتي تكون دائمة. تم استخدام أعصاب وجلود الحيوانات ، بما في ذلك الجلود ، في صنع أغراض مفيدة لآلاف السنين.

          تم استخدام غراء الجيلاتين-ريزورسينول-فورمالديهايد (مع استبدال الفورمالديهايد بخماسي الإيثانيد وإيثانيدال الأقل سمية) لإصلاح الشقوق التجريبية في رئتي الأرانب. [60]

          كان تطور الكولاجين خطوة أساسية في التطور المبكر للحيوانات ، ودعم أشكال الحيوانات متعددة الخلايا. [61] الكولاجين هي البروتينات الأكثر وفرة في الفقاريات ، وتشكل حوالي 30٪ من جميع البروتينات في جسم الإنسان. [62] [63] [64] بناءً على تركيبتها الجزيئية ، تنقسم بروتينات الكولاجين إلى فئتين رئيسيتين - تشكيل ليفي (أو ليفي) الكولاجين وغير المكون للليف (غير ليفي) الكولاجين - والتي تنقسم إلى 28 نوعًا مختلفًا (اعتبارًا من عام 2017) ، بناءً على الهياكل والوظائف الفردية التي يمتلكها البروتين على وجه التحديد في الجسم. [63] [64] الكولاجين الليفي ، ينتج الأطر ثلاثية الأبعاد في الأنسجة والأعضاء المختلفة ، مشتق من سلف واحد مشترك أثناء التطور. [63] [65] الكولاجين غير الليفي هو المكون الرئيسي الداعم للمصفوفة خارج الخلية. [64]

          أصبح شكل أنواع الكولاجين الليفي وغير الليفي متمايزًا أثناء التطور المتباين. [64] نشأ هذان النوعان من الكولاجين من طفرات مختلفة وأحداث ازدواجية جينية تطورت إلى 28 نوعًا حاليًا من بروتينات الكولاجين التي توفر تنوعًا في الهياكل الداعمة للكولاجين في الجسم ، مثل الهيكل العظمي ، والذي يتكون من ألفا (يُشار إليه باسم α) جين الكولاجين. [63] [65] Fibrillar collagen was co-opted during evolutionary adaptation from existing genes by natural selection to construct new organ and tissue structures, enabling the emergence of evolved species with improved capabilities. [63] [65]

          The molecular and packing structures of collagen have eluded scientists over decades of research. The first evidence that it possesses a regular structure at the molecular level was presented in the mid-1930s. [66] [67] Since that time, research concentrated on the conformation of the collagen monomer, producing several competing models, although correctly dealing with the conformation of each individual peptide chain. The triple-helical "Madras" model provided an accurate model of quaternary structure in collagen. [68] [69] [70] This model was supported by further studies showing higher resolution in the late 20th century. [71] [72] [73] [74]

          The packing structure of collagen has not been defined to the same degree outside of the fibrillar collagen types, although it has been long known to be hexagonal. [37] [75] [76] As with its monomeric structure, several conflicting models alleged that either the packing arrangement of collagen molecules is 'sheet-like' or microfibrillar. [77] [78] The microfibrillar structure of collagen fibrils in tendon, cornea and cartilage was imaged directly by electron microscopy in the late 20th century and early 21st century. [79] [80] [81] The microfibrillar structure of tail tendon was modeled as being closest to the observed structure, although it oversimplified the topological progression of neighboring collagen molecules, and so did not predict the correct conformation of the discontinuous D-periodic pentameric arrangement termed microfibril. [36] [82] [83]


          1. Classification Based on the Degree of Intimacy
          2. Classification Based on the Types of Implantation
          3. Classification Based on the Distribution of Villi
          4. Classification Based on the Degree of Involvement of Foetal and Maternal Tissues

          Type # 1. Classification Based on the Degree of Intimacy:

          Based on the degree of intimacy of foetal and maternal tissues, the following types of placenta are seen:

          أنا. Non-Deciduous Placenta or Semi Placenta:

          In non-deciduous placenta the implantation is superficial. This occurs in most mammals where the blastocysts lie in the uterine cavity. At the point of contact with the wall of the uterus, the blastocyst surface gives out finger like projection called chorionic villi that penetrate into the depressions of the uterine wall and are loosely united.

