وحدة طب اللثة بالكولاجين
I- المقدمة:
الكولاجين هو المادة البروتينية الأكثر وفرة في الجسم (30% إلى 35% من بروتينات الجسم). وهو المكون الأساسي للمصفوفة خارج الخلية للنسيج الضام.
هذا الجليكوبروتين هو أحد مكونات جميع أنسجة الأسنان باستثناء مينا الأسنان، وبالتالي يلعب دورًا مهمًا في نمو وبنية ووظائف الأسنان والأنسجة الداعمة لها.
وهو جزء من نوعين من الأنسجة الضامة:
-الأنسجة الرخوة: اللب، دواعم السن، اللثة
-الأنسجة المعدنية: العاج، الأسمنت، العظم السنخي.
II-التعريف:
الكولاجين هو جليكوبروتين ليفي خارج الخلية ووحدته البنيوية هي تروبوكولاجين . يتم تنظيم الكولاجين في شكل ألياف غير قابلة للذوبان والتي تتمتع بقدرة كبيرة على مقاومة التوتر. وهذا يفسر لماذا هو المكون الرئيسي الذي يوفر القوة للأنسجة الضامة مثل العظام والأسنان والغضاريف والأوتار والأربطة والأنسجة الليفية للجلد والأوعية الدموية.
كما أنها موجودة أيضًا في المصفوفة خارج الخلية للنسيج الضام.
III-تروبوكولاجين:
تروبوكولاجين عبارة عن حلزون ثلاثي من سلاسل البولي ببتيد O3 تسمى ألفا α ويبلغ طولها 240-300 نانومتر وقطرها 1.5 نانومتر؛ وزنه الجزيئي هو 300000
تتكون كل سلسلة ألفا من سلسلة من الأحماض الأمينية المتكررة (Gly-ab) :
-الجلايسين موجود دائمًا في كل 2 أو 3 أحماض أمينية،
-الـ a والذي هو في كثير من الأحيان برولين،
-ب أ هيدروكسي برولين.
ويقدر عدد الأحماض الأمينية التي تشكل واحدة من هذه السلاسل ألفا بنحو 1050 حمضا، مع تنظيم أكثر من 1000 منها وفقا لثلاثية متكررة، باستثناء الأحماض الأمينية التي تشكل طرفي السلسلة أو التيلوببتيدات.
يُلاحظ أنه يفتقر إلى مادة التربتوفان التي تميزه عن بروتينات المصل، ويحتوي على نسبة قليلة من الأحماض الأمينية الكبريتية التي تميزه عن الكيراتين.
رابعا- أنواع الكولاجين المختلفة:
هناك ما لا يقل عن 16 نوعًا مختلفًا من الكولاجين في جسم الإنسان، وأكثرها شيوعًا هي أنواع الكولاجين (I II III IV V).
اعتمادًا على توزيع الأحماض الأمينية، نميز 5 أنواع من سلاسل ألفا :
– 4 سلاسل تسمى α 1 (من α 1 النوع 1 إلى α 1 النوع 4)؛
– سلسلة تسمى α2 .
اعتمادًا على توزيع هذه الأنواع الخمسة من السلسلة، داخل التروبوكولاجين، يمكننا التمييز بين أنواع الكولاجين التي تميز كل نسيج ضام.
يقال أن الكولاجينات التي تحتوي على سلاسل ألفا المتطابقة هي متجانسة .
يُطلق على الكولاجين المكوّن من سلسلتين مختلفتين اسم ثلاثي غير متجانس.
V. التوزيع في أنسجة الأسنان:
الكولاجين هو عنصر أساسي في الأنسجة الضامة، وهو مكون لجميع أنسجة الأسنان باستثناء مينا الأسنان، ويلعب دورا هاما في نمو وبنية ووظائف الأسنان والأنسجة الداعمة لها.
يتم العثور على النوعين الأول والثالث من الكولاجين بشكل رئيسي.
الكولاجين من النوع الأول أكثر بـ 7 مرات من الكولاجين من النوع الثالث.
