کلاژن (Collagen)
زندگی، زنجیره ای از مولکولهای پیچیده درهم است وکلاژن مهمترین عنصر تشکیل دهنده ساختار موجودات زنده است . در حقیقت کلاژن همان ریسمانی است که جانوران را به یکدیگر پیوند می دهد. در روند طبیعت ، که از موجودات اولیه آغاز می شود، سلول های موجودات چند سلولی – از ساده ترین و قدیمی ترین موجود چند سلولی گرفته تا انسان – توسط کلاژن به یکدیگر پیوند می خورند.
واژه کلاژن از زبان یونانی گرفته شده و به معنای "تولیدکننده چسب" است. واژه رایج برای کلاژن " بافت پیوندی" می باشد. كلاژن چسبنده در حدود 4000 سال پیش توسط مصریان استفاده می شد، و بومیان آمریكایی در حدود 1500 سال پیش از كلاژن چسبنده در ساخت كمان استفاده می كردند.
كلاژن پروتئین اصلی سازنده بافت پیوندی در موجودات زنده است دهد. بیش ا ز یک سوم پروتئین تشکیل دهنده بدن و 75% از ساختارپوست را ، کلاژن تشکیل می دهد. در ابتدا بر این باور بودیم که موجودات، مجموعه ای از سلول هایی هستند که تفاوتهای بسیاری با یکدیگر دارند، ولی اغلب به یکدیگر پیوند خورده اند. امروزه می دانیم که خارج از سلول، عملکردهای ضروری و موثری انجام می گیرد و عبارت "بافت پیوندی" معنای وسیع تری پیدا کرده است. همانطورکه بافت پیوندی اعضای مختلف بدن را به یکدیگر پیوند می دهد، مثل ماهیچه به استخوان و یا مهره ها به یکدیگر، کلاژن نیزبرای پیوند دادن سلول ها به یکدیگرلازم است. سلول ها برای اینکه در کنار یکدیگر باقی بمانند به یک داربست یا چهارچوب نیاز دارند وهمانند تارهای تشکیل دهنده یک تور، سلول ها حفره های درون تارها را پر می کنند. کلاژن همانند این تارها عمل می کند و همانند ریسمانی که سلولها را به هم متصل می کند. هر چه دنیای علم، اطلاعات بیشتری در مورد ساختار یدن ارائه دهد، اهمیت نقش کلاژن نمایان تر خواهد شد.
موارد استفاده
كلاژن یكی از پروتئین های رشته ای و بنیادی است كه نسبت به پروتئین های كروی، مثلا آنزیمها، عملكردی متفاوت دارد.كلاژن قدرت كشش پذیری فوق العاده دارد و اصلی ترین جزء سازنده بافت غضروفی، رباط ها، تاندون ها، استخوان و دندان است. . کلاژن، پروتئین رشته ای است که ساختار پوست ، بافتهای غضروفی ،استخوان و سایر بافتهای پیوندی را تشکیل می دهد. كلاژن، به همراه كراتین نرم، مسئول استحكام و قابلیت ارتجاعی پوست است. کلاژن در بدن نقش چهارچوب و داربست را برعهده داشته، باعث ترمیم استخوان ها ی شکسته و زخمها می شود و نیز باعث رشد رگهای خونی جهت رساندن مواد غذایی به زخمها می شود. . كلاژن رگ های خونی را استحكام می بخشد و نقش مهمی در تشكیل بافت ها دارد، در قرنیه و عدسی چشم به صورت شفاف وجود دارد، همچنین در جراحی پلاستیك و ترمیم سوختگی ها كاربرد دارد. از بین رفتن كلاژن بر اثر بالا رفتن سن باعث ایجاد چین و چروك در پوست می شود. دراین مرحله ازدانش، به این اطلاعات دست یافته ایم که 13 نوع کلاژن وجود دارد به اضافه تعدادی مولکولهای کوچکتر مشابه کلاژن که عضو این خانواده هستند.هرنوع کلاژن مطابق با هدف و عملکرد مشخصی شکل گرفته ، بستگی به منطقه آناتومی ، نوع کلاژن ها متفاوت است، از ماهیچه و استخوانها گرفته تا غضروف ها،رگهای خونی، اعصاب و بخش های مختلف پوست که خود وسیع ترین عضو بدن است. تفاوت کلاژن ها در حقیقت ، در بین قسمت انتهای هر مولکول کلاژن است، ولی قسمت میانی کلاژن ها همانند یکدیگر است.کلاژن قدرت کشش پذیری بالایی دارد.این ساختارپیچیده به گونه ای طراحی شده که در برابر گردش آنزیم ها وسایر مواد در بدن شکست ناپذیر باشد. هنگامی که بدن ،در مرحله ترمیم ،نیازبه ساختن ساختارسلولی جدیدی دارد.کلاژن یا اجزای آن نقشی اساسی ایفا می کنند. با وجود اینکه مدت هاست که نقش کلاژن به عنوان چهار چوب و داربست مشخص شده است،امروزه به این نتیجه رسیده ایم که کلاژن شکل کلی سلول ها و تمایز آنها ،مهاجرت سلول ها و تلفیق گروهی از پروتئین ها را کنترل می کند.
- مصارف صنعتی اگر كلاژن هیدرولیز شود، رشته های تروپوكلاژن سه تایی به مار یچ های كروی تبدیل شده، تولید ژلاتین میكند كه در بسیاری از مواد غذایی از جمله دسرهای ژلاتینی استفاده می شود.
- علاوه بر مواد غذایی، ژلاتین در صنایع داروسازی، آرایشی و عكس برداری استفاده می شود. ژلاتین، منبع قابل توجه پروتئین در رژیم غذایی محسوب می شود، مصرف مخلوطی از آمینواسید، مستقیما روی بافت ها تاثیر میگذارد و باعث صرفه جویی در زمان ساخت 8 آمینواسید ضروری می شود.
- كلاژن معمولا به ژلاتین تبدیل می شود ولی در هوای خشك حالت خود را حفظ می كند.
- مصارف پزشكی كلاژن به میزان قابل توجهی در جراحی پلاستیك استفاده می شود، همچنین در درمان سوختگی ها ، بازسازی استخوان، ارتوپدی و دندان سازی قابل استفاده است. در ترمیم آثار سوختگی، از كلاژن به عنوان پوست مصنوعی و جایگزین پوست قبلی استفاده می شود. این نوع كلاژن از پوست گاو، اسب و خوك و حتی منابع انسانی به دست می آید، و گاهی همراه با سیلیكون، گلیكوزامین گلیكان، فیبروبلاست، فاكتورهای رشد و سایر مواد استفاده می شود.
تركیب و ساختار
تروپوكلاژن یا واحد جایگزین "مولكول كلاژن" میله ای حدود 300nm طول و قطر 1.5nm، ساخته شده از سه رشته پلی پپتید است. این مولكول ها به صورت خود به خودی در صف های طولانی در فضای خالی بافت ها جای می گیرند. بین مارپیچ های سه تایی رابط هایی هم ارز وجود دارد، و تعداد متعددی از رابط های هم ارز نیز بین مارپیچ های تروپوكلاژن وجود دارد كه انواع مختلف كلاژن موجود در بافت های بالغ را به وجود می آورد، مشابه همین حالت در كراتین های موجود در مو دیده می شود.
