Elastina

Elastina é uma proteína estrutural envolvida na formação do tecido conjuntivo dos pulmões, vasos sanguíneos e pele. Em contraste com o colágeno, que também é encontrado no tecido conjuntivo, ele é muito elástico. As moléculas de elastina interagem entre si na área extracelular.

O que é elastina?

Todos os vertebrados contêm a fibra, proteína elastina. É uma proteína estrutural responsável pela formação de órgãos importantes como os pulmões, os vasos sanguíneos ou a pele. Junto com o colágeno, forma o tecido conjuntivo desses órgãos.

As propriedades da elastina e do colágeno se complementam. A elastina, como o nome sugere, é muito elástica em contraste com o colágeno. Isso torna o tecido conjuntivo da pele, pulmões e vasos sanguíneos elástico e maleável. As funções desses três órgãos requerem redimensionamento constante. A elastina é composta principalmente pelos aminoácidos alanina, glicina, prolina, valina, lisina, leucina e isoleucina. As áreas hidrofóbicas e hidrofílicas se alternam dentro da molécula.

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As unidades características dos quatro aminoácidos alanina, prolina, glicina e valina são repetidas em cada domínio hidrofóbico. As áreas hidrofílicas contêm principalmente lisina. O resíduo de lisina é oxidado a alisina pela enzima lisil oxidase. O grupo amino terminal é substituído por um grupo carboxila. Os resíduos de lisina das várias cadeias de proteínas combinam-se uns com os outros para formar uma desmosina em forma de anel e, assim, reticular as diferentes cadeias umas com as outras.

Função, efeito e tarefas

Como uma proteína estrutural dentro do tecido conjuntivo, a elastina tem a função de garantir a forma e a elasticidade dos pulmões, vasos sanguíneos e pele. Todos os três órgãos dependem da flexibilidade do tecido conjuntivo. Eles estão sujeitos a constantes mudanças de volume.

Como uma proteína estrutural, o tecido conjuntivo contém principalmente colágeno. É resistente ao rasgo, mas seria muito rígido como único elemento estrutural. Somente a combinação das propriedades da elastina e do colágeno permite que o tecido conjuntivo se torne elástico e ao mesmo tempo resistente ao rasgo. O bloco de construção básico da elastina é a tropoelastina. A tropoelastina é composta de domínios hidrofóbicos e hidrofílicos alternados. Tem uma massa molecular aproximada de 72 kilodaltons. As unidades de tropoelastina interligam-se nos resíduos de lisina.

Embora a tropoelastina seja solúvel em água devido aos seus muitos domínios hidrofílicos, a solubilidade em água do polímero reticulado é negada. A tropoelastina é formada dentro das células e atinge a área extracelular por meio do transporte de membrana. É aqui que ocorre a ligação em rede dos blocos de construção básicos, com unidades de desmosina em forma de anel sendo formadas nos pontos de rede. Três resíduos de alisina e um resíduo de lisina sempre participam da formação da desmosina. Uma vez que a alisina é um produto da oxidação da lisina, quatro resíduos de lisina estão, em última análise, ligados uns aos outros.

Esta forma de conexão confere à elastina sua elasticidade especial. A reticulação também protege a elastina da desnaturação e degradação por quase todas as proteases. No entanto, a enzima elastase é uma exceção, sendo a única protease capaz de quebrar a elastina. Desta forma, as elastinas ingeridas através dos alimentos são decompostas.

Educação, ocorrência, propriedades e valores ideais

Como já mencionado, a elastina é um componente necessário do tecido conjuntivo dos pulmões, vasos sanguíneos e pele. Isso afeta todos os vertebrados. O bloco de construção básico tropoelastina dificilmente pode ser detectado no tecido animal. Após a conversão dos resíduos de lisina em alisina pela lisil oxidase, três resíduos de alisina são imediatamente reticulados com um resíduo de lisina. A elastina ocorre quase exclusivamente em sua forma de rede.

No entanto, a detecção da tropoelastina em experimentos com animais pela inibição da síntese da lisil oxidase foi bem-sucedida. Se essa enzima estiver ausente, não haverá conversão de lisina em alisina e, portanto, também não haverá formação de elastina. Devido à resistência da elastina à degradação por proteases, a pele, os pulmões e os vasos sanguíneos são protegidos de forma ideal. O efeito degradativo da elastase é limitado pelos inibidores da elastase.

Doenças e distúrbios

Mutações no gene ELN podem causar doenças hereditárias nas quais a estrutura da elastina é alterada. Na chamada dermatocalase, ocorrem alterações no tecido conjuntivo, que se manifestam em pele inelástica e flácida, que se afunda em dobras.

A doença pode ser adquirida e hereditária. Agrupamentos familiares são observados. Além de muitos outros sintomas, essa fraqueza do tecido conjuntivo também ocorre na síndrome de Williams-Beuren. Esta também é uma anomalia estrutural hereditária da elastina. A causa desta doença é uma mutação no cromossomo 7. Além disso, há também uma estenose aórtica congênita, que se baseia em um distúrbio na estrutura da elastina. A artéria principal do coração é estreitada. O fluxo sanguíneo do ventrículo esquerdo para a corrente sanguínea está atrasado.

A insuficiência cardíaca ocorre em longo prazo. Cinco a seis por cento de todos os defeitos cardíacos congênitos são estenoses aórticas congênitas. Algumas formas da síndrome de Ehlers-Danlos também são consideradas malformações de elastina. Esta doença é caracterizada por uma pele superesticável, que é chamada de pele de borracha. A fraqueza do tecido conjuntivo afeta muitos órgãos, incluindo o coração e o trato digestivo. A síndrome geralmente é herdada como um traço autossômico dominante.

Na chamada síndrome de Menkes, além de muitos outros sintomas, há também uma fraqueza do tecido conjuntivo, cuja causa pode ser encontrada na síntese de elastina prejudicada. Na verdade, a síndrome de Menkes é caracterizada por uma interrupção na absorção de cobre no corpo. No entanto, o cobre é um co-fator para muitas enzimas. Entre outras coisas, isso também inclui lisil oxidase. Sem cobre, a enzima é ineficaz. A conversão dos resíduos de lisina em alisina não ocorre mais. Como resultado, a reticulação dos resíduos de lisina com a desmosina não pode mais funcionar.