          At the time of birth, when parturition takes place, the chorionic villi are simply withdrawn from the cavities of the uterine wall without causing any dam­age or bleeding. This type of placenta forma­tion is seen in pig, cattle, horse etc., where the less hazardous birth process allows the females to resume full running speed soon after birth.

          As the chorionic villi do not fuse with the endometrium, such a placenta is also called semi placenta.

          ثانيا. Deciduous Placenta or Placenta Vera:

          In cat, dog, primates, rodents etc., the degree of intimacy between the chorionic villi and the endometrium is greatly increased. The uterine wall gets eroded. The chorionic villi fuse with the eroded uterine mucosa. Such a placenta is termed as placenta vera (true placenta).

          At the time when parturition takes place the uterine wall does not remain intact. It tears away and extensive haemorrhage takes place at birth. Such a type of placenta is termed as decidu­ous placenta.

          This phenomena of shedding (tearing off) and replacement of maternal tissue is termed as decidua (meaning, to shed). Here the placenta is physiologically more efficient, where the mothers are pro­tected enough to recover fully after child birth.

          iii. Contra-Deciduate Placenta:

          A some­what modified type of deciduate placenta is seen in Parameles and Talpa (mole), where there is loss of both maternal tissue as well as foetal portion of placenta. Such a placenta is called contra-deciduate placenta.

          Type # 2. Classification Based on the Types of Implantation:

          Implantation is the process by which the embryo becomes attached to a nutritional substance. The term in case of placental mammals is referred to the process by which the embryo remains associated intimately with the uterine wall.

          Generally three types of implantation are seen which are as follows:

          أنا. Central or Superficial Implantation:

          The chorionic sac of the embryo grows and makes superficial attachment with the uterine mucosa. This type of implantation is called central or superficial implantation and the embryo remains within the lumen of the uterus (Fig. 5.53A).

          It is seen in all cases of implantation in lower vertebrates. It is also present in Preambles and Dasyurus among the marsupials, while among eutherians it is seen in pig, cow, rabbit, sheep, dog, cat etc.

          ثانيا. Eccentric Implantation:

          In mouse, rat, beaver, squirrel etc., the blastocyst in its early stage comes to lie between the uterine epithelial folds or pocket (Fig. 5.53B), and this type of implantation is called eccentric implantation. The epithelial folds at a later stage, encloses the blastocyst almost com­pletely.

          iii. Interstitial Implantation:

          In inter­stitial implantation the embryo burrows into the uterine mucosa below the epithelium and becomes surrounded completely by the endometrial tissue of the uterus (Fig. 5.53C). This type of implantation is seen in hedge­hog, guinea-pig, some bats, chimpanzee, man etc.

          Type # 3. Classification Based on the Distribution of Villi:

          The pattern of distribution of villi varies among species of different mammals. Based on this the following types of placenta are recognized (Fig. 5.54).

          In diffused pla­centa the villi are numerous and are scattered uniformly over the whole of chorion. It is seen in ungulates (pig, horse, mare etc.) and in cetacea.

          ثانيا. Cotyledonary Placenta:

          In this type of placenta the villi become aggregated in special regions or patches to form small tufts. The rest part of the chorion surface remains smooth. It is seen in ruminant (cud-chewing) ungulates such as cattle, sheep, deer etc. In camel and giraffe an intermediate type of placenta is seen where the villi are scattered and are also arranged in cotyle­dons.

          In a zonary pla­centa the villi are confined to an annular or girdle-like zone on the chorion (chorion is more or less elliptical in shape). Such a placenta occurs in carnivores and may be of either incomplete zonary (e.g. raccoon) or complete zonary (e.g. dog, cat, seal etc.) type.

          رابعا. Discoidal Placenta:

          Here the villi become restricted to a circular disc or plate area on the dorsal surface of blastocyst. Such a placenta is seen in insectivores, bats, rodents (rat, mouse), rabbit and bear.

          v. Meta-Discoidal Placenta:

          In primates a special type of discoidal placenta is seen where the villi are at first scattered all over the chorion but later becomes restricted to one or two discs. The mono-discoidal type with a single disc is seen in man, while the bi-discoidal type with two disc shaped villous areas is seen in monkeys.