النوع الثالث يقع عند الحليمات، وحول الأوعية وتحت الغشاء القاعدي.
الكولاجين من النوع الرابع هو المكون الرئيسي للطبقة الكثيفة من الأغشية القاعدية.
– على مستوى الرباط السنخي السنخي: الكولاجين من النوع الأول (حوالي 80%) والكولاجين من النوع الثالث (حوالي 15%)
-على مستوى العظم السنخي، يمثل الكولاجين من النوع الأول 90% من المرحلة العضوية للعظم.
-على مستوى الأسمنت يمثل 50 إلى 55%؛ يتواجد على شكل ألياف من نوعين:
*الألياف الجوهرية: يتم تصنيعها بواسطة الخلايا الأسمنتية
*الألياف الخارجية: (ألياف شاربي)
6-التركيب الحيوي للكولاجين:
يتم تصنيع الكولاجين بواسطة خلايا ذات أصل طبيعي
المتوسطة (الجذعية والنسيجية ومتعددة القدرات).
يمكن لهذه الخلايا أن تتمايز بطريقة معينة
(الخلايا العاجية في اللب، والخلايا العظمية في أنسجة العظام،
الخلايا الأسمنتية في الملاط الخلوي والخلايا الليفية في
النسيج الضام).
الخلية الرئيسية هي الخلية الليفية : وهي في أغلب الأحيان خلية متعددة الأشكال
مغزلي أو نجمي، غني بالعضيات (الشبكة الخشنة،
جهاز جولجي….) غشاء الخلية يحتوي على طيات
والانثناءات حيث يمكن ملاحظة وجود الألياف
من الكولاجين المفرز حديثًا.
كما أن الخلايا الليفية قادرة على إفراز العديد من المواد الأخرى
جزيئات المادة الأساسية (السيتوكينات، عوامل النمو، الإنزيمات، ألياف الإيلاستين، الجليكوز أمينوغليكان، البروتيوغليكان، إلخ) وتلعب دورًا مهمًا في عمليات شفاء الأنسجة أو في الحفاظ على التفاعلات الالتهابية.
تتضمن عملية تخليق الكولاجين خطوتين، واحدة داخل الخلايا والأخرى خارج الخلايا.
أ- المرحلة داخل الخلية:
ويتم ذلك على مستوى:
-الشبكة الإندوبلازمية الحبيبية (GER).
-من جهاز جولجي (GA).
-حويصلات الإخراج الخلوي (من AG).
- على مستوى الشبكة الإندوبلازمية الحبيبية:
1. تركيب البروكولاجين:
هذا هو الوقت الريبوسومي: بعد نسخ الحمض النووي مما يؤدي إلى تكوين سلسلة من الحمض النووي الريبي الرسول الذي سوف يشفر تركيب الكولاجين، تأتي أجزاء O2 من الريبوسوم للراحة على الحمض النووي الريبي الرسول للسماح بالترجمة؛ ثم يقوم إنزيم نقل الحمض النووي الريبوزي بوضع الأحماض الأمينية التي تتوافق مع تشفير سلسلة الحمض النووي الريبوزي الرسول لتشكيل البنية البروتينية الأساسية: سلسلة بولي ببتيد مستقيمة.
يتم تصنيع جميع سلاسل ألفا الثلاثة في نفس الوقت
تحتوي هذه السلاسل على بولي ببتيدات إضافية عند الطرفين N وCOOH، أو المناطق “المحترفة”.
2. هيدروكسيل البروكولاجين:
هيدروكسيل البرولين والليسين مما يؤدي إلى تكوين هيدروكسي برولين وهيدروكسي ليسين.
تتطلب عملية الهيدروكسيل وجود O2 والحديد وحمض الأسكوربيك (فيتامين C).
- على مستوى جهاز جولجي:
3. الجليكوزيل:
تتم عملية تطعيم الوحدات السكرية (الجلاكتوز أو الجليكوزيل جلاكتوز) على هيدروكسيل بعض الهيدروكسي ليسينات، وذلك بفضل النقل من UDP- الجلاكتوز وUDP- الجلوكوز.
