Состояние коллагена в тканях глаза и его целенаправленная модификация

• Автор: Данилов, Никита Александрович
• Шифр специальности: 02.00.04, 01.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 158 с. : ил.

Содержание
Введение

ГЛАВА 1. Обзор литературы

Часть 1. Состояние коллагена в норме и патологии

Общие вопросы

Фибриллогенез и свойства фибрилл

Поперечные сшивки

Другие важные компоненты матрикса

Физическая химия денатурации коллагена

Характеристики стабильности коллагеновых систем

Патологии коллагенсодержащих тканей (общие вопросы)

Глаз как пример коллагенсодержащего органа
Склера
Теноновая капсула
Дополнительная информация
Некоторые глазные патологии
Часть 2. Искусственное сшивание коллагенового волокна
Краткий обзор методов сшивания
Механизм и особенности взаимодействия глицеральдегида и коллагена.:.„53 Особенности реакции треозы с коллагеном и аминокислотами
Часть 3. Методики определения основных компонентов
Определение типового состава коллагена
Определение содержания ГАГ
ГЛАВА 2. Материал и методы исследования
Экспериментальная часть
Образцы склеры и теноновой капсулы человека
Склера кролика для экспериментов in vitro
Биомеханическое тестирование
Термический анализ
Измерение содержания гидроксипролина и коллагена
Полный аминокислотный анализ
Анализ гликозаминогликанов в образцах теноновой капсулы
Флуорометрия
Трансмиссионная электронная микроскопия (ТЭМ) образцов теноновой
капсулы
Тестирование протеолитической устойчивости образцов склеры кролика
Склера кролика для экспериментов in vivo
Обработка данных
ГЛАВА 3. Результаты и обсуждение
Часть 1. Состояние коллагена глазных тканей в норме и при патологии

Изменение матрикса склеры человека при первичной открытоугольной
глаукоме
Изменение матрикса теноновой капсулы человека при прогрессирующей миопии
Аминокислотный анализ
Электронная микроскопия
Анализ гликозаминогликанов
Термический анализ
Флуориметрия
Заключение по результатам исследования теноновой капсулы
Часть 2. Искусственная модификация коллагенового волокна с помощью сшивания глицериновым альдегидом и треозой in vitro
Внешний вид образцов
Флуориметрия
Расчет длины поперечных сшивок
Биомеханическое тестирование
Термический анализ
Ферментативный протеолиз
Заключение
Часть 3. Искусственная модификация коллагенового волокна с помощью сшивания треозой in vivo
Выводы
Литература
Введение
Коллаген является основным структурным белком соединительной ткани, главная функция которой - опорно-механическая. Все структурное и функциональное многообразие соединительных тканей определяется тонкими различиями в аминокислотном составе типов коллагена, его ко- и посттрансляционной модификации, способах укладки макромолекул в фибриллы и организацией фибрилл, взаимодействием фибрилл с другими химическими компонентами тканевого матрикса. Очевидно, что малейшие нарушения этих факторов приводят к изменению морфологии матрикса ткани (патологическому ремоделированию), и, следовательно, к аномальному функционированию органа.
. Важная научно-практическая задача исследователей состоит в том, чтобы, с одной стороны, установить наличие и глубину патологических изменений в ткани (в частности, изменение состояния коллагена), выявить связь этих изменений с характером патологического процесса, и, с другой стороны, обозначить подходы к коррекции выявленных нарушений. При этом в ходе выполнения исследований необходимо установить измеряемые параметры, достаточно однозначно характеризующие состояние коллагена.
Объектом исследования данной работы являются коллагенсодержащие ткани глаза, свойства которых нарушаются при наиболее распространенных глазных заболеваниях - прогрессирующей миопии и глаукоме. При миопии имеет место ухудшение механических характеристик склеры глаза, что способствует её необратимому растяжению и прогрессированию заболевания. Есть основания предполагать, что при глаукоме нарушение биомеханических свойств склеры и других структур

• Нарушение поперечного сшивания: дефицит поперечных сшивок (латиризм) либо напротив их избыток (патологическая гликация при диабете)
• Нарушение баланса между процессами синтеза и деградации коллагена, например вследствие ингибирования металлопротеиназ либо напротив, их избыточной активности.
Кратко рассмотрим некоторые характерные примеры упомянутых возможных патологий коллагенсодержащих тканей.
При цинге образуется коллаген с пониженным содержанием гидроксипролина, играющего важную роль в поддержании термодинамической стабильности макромолекул, что приводит к изменению оптимальных характеристик стабильности коллагена и развитию генерализованных нарушений: выпадению зубов, хрупкости кровеносных сосудов, массированному изъязвлению кожи [1].
К еще более тяжелым последствиям приводят мутации генов, кодирующих первичную аминокислотную последовательность а-цепи коллагена I. К таким заболеваниям относят «несовершенный остеогенез», приводящий к врожденной хрупкости костей и даже к внутриутробной гибели [2]. На ДСК-термограммах растворимого коллагена, секретированного фибробластами, выделенными из кожи больных, наблюдаются отчетливые изменения по сравнению с контрольным состоянием (Рис. 15).