Коллаген 2 типа¶

Коллаген 2 типа — фибриллярный белок, основной структурный компонент хрящевой ткани, стекловидного тела глаза и других соединительнотканных структур, обеспечивающий прочность и упругость хрящей. Составляет около 50 % белкового вещества гиалинового хряща и формирует тонкие микрофибриллы, встроенные в агрекан-содержащую матрицу.

¶Структура и биосинтез

Коллаген 2 типа относится к семейству фибриллярных коллагенов (I, II, III, V, XI типов). Его молекула — тройная спираль (тропоколлаген) длиной около 300 нм, собранная из трёх альфа-1(II) цепей, закодированных геном COL2A1 (хромосома 12q13.11). В отличие от коллагена I типа, молекулы которого образуют крупные пучки (типичны для сухожилий, костей и кожи), молекулы коллагена II типа формируют тонкие микрофибриллы диаметром 10–20 нм, что придаёт хрящу эластичность.

Биосинтез коллагена II типа включает типичные для коллагенов стадии: транскрипцию и трансляцию препро-альфа-цепи, гидроксилирование пролиновых и лизиновых остатков (с участием витамина C), гликозилирование, сборку тройной спирали в эндоплазматическом ретикулуме, выведение в внеклеточное пространство и ферментативное созревание с образованием ковалентных поперечных связей. Нарушение любого из этих этапов приводит к структурным дефектам хрящевой ткани.

¶Распространённость в организме

Коллаген II типа обнаруживается преимущественно в хрящевой ткани:

• Гиалиновый хрящ — покрывает суставные поверхности костей, образует хрящевые кольца трахеи и бронхов, рёберные хрящи. Основной коллаген суставного хряща.
• Стекловидное тело глаза — коллагеновые волокна формируют каркас гелеобразной структуры.
• Эмбриональный скелет — в процессе эмбриогенеза коллаген II типа является одним из первых маркеров хрящевой дифференцировки мезенхимы.
• Пульпозное ядро межпозвонкового диска — в составе хрящевой ткани студенистого ядра.

Коллаген II типа часто ассоциирован с коллагенами IX, XI, XII и XIV типов, образуя гетерофильные микрофибриллы, стабилизирующие внеклеточный матрикс хряща.

¶Роль в хрящевой ткани

Коллагеновый каркас хряща работает как «сетка», удерживающая протеогликаны (в первую очередь агрекан), которые связывают воду и обеспечивают амортизацию. Тонкие волокна коллагена II типа равномерно распределены в матриксе, что отличает их от толстых пучков коллагена I типа и придаёт хрящу способность выдерживать сжимающие нагрузки при сохранении гибкости.

¶Клиническое значение

¶Остеоартрит

При остеоартрите коллагеновый каркас хряща разрушается под действием ферментов (матриксных металлопротеиназ, коллагеназ) и окислительного стресса. Распад коллагена II типа сопровождается высвобождением его фрагментов (CTX-II) в синовиальную жидкость и кровь, что используется в лабораторной диагностике для оценки деградации хряща.

¶Ревматоидный артрит

При ревматоидном артрите иммунная система атакует компоненты хряща, включая коллаген II типа. Антитела к коллагену II типа (анти-COL2) обнаруживаются у части пациентов и рассматриваются как один из аутоантигенов, участвующих в патогенезе заболевания.

¶Генетические заболевания

Мутации гена COL2A1 вызывают группу наследственных нарушений, объединяемых термином «коллагенопатии II типа»:

• Ахондрогенез — наиболее тяжёлая форма, несовместимая с жизнью.
• Гипоплазия эпифизарного хряща — нарушение роста костей.
• Спондилоэпифизарная дисплазия — деформации позвоночника и суставов.
• Стиваля-Вартенберга болезнь — прогрессирующая дегенерация суставов.
• Кератоконус — дистрофия роговицы, ассоциированная с мутациями COL2A1.

¶Коллаген II типа в нутрицевтиках

Гидролизат коллагена II типа (в том числе неденатурированный, UC-II) производится из хрящевой ткани крупного рогатого скота и используется в БАДах для поддержки суставов. Клинические исследования эффективности добавок с коллагеном II типа противоречивы: часть исследований показывает уменьшение боли и улучшение подвижности при остеоартрите, другие — отсутствие значимого эффекта по сравнению с плацебо. Российские и международные клинические рекомендации по лечению остеоартрита не включают коллагеновые добавки в обязательный перечень терапии.

¶Методы исследования

Коллаген II типа изучают с помощью иммуноферментного анализа (ELISA), иммуногистохимии, электрофореза, а также генетического секвенирования гена COL2A1. Для оценки деградации хряща в клинической практике используют определение уровня CTX-II в моче.

¶История

Коллаген II типа был выделен и охарактеризован в 1969 году группой Джеральда Эбера (Gerald Eagle) и Милтона Мурриса (Milton Morris) и независимо — лабораторией Брюса Кетчера (Bruce Ketchum) и Джеральда Эбера. Термин «коллаген II типа» закрепился в 1970-х годах после классификации фибриллярных коллагенов по типам.