1

Biokemija obzobnih tkiv

prof.dr.Marija Žakelj-Mavrič

Bakterije in trda zobna tkiva(ponovitev)

Courtesy Courtesy DiannDiann BomkampBomkamp, RDH, BSDH, Missouri, RDH, BSDH, Missouri

Kaj se dogaja z zobmi po sladkem obroku? Bakterije in obzobna tkiva

cement

kost

periodontalniligament

dlesen

Zunajcelične komponente vezivnih tkiv

glikozaminoglikaniproteoglikani

tvorijo

hidratiziran porozen gel

fibrilarniproteini

strukturni

kolagen,

elastin

fibrilarniproteini

adhezivni

fibronektin,

laminin

2

Kolageni• 25% vseh proteinov v telesu

• 19 tipov razvrščenih v 7 razredov: npr.– Kolageni ki tvorijo fibrile : I, II, III, V, XI– Kolageni ki tvorijo mrežo: IV, VIII, X

• Vsaj 33 različnih genskih produktov, urejenih kot homo- ali hetero-trimeri

• Značilni strukturni elementi:– kolagenska vijačnica– vsebnost (hidroksi)prolina in (hidroksi)lizina– vsak tretja AK je glicin– nativna struktura v obliki trimera

G G G G G G G G

G G G G G G G G

GGGGGGGGGGGGGGG

=OH

G G G G G G G G

=sladkor

G

G

G

G

G

G

G

GG

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G G

G

G

G

G

G

G

G

G

GG

G

GG

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G G

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G

GG

G

G

G

G

G

G

G

G

G G

G

G G

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G

GG

G

GG

G

G

G

G

G

G

G

G

G G

G

G G

G

G

G

G

G

G

G

G

GG

G

GG

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G G

G

G G

G

G

G

G

G

G

G

G

GG

G

GG

G

G

G

G

G

G

G

G

G G

G

G G

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G

GG

G

GG

G

G

G

G

G

G

G

G

G G

G

G G

G

G

G

G

G

G

G

G

GG

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G G

S-S

S-S

S-S

S- S G

G

G

G

G

G

G

GG

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G G

G

G

G

G

G

G

G

G

GG

G

GG

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G G

G

G

G

G

G

G

G

G

GG

G

GG

G

G

G

G

G

G

G

G

G G

G

G G

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G

GG

G

G

G

G

G

G

G

G

G G

G

G G

G

G

G

G

G

G

G

G

GG

G

GG

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G G

G

G G

G

G

G

G

G

G

G

G

GG

G

GG

G

G

G

G

G

G

G

G

G G

G

G G

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G

GG

G

GG

G

G

G

G

G

G

G

G

G G

G

G G

G

G

G

G

G

G

G

G

GG

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G

G G

kolagenski monomer in post-translacijska dodelava

kolagenski fibrili

kolagenski trimer

cepitev koncevizločanje

Nastanek funkcionalne oblike kolagena

- vsak tretji AK ostanek

je glicinski

-nativna struktura v

obliki trimera

Encimi pomembni za dodelavo kolagena

• Lizilhidroksilaza

• Prolilhidroksilaza

• Liziloksidaza

Zunajcelične komponente vezivnih tkiv

- komponente zunajceličnega matriksa se ves čas obnavljajo

- zgradba parodontalnega vezivnega tkiva odvisna od ravnotežja med razgradnjo in sintezo

- razgradnja je za parodontalna vezivna tkiva normalen proces

- proces razgradnje je prekomeren pri vnetjih in moten pri hiperplaziji

Proteinaze

kolagenaze, matrilizin,

stromelizini, želatinaze

razgradnjazunajceličnega

matriksa

Zn+2

MMP(metalo-

proteinaze)

katepsin B in L

(kaspaze 1-9)

apoptoza,znotrajcelična

razgradnja

Gln-Ala-Cys-Argcisteinske

katepsin D

(pepsin, renin, ββββ-sekretaza

HIV proteaza)

prebavaznotrajcelična

razgradnja

dvaaspartataaspartatne

elastaza, katepsin G

(tripsin, kimotripsin)

prebava, strjevanje krvi,

preoblikovanje tkiv

serine,histidin,aspartat(“katalitska

triada”)

serinske

primeripomembne priaktivno

mesto

skupine

proteinaz

Matriksne

metaloproteinaze

družina >26 encimov.

značilnost prisotnost Zn+2 v aktivnem mestu

pomembne pri preoblikovanju zunajceličnega matriksa, celjenju ran, izraščanju zob, embriogenezi itd.

udeležene tudi pri patoloških procesih, npr. periodontitisu, artritisu, aterosklerozi, raku

3

MMP - nekaj primerov

• “Stara imena” kolagenaze, želatinaze instromelizini nadomeščena s številkami(npr. MMP-1)

• MMP-1 (kolagenaza-1) cepi trojno vijačnico kolagena

• MMP-9, (želatinaza-B) cepi e.g. kolagen tipIV in laminine

• MT-MMP so membransko vezani encimi

Razgradnja komponent zunajceličnega matriksa

- spreminja se delež zunajcelične razgradnje (pri nevtralnem pH,izjema razgradnja kosti) v primerjavi z znotrajcelično razgradnjo

- pri razgradnji ne sodeluje en encim ampak več encimov z različnimi lastnostmi

npr.

•razgradnja kolagena s specifičnimi kolagenazami. •nadaljna razgradnja z želatinazami in stromelizini

Obnavljanje komponent zunajceličnega matriksa

razgradnja sinteza

( normalno stanje )

Uravnavanje razgradnje komponent zunajceličnega matriksa

MMP- raven sinteze in izločanja (v fibroblastih, keratinocitih, monocitih,

endotelijskih celicah in PMN...)

- aktivacija neaktivne proencimske oblike- prisotnost inhibitorjev

specifičnih (TIMP)

nespecifičnih (α2-makroglobulin)

druge proteinazespecifični inhibitorji, npr. cistatini, serpini

nespecifični

Komponente zunajceličnega matriksa

razgradnja sintezanormalno stanje

patološkarazgradnja

hiperplazija

Bakterije, povezane s parodontitisom

Porphyromonas gingivalis

Tannerella forsythensis

Treponema denticola

Actinobacillus actinomycetemcomitans

Peptostreptococcus micros

Prevotella intermedia

Campylobacter rectus

Selenomonas

4

Pridobljeni dejavniki in dejavniki okolja

Pot do propada obzobnih tkiv

(Page & Kornman 1997)

patogeni

mikroorga-

nizmi

vnetni odgovor

gostitelja

prekomerna

razgradnjaobzobnih

tkiv

klinični znaki

bolezni

genetski dejavniki

Ab

PMN

Ag

LPS

Ck

PG

MMPROSRNS

LPS

fibroblasti epitelijskecelice

monociti

IL-1, TNF- α

PGE2

IL-6

resorpcijakosti

inhibicija celične

proliferacije

inhibicija sinteze

kolagena

Nekateri vnetni mediatorji in propad obzobnih tkiv

PGE2

makrofagi

fibroblasti

PMN

vazodilatacija

celična infiltracija

sinteza proteinaz

aktivacija osteoklastov

nastanek ROS in RNS

Nastanek obzobnega žepa

Fig. 13-5 Root caries

Karies korenine

5

Kateri procesi sodelujejo pri propadu alveolarne kosti?? Zbiranje gingivalne tekočine

Ali veste ....Ali veste ....

- katere so pomembne zunajcelične komponente vezivnih tkiv- kako poteka preoblikovanje teh tkiv- kateri encimi so vključeni v ta proces- kaj povzroči aktivacijo proteinaz- kakšna je vloga ROS in RNS pri propadu obzobnih tkiv- kakšne so lastnosti gingivalne tekočine

Hvala za pozornost!

Vprašanja naslovite na:

Marija.Zakelj-Mavric@mf.uni-lj.sialiMarijo Žakelj-Mavrič (osebno!)