Mô liên kết

Mô liên kết bao gồm các tế bào chuyên biệt nằm trong chất nền ngoại bào. Mô liên kết được phân loại thành mô liên kết lỏng hoặc mô liên kết đặc tùy thuộc vào tỷ lệ và cấu trúc của các thành phần cấu tạo.

• Tế bào
  • Tế bào thường trú (ví dụ: nguyên bào sợi, tế bào sợi): tổng hợp chất nền ngoại bào
  • Tế bào tạm thời (ví dụ: đại thực bào, bạch cầu trung tính)
• Chất nền ngoại bào
  • Ba loại sợi
    • Sợi collagen
    • Sợi lưới
    • Sợi chun
  • Glycosaminoglycan
  • Proteoglycan
  • Glycoprotein
  • Nước

Tế bào thường trú

• Nguyên bào sợi (loại tế bào phổ biến nhất trong mô liên kết)
  • Nguồn gốc: bắt nguồn từ tế bào gốc trung mô
  • Chức năng: tổng hợp và tổ chức chất nền ngoại bào (ECM)
  • Đặc điểm mô học: các tế bào hình thoi sắp xếp theo dạng phân nhánh
• Tế bào sợi: là nguyên bào sợi có hoạt động chuyển hóa thấp
• Nguyên bào sợi cơ: các tế bào lai có khả năng co rút, mang đặc điểm của cả nguyên bào sợi và tế bào cơ trơn
  • Chức năng: tổng hợp các thành phần của chất nền ngoại bào (ECM) và tham gia vào giai đoạn tăng sinh của quá trình chữa lành vết thương
  • Đặc điểm mô học: không thể phân biệt được với nguyên bào sợi dưới kính hiển vi quang học nếu không nhuộm hóa mô miễn dịch cho, ví dụ như, actin hoặc desmin
• Nguyên bào sụn và tế bào sụn
  • Chức năng: sản xuất và duy trì chất nền ngoại bào (ECM) trong sụn
  • Xem “Sụn.”

Tế bào miễn dịch tạm thời

• Tế bào miễn dịch: tế bào lympho, tương bào, đại thực bào, và tế bào mast

Ma trận ngoại bào được cấu tạo từ nhiều đại phân tử sắp xếp theo cấu trúc ba chiều. Thành phần cụ thể của nó quyết định các đặc tính hóa sinh của mô liên kết.

Các sợi của ma trận ngoại bào (sợi mô liên kết)

Các phân tử collagen là cơ sở của sợi collagen và sợi lưới. Chúng chiếm đa số các protein trong ma trận ngoại bào, khiến chúng trở thành loại protein phổ biến nhất trong cơ thể người. Sợi chun được cấu tạo từ các phân tử elastin và có thể tìm thấy cùng với sợi collagen trong các mô yêu cầu tính đàn hồi bên cạnh độ bền kéo, ví dụ như phổi.

Tổng quan về các sợi của ma trận ngoại bào
	Sợi collagen	Sợi lưới	Sợi chun
Phân tử chính	Các phân tử collagen (đặc biệt là collagen typ I)	Các phân tử collagen (đặc biệt là collagen typ III)	Các phân tử elastin
Đặc điểm	Độ bền kéo	Độ bền kéo với độ đàn hồi hạn chế	Độ đàn hồi
Vị trí phân bố	Mô liên kết đặc Mô liên kết lỏng	Mô liên kết lưới Màng đáy	Các mô đòi hỏi độ đàn hồi cao và khả năng co lại sau khi bị kéo giãn tạm thời (ví dụ: động mạch chủ, phổi, da, dây thanh âm, dây chằng vàng)
Protein liên kết	–	–	Fibrillin Fibulin-5

Hội chứng Marfan là do đột biến gen fibrillin (FBN1).