تستغرق هذه الخطوة 4 دقائق مع وجود المغنيسيوم.
4. تشكيل المروحة:
بمجرد إطلاقها من الريبوسومات، يتم ترتيب السلاسل الثلاثة ألفا من البروكولاجين بشكل متوازي وتلتف في شكل حلزوني لتكوين البروتروبوكولاجين.
يتم البدء بهذا الارتباط واستقراره عن طريق تكوين رابطة ثاني كبريتيد.
- على مستوى حويصلات الإخراج الخلوي: إخراج التروبوكولاجين
بمجرد ملامسة الغشاء السيتوبلازمي، تفتح حويصلات الطرد الخلوي على الوسط خارج الخلية، ويتحول جزيء البروتروبوكولاجين إلى جزيء تروبوكولاجين (انقسام) بفضل ببتيداز البروكولاجين الذي يقطع أطراف الجزيء (ببتيدات التنسيق).
ب- المرحلة خارج الخلية أو نضوج الكولاجين:
مما يؤدي إلى تكوين ألياف الكولاجين عن طريق:
- انقسام المناطق “المؤيدة”: أولاً انقسام المناطق “المؤيدة” بفضل البروكولاجين ببتيداز، والبروتيازات خارج الخلية، وبالتالي إطلاق التروبوكولاجين.
- إنشاء وظائف الألدهيد: يتم ذلك من خلال نزع الأمين المؤكسد من الليسين والهيدروكسي ليسين، تحت تأثير أوكسيديز الليزيل.
- البلمرة: إنشاء جسور بين الجزيئات بين وظائف ألدهيد التروبوكولاجين المجاورة للسماح بربطها
تكوين ألياف الكولاجين
6. تنظيم إنتاج الكولاجين:
على الرغم من أنه لا يزال هناك الكثير مما يجب اكتشافه حول آليات التنظيم النسخي، فمن المعروف أن بعض الجزيئات تعمل على تعديل مستوى التعبير عن الكولاجينات:
- يعمل TGF-β (عامل النمو المحول) على زيادة نسخ الجينات المقابلة لبروتينات المصفوفة خارج الخلية، ولكنه يجعل أيضًا mRNA الكولاجيني أكثر استقرارًا،
- إنترفيرون جاما (IFN-γ) هو أحد السيتوكينات التي تنتجها الخلايا الليمفاوية. يقلل IFN-γ من تكاثر الخلايا الليفية وتخليق الكولاجين من النوع الأول بواسطة هذه الخلايا
- TNF-α (عامل نخر الورم α) والإنترلوكين 1 هما نوعان آخران من السيتوكينات التي تنظم إنتاج الكولاجين ويتم إنتاج كلاهما بواسطة الخلايا البلعمية. على الرغم من أن آليات عملها مختلفة، فإن نتائجها متشابهة: فهي تحفز تكاثر الخلايا الليفية، ولكنها تمنع إنتاج الكولاجين من النوع الأول وتزيد من إنتاج الكولاجيناز الخلالي وبالتالي تحلل الكولاجين.
7- تحلل الكولاجين:
أ- آلية البلعمة:
هذه هي الآلية التي تستخدمها الخلية لالتقاط عنصر صلب لهضمه. وعادة ما تحتوي الخلية البلعمية على غشاء متحرك للغاية يشكل حجبًا هيالوروبلازما وقد يكون قادرًا على التسييل ليحيط بالجسيم.
يتم تنفيذ عملية البلعمة بواسطة العديد من الخلايا ذات النشاط البلعمي: الخلايا الليفية ذات النشاط التحللي، والخلايا الناقضة للعظم، والخلايا الناقضة للأسمنت.
تتم عملية البلعمة هذه في المراحل الثلاث (3) التالية:
-الالتصاق والالتقاط: بعد جذب الجسم الغريب والالتصاق به بغشاء الخلية.
– مرحلة الالتهام (أو مرحلة الابتلاع): يتم ابتلاع المنتج في الخلية داخل فجوة تسمى الجسيم البلعمي.