          Type # 4. Classification Based on the Degree of Involvement of Foetal and Maternal Tissues:

          Histologically there are no less than six membranes or tissues (called barriers) that lie between the foetal and maternal blood streams. These membranes in order of their sequence, from mother to foetus are endothelium of maternal blood vessel, endometrial connective tissue, uterine epithelium, chorionic epithelium, chorionic connective tissue and endothelium of foetal blood vessel.

          The presence or absence of these tissues results in the formation of the following types of placenta (Fig. 5.55).

          أنا. Epitheliochorial Placenta:

          This type of placenta involves the contact of the chori­onic epithelium with that of uterine epithelium and thus the term epitheliochorial. The epitheliochorial placenta involves six tissue barriers between the foetal and maternal circulation. It is the primitive type from which others have been derived and is seen in pig, sow, mare, horse, cattle etc.

          ثانيا. Syndesmochorial Placenta:

          In the ruminant ungulates (cattle, sheep, deer, giraffe etc.), varying amounts of the uterine epithelium may be absent. As a result the chorion is brought into direct contact with the connective tissue of the uterus. Only five barriers therefore, lie between the two blood streams. This type of placenta is termed as syndesmochorial.

          iii. Endotheliochorial Placenta:

          In endotheliochorial placenta the uterine mucosa is reduced and the chorionic epithelium comes in contact with the endothelial wall of maternal blood vessels. This type of placenta is characteristic of carnivores like dog, cat, bear etc. Here, only four barriers remain between the two blood streams.

          رابعا. Haemochorial Placenta:

          A reduc­tion of the barriers into three is observed in haemochorial placenta, which is found in pri­mates, insectivores (mole, shrew) and chiropterans (bat). Here, the endothelial wall of the maternal blood vessel disappears and the chorionic epithelium is bathed directly in the maternal blood.

          v. Haemoendothelial Placenta:

          In this type of placenta the chorionic villi looses their epithelium and mesenchymal layers to such a degree that the endothelial wall of the foetal blood vessels remain in contact with the maternal blood. The haemoendothelial placenta is observed in mouse, rat, rabbit, guinea-pig etc. and only a single barrier sep­arates the two blood streams.


          Difference Between Blood and Lymph

          They are the circulatory fluids of the animal body, blood is a part of the circulatory system whereas lymph is part of the lymphatic system.

          Blood helps in carrying oxygen around the body to different parts and organs with the help of pigments, due to which they can be of different colors in different animals as the pigments are not always the same.

          Whereas lymph is a colorless liquid, found mostly in the inter-cellular spaces of a tissue.

          Blood has RBC’s, WBC’s, platelets and a fluid called plasma.

          Whereas lymph has WBC’s and watery fluid.

          They both have immune and also circulatory functions in them.

          One of the major differences between them is that blood flows through blood vessels and lymph through lymphatic vessels.

          Blood is a circulatory fluid of the animal body, it helps in the transportation of oxygen, nutrients, and metabolic wastes to different parts of the body.

          Composition: It is majorly composed of blood cells, which are RBC's and WBC's suspended in plasma.

          Plasma is mostly water (92% by volume) and has proteins, ions, glucose, and hormones.

          Albumin, the major protein of plasma, the blood cells are mainly RBC’s (red blood cells) also called as erythrocytes, WBC’s (white blood cells) also called as leukocytes and platelets, also called as thrombocytes.

          RBC’s have hemoglobin in them, an iron-containing protein, which helps in oxygen transport. carbon dioxide is majorly carried extracellularly as bicarbonate ion in plasma.

          Major Functions of Blood are:

          Supplying O2 to tissues and organs.

          Supplying nutrients like glucose, amino acids, and fatty acids.

          Removal of metabolic wastes like CO2, urea, and lactic acid.

          Immunological functions are the circulation of WBC's, detection of foreign particles with the aid of antibodies.

          Coagulation, which is the response to the broken blood vessel, by conversion of blood to a semisolid gel for prevention of blood loss.

          transport of substances like hormones and signaling of tissue damage

          lymph is another type of circulatory fluid of the animal body, it flows through the lymphatic system, which consists of lymph nodes, lymph vessels.

          Composition: - It is majorly composed of interstitial fluid. i.e., the fluid that lies in the interstitial spaces of all body tissues, which is collected through lymph capillaries.

          It is similar to blood plasma, i.e. the fluid component of blood. Lymph brings back proteins and excess interstitial fluid into the bloodstream.

          It also transports fats in blood in the form of ofchylomicrons.

          Lymph leaving the lymph node is richer in lymphocytes. lymph formed in the digestive system is called chyle and is rich in triglycerides, it looks milky white cause of its high lipid content.

          the functions of lymph are: -

          responsible for the removal of interstitial fluid from tissues

          absorbs and transports fats as chyle from the digestive system

          transports WBC’s to and from lymph nodes into bones

          it transports antigen-presenting cells, like dendritic cells to lymph nodes where immune response occurs.

          Similarities between Blood and Lymph

          Both of them are types of circulatory fluids.

          Both of them circulate within vessels.

          Both of them have an immune function in the body.

          They are both joined together by a system of capillaries.

          Difference between Blood and Lymph: -

          part of the circulatory system

          helps in the body's defense as it is a part of the immune system.

          associated with circulation of O 2 وشارك 2 , substances like hormones, waste products etc.

          contains plasma and a lesser number of WBCs and platelets.

          contains plasma, RBCs, WBCs, and platelets.

          Carries a low amount of O 2 .

          Carries a large amount of O 2 .

          Lymph plasma lacks proteins.

          Blood plasma has proteins, calcium, and phosphorus.

          Transports nutrients from tissues and cells to the blood, via lymphatic vessels.

          Transports nutrients and O 2 from one organ to another.

          the flow of lymph is slow.

          the flow of blood in blood vessels is fast.

          Clots slowly as less fibrinogen is present.

          Clots quickly as high amount of fibrinogen is present.

          movement of Blood is circular motion.

          Both are two circulatory fluids of the body, Blood moves via blood vessels and lymph moves via lymphatic vessels. Blood transports gases, nutrients, and metabolic wastes. Lymph is draining of tissue fluid into the circulatory system. The major difference between blood and lymph is their function in the body.


          Organ-Specific Toxicologic Pathology

          ب. طريقة تطور المرض.

          Permeability edema occurs when there is excessive opening of endothelial gaps or damage to the air-blood barrier (type I epithelial cells or endothelial cells). Changes in capillary permeability may be due directly to endothelial cell injury or to the effect of cellular or humoral “mediators” of inflammation. This type of edema is an integral and early part of the inflammatory response, primarily due to the effect of inflammatory mediators such as leukotrienes, platelet-activating factor, cytokines and vasoactive amines that increase the permeability of pulmonary vessels. Numerous inhaled or circulating toxicants, bacterial toxins, anaphylactic shock and drugs are believed to cause pulmonary edema by a direct effect on the endothelium or type I epithelial cells. Direct endothelial cell injury ranges from an increase in the size of interendothelial junctions to frank endothelial cell necrosis. Mediators that alter endothelial permeability may be released from mast cells (histamine) during allergic responses, from aggregated platelets and from phagocytic cells as they migrate through the endothelium. Such activated “phagocytes” may attach to lung endothelium and release proteases, lipases, or activated oxygen species that may even cause endothelial cell necrosis. Because type I epithelial cells are highly vulnerable to toxicants such as NO2، وبالتالي2، ح2S and 3-methylindole, as well as to free radicals, alveolar edema accompanies many toxic pulmonary diseases.

          Pulmonary edema interferes with the respiratory gas-exchange function of the lung. With mild injury, repair processes can result in a return to normal however, with severe or prolonged injury, inflammation and eventually fibrosis may follow.


          Modern methods for delivery of drugs across the blood–brain barrier ☆

          The blood–brain barrier (BBB) is a highly regulated and efficient barrier that provides a sanctuary to the brain. It is designed to regulate brain homeostasis and to permit selective transport of molecules that are essential for brain function. Unfortunately, drug transport to the brain is hampered by this almost impermeable, highly selective and well coordinated barrier. With progress in molecular biology, the BBB is better understood, particularly under different pathological conditions. This review will discuss the barrier issue from a biological and pathological perspective to provide a better insight to the challenges and opportunities associated with the BBB. Modern methods which can take advantage of these opportunities will be reviewed. Applications of nanotechnology in drug transport, receptor-mediated targeting and transport, and finally cell-mediated drug transport will also be covered in the review. The challenge of delivering an effective therapy to the brain is formidable solutions will likely involve concerted multidisciplinary approaches that take into account BBB biology as well as the unique features associated with the pathological condition to be treated.


