Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. Основан в 2009 году

Морфологические особенности распада и восстановления фибриллярного коллагена, полученного ацетатной экстракцией из сухожильных оболочек

А.А. Гайдаш1, А.И. Кулак1, В.К. Крутько1, О.Н. Мусская1, К.В. Скроцкая2, Е.Н. Крутько1

1 ГНУ «Институт общей и неорганической химии НАН Беларуси»
2 Научно-исследовательский институт физико-химических проблем БГУ

DOI: 10.26456/pcascnn/2025.17.815

Оригинальная статья

Аннотация: В гидролизатах сухожильных оболочек, полученных ацетатной экстракцией паравертебральных
сухожилий лабораторных крыс, установлены стадии распада и репаративной регенерации фибриллярного коллагена. Показано, что коллагеновый материал разрушается по механизму спинодального распада. При этом основные анатомические фракции (сухожильная, сесамоидные островки) проявляют различную чувствительность к действию кислотного агента – наиболее устойчивы сесамоидные островки, что может быть обусловлено присутствием в экстрафибриллярном матриксе протеогликанов, устойчивых к ацетатному стрессу. Механизмы ассамблирования фибриллярного коллагена соответствуют принципу его иерархической организации. На мезоразмерном уровне преимущественными механизмами самосборки являются слияние «бок в бок» и «кончик в кончик», а конечными формами являются уни- и биполярные микрофибриллы. На наноразмерном уровне структурным механизмом роста фибриллярного коллагена является закручивание спиралей микрофибрилл преимущественно влево по мере созревания. На нанометровом уровне развитие фибрилл осуществляется по механизму интеркалярного роста с формированием разветвленных супрамолекулярных образований.

Ключевые слова: фибриллярный коллаген, ацетатный гидролиз, ассамблирование по механизмам «бок в бок», «кончик в кончик», интеркалирование

  • Гайдаш Александр Александрович – д.м.н., профессор, ведущий научный сотрудник лаборатории фотохимии и электрохими, ГНУ «Институт общей и неорганической химии НАН Беларуси»
  • Кулак Анатолий Иосифович – академик НАН Беларуси, д.х.н., профессор, директор, ГНУ «Институт общей и неорганической химии НАН Беларуси»
  • Крутько Валентина Константиновна – к.х.н., доцент, заведующий лабораторией фотохимии и электрохимии, ГНУ «Институт общей и неорганической химии НАН Беларуси»
  • Мусская Ольга Николаевна – к.х.н., доцент, ведущий научный сотрудник лаборатории фотохимии и электрохимии, ГНУ «Институт общей и неорганической химии НАН Беларуси»
  • Скроцкая Катарина Владимировна – инженер, Научно-исследовательский институт физико-химических проблем БГУ
  • Крутько Евгений Николаевич – старший научный сотрудник лаборатории фотохимии и электрохимии, ГНУ «Институт общей и неорганической химии НАН Беларуси»

Ссылка для цитирования:

Гайдаш, А.А. Морфологические особенности распада и восстановления фибриллярного коллагена, полученного ацетатной экстракцией из сухожильных оболочек / А.А. Гайдаш, А.И. Кулак, В.К. Крутько, О.Н. Мусская, К.В. Скроцкая, Е.Н. Крутько // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2025. - Вып. 17. - С. 815-821. DOI: 10.26456/pcascnn/2025.17.815. ⎘

Полный текст: загрузить PDF файл

Библиографический список:

1. Summers, A.P. The evolution of tendon – morphology and material properties / A.P. Summers, T.J. Koob // Comparative Biochemistry and Physiology Part A: Molecular & Integrative Physiology. – 2002. – V. 133. – I. 4. – P. 1159-1170. DOI: 10.1016/s1095-6433(02)00241-6.
2. Гайдаш, А.А. Влияние температуры, микроструктуры и внутримолекулярной динамики фибриллярного коллагена на апатитогенез в скаффолдах / А.А. Гайдаш, А.И. Кулак, В.К. Крутько и др. // Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия химических наук. – 2025. – Т. 61, № 1. – С. 7-23. DOI: 10.29235/1561-8331-2025-61-1-7-23.
3. Franchi, M. Collagen structure of tendon relates to function / M. Franchi, A. Trirè, M. Quaranta et al. // The Scientific World Journal. – 2007. – V. 7. – P. 404-420. DOI: 10.1100/tsw.2007.92.
4. Zhu, S. Self-assembly of collagen-based biomaterials: preparation, characterizations and biomedical applications / S. Zhu, Q. Yuan, T. Yin et al. // Journal of Materials Chemistry B. – 2018. – V. 6. – I. 18. – P. 2650-2676. DOI: 10.1039/C7TB02999C.
5. Гайдаш, А.А. Структура и морфогенетические свойства коллагеновых матриц, полученных из соединительнотканных оболочек паравертебральных сухожилий / А.А. Гайдаш, А.И. Кулак, В.К. Крутько и др. // Успехи современной биологии. – 2024. – Т. 44. – № 3. – С. 265-290. DOI: 10.31857/S0042132424030024.
6. Ingraham, J.M. Is the tendon embryogenesis process resurrected during tendon healing? / J.M. Ingraham, R.M. Hauck, H.P. Ehrlich // Plastic & Reconstructive Surgery. – 2003. – V. 112. – I. 3. – P. 844-854. DOI: 10.1097/01.PRS.0000070180.62037.FC.
7. Graham, H.K. Identification of collagen fibril fusion during vertebrate tendon morphogenesis. The process relies on unipolar fibrils and is regulated by collagen-proteoglycan interaction / H.K. Graham, D.F. Holmes, R.B. Watson // Journal of Molecular Biology. – 2000. – V. 295. – I. 4. – P. 891-902. DOI: 10.1006/jmbi.1999.3384.
8. Birk, D.E. Collagen fibrillogenesis in situ: fibril segments undergo post-depositional modifications resulting in linear and lateral growth during matrix development / D.E. Birk, M.V. Nurminskaya, E.I. Zycband // Developmental Dynamics. – 1995. – V. 202. – I. 3. – P. 229-243. DOI: 10.1002/aja.1002020303.
9. Birk, D.E. Collagen fibrillogenesis in situ: fibril segments become long fibrils as the developing tendon matures / D.E. Birk, E.I. Zycband, S. Woodruff et al. // Developmental Dynamics. – 1997. – V. 208. – I. 3. – P. 291-298. DOI: 10.1002/(SICI)1097-0177(199703)208:3<291::AID-AJA1>3.0.CO;2-D.
10. Franchi, M. Tendon and ligament fibrillar crimps give rise to left-handed helices of collagen fibrils in both planar and helical crimps / M. Franchi, V. Ottani, R. Stagni, A. Ruggeri // Journal of Anatomy. – 2010. – V. 216. – I. 3. – P. 301-309. DOI: 10.1111/j.1469-7580.2009.01188.x.
11. Kadler, K.E. Collagen fibril formation / K.E. Kadler, D.F. Holmes, J.A. Trotter, J.A. Chapman // Biochemical Journal. – 1996. – V. 316. – I. 1. – P. 1-11. DOI: 10.1042/bj3160001.
12. Revell, C.K. Modeling collagen fibril self-assembly from extracellular medium in embryonic tendon / C.K. Revell, J.A. Herrera, C. Lawless et al. // Biophysical Journal. – 2023. – V. 122. – I. 16. – P. 3219-3237. DOI: 10.1016/j.bpj.2023.07.001.

⇐ Предыдущая статья | Содержание | Следующая статья ⇒