Estructuras formadas por fibrillas colágenas

Las fibrillas colágenas forman estructuras que se caracterizan por su gran resistencia a las fuerzas de tracción y el modo en que ellas se asocian entre sí varía de un tejido conjuntivo a otro. Ellas son el principal componente de:

  • las fibras colágenas de los tejidos conjuntivos fibrosos
  • las fibras reticulares
  • las laminillas colágenas del hueso.

Figura 1

Figura 2

Cada fibrilla colágena está formada por la asociación de moléculas de colágeno, proteínas fibrosas de varios tipos, que constituyen más del 25% de la masa proteica total de los mamíferos.

Las moléculas de colágeno se asocian formando polímeros que corresponden a las fibrillas colágenas visibles al microscopio electrónico (Fig.1), las cuales pueden tener cientos de mm de largo y presentan una estriación transversal característica repetida cada 67 nm, la que refleja la disposición regularmente espaciada de las moléculas de colágeno (Fig.2). El diámetro de las fibrllas varía entre 10 y 300 nm, según el tipo de colágeno de que se trate.

Figura 3

Las moléculas del colágeno son largas y rectas (300 x1,5 nm), formadas por la asociación en una estructura helicoidal de 3 cadenas polipeptídicas, las cadenas a (Fig.3).

Cada cadena a contiene unos 100 aminoácidos ordenados como una hélix hacia la izquierda, con 3 aminoácidos por vuelta, correspondiendo siempre glicina al tercer residuo, de manera que cada cadena a está compuesta por una serie de secuencias de la tripleta -Gly-X-Y- , en la cual X ó Y corresponden con gran frecuencia prolina o hydroxiprolina respectivamente. Existen más de 25 tipos distintos de cadenas a codificadas por genes diferentes , las que se asocian forman unos 15 tipos distintos de moléculas de colágeno.

Las moléculas de colageno de tipo I, II y III, son capaces de interactuar entre sí, asociándose lateralmente en forma estable por uniones covalentes entre residuos de lisina.

Figura 4

Figura 5

De hecho, en la matriz extracelular propia del cartílago las fibrillas del colágeno son muy delgadas (10 nm de diámetro) y están formadas por el ensamble de moléculas de colágeno tipo II (formadas por 3 cadenas a1 (II) ) (ver tejido cartilaginoso).

Las fibras colágenas, de varios mm de grosor (Figs.4), corresponden a la asociación de numerosos manojos de fibrillas de 150 a 300 nm de diámetro (Figs. 5) formadas por moléculas de colágeno tipo I (2 cadenas a1(I) y 1 cadena a 2(I)).

Figura 6

Figura 7

Las fibras reticulares, de 0,5 a 2,0 mm de grosor (visibles al ser teñidas con sales de plata) (Fig.6), están formadas por manojos de fibrillas de 50 nm diámetro formadas por moléculas de colágeno tipo III (3 cadenas a 1(III)) (Fig.7).

Las laminillas colágenas óseas, están formadas por la disposición de capas sucesivas de fibrillas de colágeno tipo I . En cada capa las fibrillas están paralelas entre si, pero las capa sucesivas alternadan ordenadamente la orientación de sus fibrillas en ángulos rectos. Una disposición laminillar similar se observa en tejidos fibrosos como la córnea.