– مرحلة الهضم (أو مرحلة التدمير داخل السيتوبلازم): اندماج الجسيم البلعمي مع الليزوزومات (الإنزيمات) هو أصل الجسيم البلعمي حيث سيحدث تدمير الجسم الغريب.
ب-الآلية الأنزيمية:
يتم ذلك عن طريق الإنزيمات البروتينية، على سبيل المثال الكولاجينازات النسيجية التي يمكن تصنيعها بواسطة العديد من الخلايا ذات النشاط البلعمي: الخلايا الليفية ذات النشاط التحللي، الخلايا الناقضة للعظم، والخلايا الناقضة للأسمنت…
يتواجد الكولاجيناز النسيجي في البيئة خارج الخلية بشكل غير نشط (بروكولاجيناز) وتحت تأثير المنشطات (السيتوكينات والبكتيريا وغيرها) يتحول إلى كولاجيناز نسيجي نشط حقيقي بحيث يمكن للمثبطات (بروتينات المصل، هرمون الاستروجين وغيرها) تعطيله مرة أخرى.
يعتمد تنظيم نشاط تحلل الكولاجين على: نوع الكولاجين نفسه (النوع الثاني أكثر مقاومة من النوع الأول)، والعمر، والاختلافات في درجة الحرارة والرقم الهيدروجيني، وبعض البروتينات والهرمونات.
VII- فسيولوجيا الكولاجين:
1-الكولاجين هو جزء من المصفوفة خارج الخلية: وهو المسؤول عن تماسك الأنسجة من جهة؛ ويعطي أيضًا القوة والمرونة والليونة للأنسجة المختلفة من ناحية أخرى.
2- المقاومة والصلابة: يقاوم الكولاجين الشد، وهو ضروري لعمليات الشفاء.
3- البروتين البنيوي: يدخل في تكوين: الجلد، والأوتار، والعظام، وخاصة: النوع الأول (على سبيل المثال).
4-تحويل الكولاجين:
إنه التوازن بين الكولاجين المُصنَّع والكولاجين المتحلل، حيث تُعتبر الخلية الليفية الخلية الأساسية.
يسمح تجديد ألياف الكولاجين الديسمودونتال بالتحكم في الحركات الدقيقة للأسنان.
إن معدل دوران الكولاجين في الديسمودونت أسرع بخمس مرات من معدل دوران الكولاجين في اللثة والعظم السنخي وأسرع بخمس عشرة مرة من معدل دوران الكولاجين في الأدمة، إلا أن معدل دوران الكولاجين يتباطأ مع تقدم العمر.
5-التمعدن: وجود الكولاجين ضروري للتمعدن.
6-الثوران: من خلال لعبة تجديد الكولاجين: يصبح الجزيء الذي تم تصنيعه حديثًا أطول؛ تؤدي هذه العملية إلى خلق قوى شد تؤدي إلى تحرك السن وثورانه.
X-الخلاصة:
يعتبر الكولاجين مكونًا أساسيًا للأنسجة الضامة ، وهو جزء من تركيب جميع أنسجة اللثة ويلعب دورًا رئيسيًا في إصلاح وتجديد اللثة . أي تغيير فيه سيؤثر على صحة اللثة.
وحدة طب اللثة بالكولاجين
قد تتطلب أسنان العقل المتأثرة إجراء عملية جراحية.
تعتبر تيجان الزيركونيا قوية وجميلة.
قد يشير نزيف اللثة إلى التهاب دواعم الأسنان.
أصبحت علاجات تقويم الأسنان غير المرئية تكتسب شعبية متزايدة.
أصبحت علاجات تقويم الأسنان غير المرئية تكتسب شعبية متزايدة.
حشوات الأسنان الحديثة أصبحت متينة وغير ظاهرة.
تعتبر فرشاة الأسنان بين الأسنان مثالية للمساحات الضيقة.
تؤدي نظافة الأسنان الجيدة إلى تقليل خطر الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية.