El Colágeno

transparent vials of medicineEl colágeno es la proteína animal más abundante, es el principal componente proteico de todos los tejidos conectivos, incluidos la piel, los huesos, los tendones y el cartílago. Todos los colágenos desempeñan un papel estructural y/o funcional en la matriz extracelular. Como polímero, cada cadena de colágeno tiene un tamaño molecular preciso, determinado genéticamente, que puede modificarse adicionalmente después de la biosíntesis mediante una gama de procesos de modificación secundarios. Los colágenos están ampliamente distribuidos en todo el reino animal, encontrándose incluso en especies primitivas. En la actualidad, se han identificado 21 tipos distintos de colágeno en el ser humano. Estos varían en la distribución del tejido y en la longitud de la triple hélice y la presencia de interrupciones que no son de triple hélice.

Todos se caracterizan por la estructura de triple hélice, que conduce a una secuencia de aminoácidos repetitiva de Gly-X-Y (glicina-X-Y). Este motivo de repetición también se encuentra en otras proteínas de animales y bacterias, pero no se consideran tipos de colágeno, ya que no tienen funciones en la matriz extracelular.

El colágeno se puede producir comercialmente a partir de una variedad de fuentes, y las pieles de mamíferos derivadas como subproducto de la industria de procesamiento de alimentos son la fuente principal. Se utilizan diversos procesos y reacciones de modificación para proporcionar una amplia gama de productos.

Históricamente, el colágeno ha sido un polímero importante, ya que es la base de la producción de cuero y gelatina, procesos que se remontan a varios milenios. El colágeno es la proteína de triple hélice que se produce de forma natural, mientras que la gelatina es su producto desnaturalizado por calor que tiene propiedades distintas.

EL ROL DEL COLÁGNEO EN LA MATRIZ EXTRACELULAR

El colágeno juega un rol crítico y complejo en la matriz extracelular de todos los tejidos conectivos. La matriz extracelular comprende muchos componentes, que incluyen fibras insolubles, fibrillas y muchas proteínas y glicoproteínas solubles diferentes entre otros componentes. Los principales roles de la matriz extracelular son proporcionar a los tejidos sus propiedades mecánicas y fisicoquímicas específicas, y proporcionar un escalón molecular con reconocimiento específico y motivos de señalización para la unión y migración celular. Aunque estos roles se identifican fácilmente, el mecanismo por el que se logran es menos obvio y la regulación celular de la biosíntesis y el control de la organización del tejido precisa siguen siendo poco conocidos. Aunque las moléculas de colágeno individuales pueden contener información que ayuda al auto-ensamble de las estructuras agregadas, las interacciones celulares con la matriz extracelular sugieren fuertemente que las células  desempeñan el papel dominante en la orquestación del complejo ensamble in vivo de los tejidos. Se ha demostrado que el colágeno, aunque cumple claramente un papel estructural, posee numerosos sitios de unión que interactúan con muchas otras moléculas y receptores celulares.

DEGRADACIÓN DEL COLÁGENO

La velocidad de renovación del colágeno en los tejidos es generalmente muy lenta, con tiempos de vida que se estiman en años para el colágeno tipo I en el hueso, para el colágeno tipo II en el cartílago y para el colágeno tipo III en la piel. La excepción es el colágeno tipo I en el ligamento periodontal, que tiene una vida media estimada del orden de una semana. Sin embargo, se requiere un desglose regulado de colágeno para esta renovación lenta, así como para la cicatrización de heridas, el desarrollo y la remodelación de tejidos. El colágeno en la matriz extracelular es una estructura muy estable, con los dominios de triple hélice que son particularmente resistentes a la proteólisis.

ASPECTOS ECONÓMICOS Y APLICACIONES

El colágeno es de gran importancia económica. Por ejemplo, es el componente clave en la producción de cuero. El colágeno es también la materia prima para la producción de gelatina, que vale más de US $ 1.5 mil millones por año, y que es un componente clave para muchos otros productos en, por ejemplo, la industria alimentaria, confitería, fotográfica, farmacéutica y médica. El colágeno también es importante en aplicaciones biomédicas, por ejemplo, el mercado de bio-prótesis de válvulas cardíacas tiene un valor de más de 100 millones de dólares en los EE. UU., mientras que el mercado de la estética del colágeno supera los $ 50 millones por año. Más allá de estos ejemplos, el colágeno se utiliza en una amplia gama de productos, incluidos los revestimientos fabricados para la industria alimentaria, el deportivo, el quirúrgico y los cosméticos.

Ref: Enciclopedia Británica

Encyclopedia of Polymer Science and Technology, Wiley & Sons

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