          Cuboidal Epithelia

          Cuboidal epithelial cells, shown in Figure 2, are cube-shaped with a single, central nucleus. They are most commonly found in a single layer representing a simple epithelia in glandular tissues throughout the body where they prepare and secrete glandular material. They are also found in the walls of tubules and in the ducts of the kidney and liver.

          Figure 2. Simple cuboidal epithelial cells line tubules in the mammalian kidney, where they are involved in filtering the blood.


          Common english name for tissues which are separated from the blood by blood-tissue barriers - Biology

          Blood Components


          Normally, 7-8% of human body weight is from blood. In adults, this amounts to 4.5-6 quarts of blood. This essential fluid carries out the critical functions of transporting oxygen and nutrients to our cells and getting rid of carbon dioxide, ammonia, and other waste products. In addition, it plays a vital role in our immune system and in maintaining a relatively constant body temperature. Blood is a highly specialized tissue composed of more than 4,000 different kinds of components. Four of the most important ones are red cells, white cells, platelets, and plasma. All humans produce these blood components--there are no populational or regional differences.


          Red Cells

          Human erythrocytes or "red cells"
          (cell diameter about .0003 inches)

          Red cells, or erythrocytes , are relatively large microscopic cells without nuclei. In this latter trait, they are similar to the primitive prokaryotic cells of bacteria. Red cells normally make up 40-50% of the total blood volume. They transport oxygen from the lungs to all of the living tissues of the body and carry away carbon dioxide. The red cells are produced continuously in our bone marrow from stem cells at a rate of about 2-3 million cells per second. Hemoglobin is the gas transporting protein molecule that makes up 95% of a red cell. Each red cell has about 270,000,000 iron-rich hemoglobin molecules. People who are anemic generally have a deficiency in red cells, and subsequently feel fatigued due to a shortage of oxygen. The red color of blood is primarily due to oxygenated red cells. Human fetal hemoglobin molecules differ from those produced by adults in the number of amino acid chains. Fetal hemoglobin has three chains, while adults produce only two. As a consequence, fetal hemoglobin molecules attract and transport relatively more oxygen to the cells of the body.


          White Cells

          White cells, or leukocytes , exist in variable numbers and types but make up a very small part of blood's volume--normally only about 1% in healthy people. Leukocytes are not limited to blood. They occur elsewhere in the body as well, most notably in the spleen, liver, and lymph glands. Most are produced in our bone marrow from the same kind of stem cells that produce red blood cells. Others are produced in the thymus gland, which is at the base of the neck. Some white cells (called lymphocytes ) are the first responders for our immune system. They seek out, identify, and bind to alien protein on bacteria, viruses, and fungi so that they can be removed. Other white cells (called granulocytes and macrophages ) then arrive to surround and destroy the alien cells. They also have the function of getting rid of dead or dying blood cells as well as foreign matter such as dust and asbestos. Red cells remain viable for only about 4 months before they are removed from the blood and their components recycled in the spleen. Individual white cells usually only last 18-36 hours before they also are removed, though some types live as much as a year. The description of white cells presented here is a simplification. There are actually many specialized sub-types of them that participate in different ways in our immune responses.


          Platelets

          erythrocyte (left), thrombocyte
          (center), and leukocyte (right)

          Platelets , or thrombocytes , are cell fragments without nuclei that work with blood clotting chemicals at the site of wounds. They do this by adhering to the walls of blood vessels, thereby plugging the rupture in the vascular wall. They also can release coagulating chemicals which cause clots to form in the blood that can plug up narrowed blood vessels. Thirteen different blood clotting factors, in addition to platelets, need to interact for clotting to occur. They do so in a cascading manner, one factor triggering another. Hemophiliacs lack the ability to produce either blood factor 8 or 9.

          Platelets are not equally effective in clotting blood throughout the entire day. The body's circadian rhythm system (its internal biological clock) causes the peak of platelet activation in the morning. This is one of the main reasons that strokes and heart attacks are more common in the morning.

          Recent research has shown that platelets also help fight infections by releasing proteins that kill invading bacteria and some other microorganisms. In addition, platelets stimulate the immune system. Individual platelets are about 1/3 the size of red cells. They have a lifespan of 9-10 days. Like the red and white blood cells, platelets are produced in bone marrow from stem cells.


          بلازما

          Plasma is the relatively clear, yellow tinted water (92+%), sugar, fat, protein and salt solution which carries the red cells, white cells, and platelets. Normally, 55% of our blood's volume is made up of plasma. As the heart pumps blood to cells throughout the body, plasma brings nourishment to them and removes the waste products of metabolism. Plasma also contains blood clotting factors, sugars, lipids, vitamins, minerals, hormones, enzymes, antibodies, and other proteins. It is likely that plasma contains some of every protein produced by the body--approximately 500 have been identified in human plasma so far.

          Blood Components--animated view of the major blood components.
          This link takes you to an external website. To return here, you must
          click the "back" button on your browser program. (length = 53 secs)


          التلصيق

          Sometimes when the blood of two people is mixed together, it clumps or forms visible islands in the liquid plasma--the red cells become attached to one another. This is agglutination .

          When different types of blood are mixed within the body, the reaction can be a bursting of the red cells as well as agglutination. Different types of blood are recognized on the molecular level and sometimes rejected by being destroyed and ultimately filtered out by the kidneys in order to expel them from the body along with urine. In the case of a transfusion mistake, there can be so much of the wrong type of blood in the system that it can result in kidney failure and death. This is due to the fact that when the kidneys try to filter the blood, they essentially become clogged as they are overwhelmed and cease being effective filters. Additionally, there is a rapid depletion of blood clotting factors which causes bleeding from every body orifice. In the United States, about 1 in 12,000 units of whole blood transfused is given to the wrong person. Depending on the blood types of the donor and the recipient, this can result in death or no problems at all.

          The compositional difference between blood types is in the specific kinds of antigens found on the surface of the red cells. Antigens are relatively large protein molecules that provide the biological signature of an individual's blood type.

          Within blood, there are substances called antibodies which distinguish particular antigens from others, causing bursting or agglutination of the red cells when alien antigens are found. The antibodies bind to the antigens. In the case of agglutination, the antibodies "glue" together the antigens from different red cells thereby sticking the red cells together (as shown below on the right).

          Antibodies seeking specific antigens Antibodies agglutinating red cells

          (not actual shape or size of antigens and antibodies)

          As agglutination proceeds, millions of red cells are glued together into clumps. This is not the same thing as clotting. When agglutination occurs, the blood mostly remains liquid. With clotting, however, it does not.

          The specific types of antigens on our red blood cells determine our blood types. There are 29 known human blood systems, or groups, for which each of us can be typed. As a result, there are one or more antigens for each of these blood groups. Since many of these blood systems also are found in apes and monkeys, it is likely that they evolved prior to the time that we became a separate species.


          History of Blood Transfusions

          Long before the phenomenon of blood antigen-antibody interaction was discovered, surgeons experimented with human transfusions in an attempt to save the lives of patients who were dying from severe blood loss and the resulting shock. The first attempt may have been an English physician during the mid-17th century who infused a wounded soldier with sheep blood. Not surprisingly, the soldier suffered a painful death. The first successful transfusion of human blood to another human was done by a British doctor in 1818 in order to save the life of a woman who was hemorrhaging following childbirth. By the mid 19th century, European and American doctors used transfusions in a last ditch attempt to save soldiers and other patients with horrendous wounds. They usually transferred blood directly from a healthy individual to their patient via a rubber tube with hypodermic needles at each end. This occasionally resulted in success but more often than not killed the recipient. The results seemed to be random. Doctors in the 19th century also experimented with a variety of blood substitutes, including milk, water, and even oils.

          It was the discovery of the ABO blood types in 1900 that finally led us to understand how to consistently use transfusions to save lives. Even with this knowledge, however, life threatening reactions still occur in about 1 out of 80,000 transfusions in developed nations. The ABO blood group and its central role in transfusion failures are described in the next section of this tutorial.


          White Cell Antibodies

          The blood type antigen-antibody interaction is one of many similar recognition-rejection phenomena in our bodies. Infectious microorganisms, such as viruses, also carry foreign antigens which stimulate the production of white cell antibodies (lymphocytes) that attack the antigens by binding to them as a way of getting rid of the invading parasites. Once stem cells in our bone marrow produce antibodies to identify a specific alien antigen, we have the ability to produce them more quickly and in larger numbers. This results in the development of a long-term active immunity to future invasions of the same kind of alien antigen. This is the key to successful vaccination for viruses and some other microorganisms that invade our bodies.

          Immune Cells in Action --developing immunity to a virus via the antigen-antibody interaction.
          This link takes you to a QuickTime video. To return here, you must click the "back" button
          on your browser program. (length = 1 min, 40 secs)

          White cell antibodies are also responsible for recognizing and rejecting alien body tissues, or, more accurately, the antigens on their cells. This is the main reason that organ transplants were most often unsuccessful in the past until the creation of drugs that can suppress the immune system and thereby prevent organ rejection. The immune system that is responsible is called the human leukocyte antigen (HLA) system. This is by far the most polymorphic of all known human genetic systems--there are more than 100 antigens on tissue cells in humans resulting in approximately 30,000,000 possible HLA genotypes. The chance of two unrelated people having the same HLA genotypes is very slim. Subsequently, HLA incompatibility between organ donors and recipients are common.

          NOTE: Antibodies are also known as "agglutinins" and antigens as "agglutinogens". This alternative terminology is not used here because of the potential confusion of similar words.

          NOTE: It is now known that the blood of some women who have been pregnant can cause a life-threatening reaction in people who receive transfusions from them. This reaction is known as "transfusion-related acute lung injury" (TRALI). This can occur if the donor's blood contains antibodies produced by her body during a pregnancy in order to prevent rejection of blood cell antigens in male fetuses. The likelihood of this occurring apparently is higher for women who have given birth more than once. TRALI apparently is mainly a problem if the blood recipient receives plasma rather than whole blood. Because of the risk, the American Red Cross is shifting to using 95% male plasma donors. In the recent past, it has been 50% male.

          Copyright 1999-2013 by Dennis O'Neil. كل الحقوق محفوظة.
          illustration credits


          Figure 2. (a−d) Venn diagrams depicting subtractive proteomic analysis employed to reveal identities of tumor-residing proteins. A total of 202 proteins were identified by at least two protein specific peptides in any of the peptide fractions from tumorous tissue but not in any of the technical replicates from normal adjacent tissue (kidney). Subsequent analysis revealed identities of 8 tumor-residing proteins in the plasma by comparing/subtracting proteins identified exclusively in the tumor (202) and those identified in plasma (179). These proteins exhibited higher total peptide count in tumor vs plasma and are considered as genuine tumor proteins (a). Secondary structure of cadherin-5 depicting the location of identified peptides. Peptides in red font were identified in tumor while peptides depicted by blue font were identified in plasma. All identified peptides in the tumor and plasma reside in the extracellular domain of this integral plasma membrane protein (b). Extracted ion chromatograms of the KPLIGTVLAMDPDAAR peptide identifying cadherin-5 in tumor (red font) and peripheral plasma (blue font) indicating a higher concentration level of this peptide/protein in the tumor (c). Western blot analysis of cadherin-5. A total of 20 μg of depleted plasma protein from the patient under study (2) and a total of 20 μg of depleted plasma protein from a matched healthy donor (3) along with 30 μg of depleted plasma protein from the same patient (5) and 30 μg depleted plasma protein from a matched healthy donor (6) were separated on 4−20% Tris-Glycine gradient gels. Also, a total of 20 μg of cellular lysates, HUVEC (7), LNCaP (8), and SKOV3 (9), were separated using the same gradient gel and transferred to Immuno-Blot PVDF membranes. The membranes were blocked by 3% bovine serum albumin and then probed overnight at 4 °C with anticadherin-5 mAb followed by peroxidase conjugated goat antimouse IgG secondary antibody (d).


          شاهد الفيديو: الفسلجة والتشريح 3D:الحلقة#11:الانسجة الضامة:انواعها:تركيبها:وظائفها. (ديسمبر 2021).