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# 13.2: Colágeno

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Las proteínas de la matriz extracelular más grande y prominente, que constituyen una cuarta parte de la masa seca del cuerpo humano, son los miembros de la familia del colágeno. Los colágenos son polímeros que pueden clasificarse en tipos fibrilares (por ejemplo, colágenos I, II, III) y no fibrilares (por ejemplo, colágeno IV). Los colágenos fibrilares están formados por monómeros triples helicoidales de subunidades idénticas (homotrímeros) o diferentes (heterotrímeros). Estos monómeros se asocian luego en una interacción paralela compensada con otros monómeros de colágeno, lo que lleva a la formación de fibras largas. El examen microscópico electrónico de estas fibras largas muestra un patrón de bandas, el cual es indicativo del ligero espacio entre los monómeros a lo largo del mismo paralelo.

Al igual que todas las proteínas secretadas, el colágeno I se procesa en la sala de urgencias (Figura$$\PageIndex{2}$$), pero allí no se ensambla completamente: las tres cadenas pro-α se ensamblan en una triple hélice de procolágeno, que se secreta. Extracelularmente, entonces deben ser escindidos en ambos extremos para formar la proteína activa de colágeno, que es completamente fibrilar. Otros tipos de colágeno no tienen la misma escisión, y pueden tener dominios globulares en los extremos de las fibrillas. Los colágenos también son interesantes por su inusual composición de aminoácidos. Contienen una alta proporción de aminoácidos hidroxilados, principalmente prolinas y lisinas (Figura$$\PageIndex{3}$$). Esta hidroxilación es necesaria para el extenso enlace de hidrógeno que se produce entre subunidades y entre monómeros. Las fibrillas están asociadas con una alta resistencia a la tracción. Un ejemplo de ello serían las largas fibras de colágeno que corren paralelas al eje largo de tendones y ligamentos. Estas estructuras portadoras de alto estrés (que conectan hueso con músculo y hueso con hueso, respectivamente) requieren la resiliencia que las fibras de colágeno pueden proporcionar.

Por el contrario, las afecciones que afectan negativamente la formación de colágeno pueden conducir a afecciones graves de enfermedad. De hecho, una forma de epidermólisis ampollosa (la enfermedad hereditaria ampollosa de la piel introducida en el capítulo anterior) es causada por la mutación en el colágeno VII que es producido principalmente por queratinocitos epidérmicos y secretado en la capa de la membrana basal dérmico-epidérmica. Una variedad de condrodisplasias así como malformaciones óseas como la osteogénesis imperfecta (que puede ser perinatalmente letal) se han relacionado con mutaciones en diversos genes de colágeno. Finalmente, varios síntomas de escorbuto se deben a malformación de colágeno en la ECM: paredes débiles de los vasos sanguíneos, sangrado de encías y dientes sueltos, y huesos frágiles. El escorbuto es una enfermedad de deficiencia de ácido ascórbico (vitamina C), y el efecto sobre la MEC se debe a la necesidad de ácido ascórbico como cofactor de enzimas que hidroxilan las prolinas y lisinas del colágeno.

El colágeno es un componente importante de la membrana basal y la lámina basal. La lámina basal es fuerte y flexible, capaz de servir como soporte estructural para las láminas epiteliales adheridas a la misma, además de proporcionar una matriz/ filtro semipermeable que permite el paso de agua y moléculas más pequeñas, pero excluye macromoléculas más grandes. Los dos principales componentes proteicos de la lámina basal son el colágeno IV y la laminina. El colágeno IV tiene tanto dominios fibrilares largos como alfa-helicoidales, así como dominios globulares que pueden interactuar en diferentes orientaciones para formar la malla que establece la membrana basal. La red de laminina está conectada a la red de colágeno a través de proteínas enlazadoras de entactina (nidógeno).