Kolajenin Yapısı ve Uygulama Alanları

Kolla; Yunancada “tutkal”, kolajen; “tutkal üreticisi” anlamına gelir. (1) Kolajen, memelilerde en bol bulunan proteindir. Özellikle tendonların, bağların, kornea ve kemiğin bileşenini oluşturur. Ciltte ve kan damarlarında bulunur. Sert kolajen demetleri, çoğu dokuyu destekleyen ve dışarıdan hücre yapısı veren hücre dışı matrisin önemli bir bileşenidir. Ancak kolajen bazı hücrelerin içinde de bulunur. İnsanlarda toplam proteinin üçte birini; cildin kuru ağırlığının dörtte üçünü oluşturur. Çoğunlukla bağ doku hücreleri tarafından sentezlenir. (2)


Tipik bir kolajen molekülü uzun, sert ve 3 polipeptid zincirinin birbiri etrafına dolanmasıyla sarmal düz bir yapı oluşturur. Yapısındaki bu zincirlerinin her biri alfa-zincir olarak adlandırılır ve kolajen "tropocollagen" adını alır. A-zincirlerden her biri yaklaşık olarak 1000 aminoasit içermektedir. Yapısal olarak kolajenin ayırt edici özelliği, X ve Y herhangi bir aminoasit olmak üzere birbirini tekrar eden (Gly-X-Y)n dizilerini içermesidir. Farklı tiplerdeki tüm kolajenlerde bu aminoasit dizisi görülmektedir. (1)



Omurgalı kolajen süper familyası şu anda 50'den fazla kolajen ve benzeri protein içermektedir. Kolajen fibriller yapı dışında olduğu kadar fibril yapılarında da bulunabilir. Vücudun birçok yerinde görülür ve tip olarak bilinen farklı formlarda ortaya çıkar. İnsanlarda en çok bulunan (kıkırdak hariç tüm lifli yapılarda bulunan) tip I kolajeninde X ve Y genellikle prolin ve hidroksiprolin kalıntılarıdır. Tip I kolajenin işlevi esas olarak mekaniktir ayrıca hareket kabiliyetini kolaylaştırmak için elastik enerjiyi depolayabilirler. (1)Kolajen, çoğu proteolitik enzime karşı dirençlidir. Bu özelliği nedeniyle ilaç taşınım sistemlerinde kolajen kullanıma elverişli bir madde olarak önümüze çıkar. (3)


Kolajen kozmetik cerrahide ve yanık hastalarının tedavisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Kozmetik alanında kolajen kullanımı azalmaktadır. Bunun en büyük nedeni uzun süre kızarıklığa neden olması ve yüksek alerjik reaksiyon göstermesidir. Yanık tedavisinde ise kolajenler ciddi yaralanmalarda yapay deri ikamelerinin yapımında kullanılır. Bu kolajenler silikon, glikozaminoglikan, fibroblast, büyüme faktörleri ve başka maddelerle birleştirilmesi halinde kullanılan sığır veya domuz kolajeni olabilir. Ayrıca eklem hareketlilik takviyesi (glukozamin ve kondroitin) olarak da satılmaktadır. (1)


Yara iyileşmelerinde hayvan deneyleri sonucunda, belirgin debride edici (yarada bulunan yabancı maddelerin temizlenmesi) etkisi olduğu, yüzeysel yaralarda epitelizasyon (yara bölgesindeki epitel hücrelerinin artması sonucu yaranın iyileşmesi) ala­nını arttırdığı, bakteri sayısını azalttığı saptanmıştır. (4)


Biyomalzeme alanında en yararlı maddelerden kabul edilen kolajenin, biyolojik bozunurluk ve zayıf antijenlik gibi özellikleri tıbbi uygulamalarda birincil kaynak olarak kullanılmasına neden olmaktadır. Dokuların ve organların oluşumunda önemli bir rol oynamaktadır. İyi bir yüzey aktif maddedir ve lipitsiz bir arayüze nüfuz etme kabiliyeti gösterir. Albümin ve jelatin gibi diğer doğal polimerler ile karşılaştırıldığında daha iyi biyouyumluluk göstermektedir. Kolajenin biyomedikal uygulamadaki kullanışlılığının temel nedeni, kolajenin kendi kendini birleştirme ve çapraz bağlama yoluyla ekstra güç ve stabiliteye sahip lifler oluşturabilmesidir. Mükemmel biyouyumluluk ve güvenlik nedeniyle, biyomedikal uygulamada kollajen kullanımı hızla büyümektedir. Bununla birlikte, kolajen bazlı sistemlerin bazı dezavantajları mevcuttur. Bunlar, yeterli tedarik sağlama zorluğundan, zayıf mekanik mukavemetinden ve enfekte olmuş alanların yönetimindeki etkisizliğinden kaynaklanmaktadır. (5)


Kolajen hastalıkları genel olarak genetik kusurlardan kaynaklanır. Bu kusurlar kolajenin biyosentezi, montajı, translasyon sonrası modifikasyonu veya üretimindeki süreçler sırasında oluşabilmektedir. Görülen en yaygın genetik hastalık osteogenez imperfekta veya kırılgan kemik hastalığıdır ve bu hastalık, tip I kolajen miktarındaki veya kalitesindeki azalma sonucu görülmektedir. Gen anormallikleri ile tanımlanmayan diğer bağ dokusu hastalıkları, bağışıklık sisteminin kendiliğinden aşırı aktivitesi bir grup olarak karakterize edilir ve bu da dolaşımda ekstra antikorların üretilmesine yol açmaktadır. Bunlar arasında romatoid artrit, poliarterit nodoza, sistemik lupus eritematozus, sistemik skleroz ve dermatomiyozit bulunmaktadır. (1)


Kaynakça

1. High Yield Orthopaedics. JavadParviziMD, FRCS, Gregory K.Kim MD Associate Editor. https://doi.org/10.1016/B978-1-4160-0236-9.00064-X

2. Wagermaier, W., & Fratzl, P. (2012). Collagen. In Polymer science: A comprehensive reference (pp. 35-55). Elsevier.

3. Rosenblatt, J. S., & Berg, R. A. (1998). U.S. Patent No. 5,807,581. Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office.

4. ZEREN, U. D. İ. Yara iyileşmesi ve Kollajen.

5. Lee, C. H., Singla, A., & Lee, Y. (2001). Biomedical applications of collagen. International journal of pharmaceutics, 221(1-2), 1-22.

37 görüntüleme0 yorum

Son Paylaşımlar

Hepsini Gör

BİYOGAZ