Collagen

• Định nghĩa
  • Một họ glycoprotein được tổng hợp bởi tế bào sợi và được bài tiết (dưới dạng procollagen sợi ba) vào khoảng gian bào
  • Collagen là protein phổ biến và dồi dào nhất ở người.
• Cấu trúc: Một phân tử collagen là một protein với trình tự amino acid lặp lại (Gly-X-Y)_n.
  • Amino acid đầu tiên của bộ ba này là glycine (collagen bao gồm ⅓ là glycine).
  • Vị trí X: thường gặp nhất là proline; (cũng thường gặp: lysine, hydroxylysine)
  • Vị trí Y: thường gặp nhất là hydroxyproline; (cũng thường gặp: hydroxylysine, lysine)
• Chức năng: tổ chức, tăng cường và tạo độ đàn hồi cho ma trận ngoại bào
• Phân loại
  • Trong số 42 gen mã hóa cho các chuỗi collagen, có 28 loại xoắn ba collagen có thể được lắp ráp.
  • Một số loại collagen (ví dụ: collagen type I, II, III, V, XI) tạo thành các sợi nhỏ (fibrils) trong khi số khác thì không (ví dụ: collagen type IV, VIII, X).

Các loại collagen
	Phân bố mô	Các bệnh lý liên quan
Collagen tuýp I (chiếm 90% collagen toàn cơ thể)	Xương (do tạo cốt bào sản xuất), da, gân, dây chằng, mạc, ngà răng, giác mạc, các cơ quan nội tạng, mô sẹo (giai đoạn muộn của quá trình chữa lành vết thương)	Bệnh xương thủy tinh tuýp I: giảm sản xuất
Collagen tuýp II	Sụn (bao gồm sụn trong), dịch kính của mắt, đĩa đệm cột sống (nhân nhầy)	Chứng không phát triển sụn (tuýp II)
Collagen tuýp III (reticulin)	Sợi lưới ở da, mạch máu, mô hạt, tử cung, mô sẹo (giai đoạn sớm của quá trình chữa lành vết thương), mô thai nhi trong giai đoạn phôi sớm và suốt quá trình phôi thai	Hội chứng Ehlers-Danlos (thể mạch máu): giảm sản xuất
Collagen tuýp IV	Màng đáy, thủy tinh thể	Hội chứng Alport: giảm sản xuất Hội chứng Goodpasture: tự kháng thể tấn công collagen tuýp IV
Collagen tuýp V	Xương, da, mô thai nhi, nhau thai	Hội chứng Ehlers-Danlos (thể điển hình)

• Phân hủy: bằng enzyme thông qua các collagenase đặc hiệu (các proteinase phụ thuộc kẽm thuộc họ matrix metalloproteinase)
• Tổng hợp: Collagen được tổng hợp tại lưới nội chất hạt (rER) và trải qua các biến đổi sau dịch mã sâu rộng.

Tổng quan về quá trình tổng hợp collagen
Giai đoạn	Quá trình	Vị trí	Sản phẩm trung gian (tiền chất của collagen)
1. Dịch mã	Tổng hợp chuỗi polypeptide (chuỗi pro-α với trình tự lặp lại Gly-X-Y) và các bước xử lý tiếp theo Trong khi hàm lượng glycine trong collagen khá ổn định (chiếm 1/3), thì hàm lượng lysine và proline thay đổi nhiều hơn.	Nội bào (lưới nội chất hạt)	Preprocollagen
2. Hydroxyl hóa	Hydroxyl hóa gốc proline thành hydroxyproline Hydroxyl hóa gốc lysine thành hydroxylysine tại vị trí X và Y của chuỗi peptide collagen Enzyme: prolyl hydroxylase và lysyl hydroxylase: là các enzyme hydroxylase phụ thuộc vitamin C (các cofactor bổ sung bao gồm α-ketoglutarate, Fe2+ và O2) Chức năng: là điều kiện tiên quyết để hình thành cấu trúc xoắn ba ổn định Việc định lượng collagen trong phòng thí nghiệm được thực hiện thông qua đo lường hydroxyproline.	Nội bào (rER)	Chuỗi pro-α
3. Glycosyl hóa	Glycosyl hóa chuỗi pro-α: sự gắn kết enzyme của carbohydrate vào hydroxylysine thông qua liên kết hydrogen và liên kết disulfide Chức năng: đánh dấu protein để thực hiện quá trình xuất bào	Nội bào (rER)
4. Hình thành xoắn ba	Hình thành các liên kết disulfide và liên kết hydrogen giữa ba chuỗi α để tạo thành cấu trúc xoắn ba Chức năng: điều kiện cần thiết để hình thành sợi nhỏ (quá trình tạo sợi)	Nội bào (rER)	Procollagen (xoắn ba)
5. Xuất bào	Quá trình xuất bào cấu trúc xoắn ba collagen ra khoang ngoại bào	Nội bào → Ngoại bào
6. Xử lý phân giải protein	Cắt bỏ procollagen tại vùng đầu C và đầu N giàu liên kết disulfide Chức năng: Các phân tử collagen trở nên không tan trong nước.	Ngoại bào	Tropocollagen
7. Quá trình tạo sợi (liên kết chéo)	Hình thành các sợi collagen nhỏ: liên kết chéo cộng hóa trị của các gốc lysine-hydroxylysine trong các phân tử tropocollagen liền kề Enzyme: lysyl oxidase phụ thuộc đồng Chức năng: gia cố các phân tử tropocollagen	Ngoại bào	Các sợi collagen nhỏ
8. Hình thành sợi	Nhiều sợi collagen nhỏ tập hợp lại để tạo thành một bó dày (sợi)	Ngoại bào	Sợi collagen (sản phẩm cuối cùng)
Chú thích: IC = nội bào; EC = ngoại bào; ECM = ma trận ngoại bào; rER = lưới nội chất hạt

Collagen type ONE có trong XƯƠNG (bONE).
Collagen type TWO có trong SỤN (carTWOlage)
Collagen type THREE bị thiếu hụt trong thể mạch của hội chứng Ehlers-Danlos (3D = ThreE D).
Collagen type FOUR nằm ở "SÀN" (là một phần của màng đáy).

Thiếu hụt Vitamin C dẫn đến bệnh scorbut vì nó làm suy giảm quá trình hydroxyl hóa các chuỗi procollagen.

Sự hình thành xoắn ba bị lỗi trong quá trình tổng hợp collagen là cơ chế sinh lý bệnh của bệnh xương thủy tinh.

Hội chứng Ehlers-Danlos gây ra bởi sự cắt phân tử procollagen bị khiếm khuyết.

Bệnh Menkes xảy ra do kết quả của việc liên kết chéo tropocollagen bị lỗi.

Elastin

• Định nghĩa: một protein đàn hồi là thành phần chính của sợi chun
• Đặc điểm
  • Giàu các amino acid không hydroxyl hóa như glycine, proline và lysine, trái ngược với các gốc proline và lysine đã được hydroxyl hóa (hydroxyproline, hydroxylysine) có trong collagen.
  • Cung cấp cho mô tính đàn hồi (thông qua các xoắn α và các vùng kỵ nước xen kẽ)
  • Elastin có cấu trúc không gian tự phát, không tổ chức (cấu hình thả lỏng) và chỉ tạm thời chuyển sang sắp xếp có trật tự khi bị kéo căng.
• Vị trí xuất hiện: các mô yêu cầu tính đàn hồi cao và khả năng co lại sau khi bị kéo giãn tạm thời
  • Động mạch lớn (ví dụ: động mạch chủ)
  • Phổi
  • Da
  • Dây thanh âm
  • Các dây chằng đàn hồi (ví dụ: dây chằng vàng, nối các đốt sống và có thể ở cả cấu hình thả lỏng và kéo căng).
• Tổng hợp: Một vài phân tử elastin được liên kết chéo (trùng hợp) và tạo thành các bó dưới dạng sợi chun.
  • Fibrillin tạo khung cho việc lắng đọng tropoelastin.
  • Desmosine, một vòng pyridinium được tạo thành bởi sự ngưng tụ của bốn gốc lysine, tạo ra liên kết chéo giữa các phân tử tropoelastin.
    • Liên kết chéo giữa tropoelastin xảy ra ở ngoại bào
    • Được hình thành với sự hỗ trợ của transglutaminase và lysyl oxidase.
• Phân hủy: bằng enzyme thông qua elastase (sự ức chế elastase bởi α₁-antitrypsin)

α1-antitrypsin khiếm khuyết dẫn đến tăng hoạt tính elastase, gây ra rối loạn đồng trội trên nhiễm sắc thể thường là thiếu hụt α1-antitrypsin, đặc trưng bởi khí phế thũng toàn tiểu thùy và xơ gan.

Lão hóa bình thường bao gồm việc giảm mức collagen và elastin ở da cũng như giảm tổng hợp các sợi collagen nhỏ. Quá trình liên kết chéo không bị ảnh hưởng bởi lão hóa.

Glycosaminoglycan (GAGs)

• Định nghĩa: một họ các chuỗi polysaccharide không phân nhánh gồm các đơn vị disaccharide lặp lại với nhiều điện tích âm, chiếm tỷ trọng thể tích lớn trong ma trận ngoại bào
• Cấu trúc: polymer của các đơn vị disaccharide lặp lại
  • Đường thứ nhất: dẫn xuất của acid uronic (ví dụ: acid glucuronic)
  • Đường thứ hai: hexosamine (ví dụ: đường amino N-acetylglucosamine)
• Bốn nhóm chính
  • Acid hyaluronic
  • Chondroitin sulfate và dermatan sulfate
  • Heparan sulfate
  • Keratan sulfate
• Chức năng
  • Liên kết H₂O trong mô liên kết nhờ các điện tích âm: đóng vai trò như một tấm đệm
  • Thành phần của proteoglycan

Proteoglycan

• Định nghĩa: các protein có nhiều chuỗi bên GAG liên kết cộng hóa trị
• Chức năng
  • Liên kết H₂O → hấp thụ sốc và chức năng nâng đỡ (ví dụ: trong sụn → khả năng chống nén của sụn khớp)
  • Hình thành liên kết tế bào-tế bào hoặc liên kết tế bào-ma trận
  • Các chức năng truyền tín hiệu và điều hòa khác (ví dụ: bằng cách liên kết với các phân tử tín hiệu)
• Ví dụ
  • Aggrecan: proteoglycan lớn tìm thấy trong sụn dưới dạng một tập hợp với acid hyaluronic → hấp thụ sốc, chịu được lực nén
  • Decorin: proteoglycan nhỏ liên kết với các sợi collagen nhỏ → điều hòa sự lắp ráp sợi

Các glycoprotein của ma trận ngoại bào

• Định nghĩa: các protein có chuỗi bên carbohydrate ngắn, góp phần tổ chức ma trận ngoại bào bằng cách cung cấp các vị trí liên kết đặc hiệu cho tế bào và các phân tử ma trận khác
• Ví dụ
  • Fibronectin
    • Glycoprotein quan trọng cho các tương tác tế bào-ma trận
    • Chức năng: liên kết với collagen và integrin, đóng vai trò quan trọng trong phôi thai học (điều hòa sự di cư của tế bào) và cầm máu (liên kết chéo các phân tử fibrin với tiểu cầu và tế bào sợi)
  • Laminin
    • Thành phần chính và là chất tổ chức màng đáy (bên cạnh collagen type IV)
    • Chức năng: liên kết với collagen, integrin và proteoglycan

Proteoglycan chủ yếu bao gồm các carbohydrate gắn vào bên cạnh của một protein lõi nhỏ. Ngược lại, glycoprotein chủ yếu bao gồm một protein gắn vào chuỗi bên của một carbohydrate ngắn.

Các loại mô liên kết
Loại	Thành phần chính	Chức năng	Vị trí phân bố
Mô liên kết lỏng	Sợi collagen (đặc biệt là type I và III) Sợi chun Axit hyaluronic Decorin	Khung cấu trúc cho các cơ quan (mô kẽ) Gắn kết biểu mô với mô bên dưới Cho phép vận động độc lập	Mô kẽ Là dạng mô liên kết phong phú nhất
Mô liên kết đặc	Sợi collagen (đặc biệt là type I)	Cung cấp độ bền kéo, đặc biệt là ở những mô chịu ứng suất cơ học	Mô liên kết đặc có quy luật : gân, dây chằng, cân gân Mô liên kết đặc không có quy luật: da thật (lớp lưới), mạc, màng cứng, củng mạc, giác mạc, bao xơ cơ quan và bao khớp
Mô liên kết lưới	Sợi lưới Fibronectin Tế bào lưới dạng nguyên bào sợi	Tế bào lưới và sợi lưới tạo thành một mạng lưới, nơi các tế bào gốc từ máu và hệ thống miễn dịch trưởng thành.	Tủy xương và các cơ quan lympho thứ cấp
Dây chằng đàn hồi	Sợi chun > sợi collagen	Cung cấp cho dây chằng mức độ đàn hồi cao	Dây chằng vàng, dây chằng gáy
Mô liên kết nhầy	Các sợi collagen mảnh, axit hyaluronic và H2O tạo thành thể nhầy Wharton	Bảo vệ và cách ly các mạch máu của dây rốn	Dây rốn
Mô đệm buồng trứng	Ít sợi lưới Nhiều tế bào hình thoi	Quá trình tạo nang trong buồng trứng (folliculogenesis)	Buồng trứng
Mô liên kết chuyên biệt	Một số loại mô trong cơ thể được cấu tạo chủ yếu từ mô liên kết với chất nền ngoại bào (ECM) chuyên biệt.	Để biết thêm thông tin về các chức năng đặc biệt của chúng, vui lòng tham khảo các bài viết riêng biệt	Dây chằng Gân Mạc Sụn Mô xương

Phần này mô tả các cấu trúc bổ trợ bao quanh cơ xương nhằm giảm thiểu ma sát trong quá trình vận động và tối đa hóa việc truyền lực.

Dây chằng

• Xem “khớp hoạt dịch” trong phần “khớp.”

Gân

• Xem “gân” trong phần “mô cơ.”

Túi hoạt dịch

• Xem “khớp hoạt dịch” trong phần “khớp.”

Mạc

• Định nghĩa: một lớp mô liên kết mỏng ngăn cách các cơ và cơ quan với các cấu trúc khác của cơ thể
• Chức năng
  • Nâng đỡ và bảo vệ cơ cũng như các cơ quan nội tạng
  • Giảm ma sát giữa các cơ và được chi phối bởi hệ thống thần kinh phong phú nhằm tạo điều kiện cho cảm thụ bản thể và cảm giác đau
• Phân loại
  • Mạc sâu: bao quanh từng cơ riêng lẻ và tạo thành các khoang mạc
  • Mạc tạng: giữ các cơ quan trong khoang cơ thể và bao bọc các cơ quan bằng các lớp mô liên kết
  • Mạc nông: lớp mô liên kết lỏng lẻo mỏng nằm ngay dưới da

Mô cơ

• Xem “mô cơ.”

Sụn

• Xem “sụn.”

Mô xương

• Xem “mô xương.”

• Xơ hóa: sự tăng sinh tế bào sợi và lắng đọng collagen trong các mô
  • Có thể là kết quả của một quá trình sửa chữa (ví dụ: sau tổn thương, viêm và/hoặc hoại tử): ví dụ: xơ gan, xơ hóa sau phúc mạc
    HOẶC
  • Có thể là kết quả của phản ứng với các tác nhân gây kích ứng mạn tính (ví dụ: bệnh bụi phổi, phù bạch huyết mạn tính)
• Hội chứng Marfan
• Hội chứng Ehlers-Danlos
• Bệnh Menkes
• Bệnh xương thủy tinh
• Bệnh Scorbut
• Các bệnh mô liên kết
• Lành vết thương
• U sợi