FICHE N°6 Le collagène

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1 FICHE N°6 Le collagène 1- Qu'est ce que le collagène ? Le collagène est une protéine synthétisée par des types cellulaires variés : fibroblastes du derme, chondrocytes du cartilage, cellules endothéliales et cellules musculaires lisses des parois vasculaires, kératocytes de la cornée, ostéoblastes des os… Il existe une douzaine de collagènes : I,II,III, IV, V, VI, VII... Chaque catégorie cellulaire produit préférentiellement un ou plusieurs types de collagène. Quelques collagènes Type Origine I Tendon, os, peau, ligaments, cornée (90%) II Cartilages, disques vertébraux, humeur vitrée III Vaisseaux sanguins, peau, organes internes IV Membranes basales V Un peu partout en faible proportion Tiré de 2- Le collagène cutané Il est essentiellement dermique, 5 à 15% de l'activité biosynthétique des fibroblastes sont orientés vers la synthèse de collagènes (de types I et III en particulier). Le collagène dermique avec l'élastine (autre protéine fabriquée par les fibroblastes), participe à la résistance, l'élasticité et la souplesse de la peau. Le cuir par exemple est fabriqué à partir du derme des animaux. Le collagène est synthétisé selon les étapes classiques d'une synthèse protéique (transcription-traduction- maturation), sous forme d'un monomère le tropocollagène, constitué de trois chaines polypeptidiques.

  • fibrilles

  • nm de diamètre visibles au microscope électronique

  • collagène

  • tropocollagène

  • activité biosynthétique des fibroblastes

  • derme des animaux

  • fibres conjonctives


Publié le : mardi 19 juin 2012
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FICHE N°6 Le collagène 1-Qu’est ce que le collagène? Le collagène est une protéine synthétisée par des types cellulaires variés: fibroblastes du derme, chondrocytes du cartilage, cellules endothéliales et cellules musculaires lisses des parois vasculaires, kératocytes de la cornée, ostéoblastes des osIl existe une douzaine decollagènes :I,II,III, IV, V, VI, VII... Chaque catégoriecellulaire produit préférentiellement un ou plusieurs types de collagène. Quelques collagènesTypeOrigineTendon, os, peau, ligaments, cornée I(90%) Cartilages, disques vertébraux, IIhumeur vitrée Vaisseaux sanguins, peau, organes IIIinternes IV Membranesbasales V Unpeu partout en faible proportion Tiré de www.biochimie.univ-montp2.fr/licence/qabs/str...2- Lecollagène cutané Il est essentiellement dermique,5 à 15% de l’activité biosynthétique des fibroblastes sont orientés vers la synthèse de collagènes (de types I et III en particulier).Le collagène dermique avec l’élastine (autre protéine fabriquée par les fibroblastes),participe à la résistance,l’élasticitéet lasouplesse de la peau.Le cuir par exemple est fabriqué à partir du derme des animaux.Le collagène est synthétisé selon les étapes classiques d’une synthèse protéique (transcription-traduction-maturation), sous forme d’un monomère le tropocollagène, constituéde trois chaines polypeptidiques. Cesunités de base , sécrétée dans le milieu extracellulaire, s’organisentsoit en fibrilles soit en fibres : fibrilles de collagène, fibresde collagènes, fibrilles et réseau de réticuline…LetropocollagèneIl est formé de trois chaînes polypeptidiques disposées hélicoïdalement les unes à côté des autres.Les trois chaînes d'un collagène ne sont pas identiques. Par exemple, le collagène le plus répandu, le collagène I, contient deux chaînes a1 et une chaine a2. Les chaînes font souvent 1000 résidus, avec des variations considérables dans certains types. Les chaînes de 1000 résidus forment des hélices triples de 14 Å de diamètre et 3000 Å de longueur, visibles en microscopie électronique.
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Image d’une molécule de tropocollagène,Tirée de http://www.biochimie.univ-montp2.fr/licence/qabs/struct_2re/str_2re.htm  Lesfibrilles collagènes primaires. Les molécules monomères de tropocollagène se polymérisent à l'extérieur des fibroblastes, dans la matrice extracellulaire,en donnant des fibrilles primairesde 8 à 10 nm de diamètre visibles au microscope électronique . Lesfibrilles et réseaux de réticuline. Les fibrilles élémentaires s'accolent en fibres de 0,2 à 2 μm de diamètreque l’on identifie facilement en histologiepar leur capacité de réduire le carbonate d'argent.In vitro, on peut dissocier ces fibrilles enfibrilles élémentaires.Le collagène semble alors dissous, mais dans sa solution claire on peut faire grouper de nouveau les fibrillespar précipitation du collagène.Ces fibrilles peuvent s’anastomoser en réseau et formerréticuline des matrices extra-cellulaires de certains tissus ( la rein, le foie et les glandes endocrines, tissu hématopoiétique). Lesfibres conjonctives proprement dites. Les fibrillesélémentaires peuvent se regrouper enfibres plus grosses, de 3 à 5 μm,transformables en gélatine par chauffage (d'où le terme de « collagène »signifiant à l’origine d’une colle). Ces fibres peuvent se grouper en faisceaux (faisceaux conjonctifs, tendons, ligaments, etc.).
Du tropocollagène aux fibres de collagène
Sourcetpht/u:/oaplwid.galloC/91soib_negisesthynjp).fr_(id.aikemiwikro/ga/copedis/1/mmon2
3-L’utilisation ducollagène dans les cosmétiques
Le collagène est l’un desdans les formesles plus utilisés purs ou intégrésingrédients cosmétiques galéniques. Ill’est également dans les traitements de comblement de rides en chirurgie esthétique, ce qui est un acte médical. Nous nous pencherons ici sur son usage dans les cosmétiques. Souvent, le consommateur lui prête des effets,cautionnés d’ailleurs par les fabricantsqui n’ont souvent rien à voir avec la réalité scientifique. Tout d’abord on peut penser que le collagène d’une crème peut restaurer notre propre collagène, qui au fil des ans se détériore, entrainant ridules puis rides. Malheureusement, cela n’est pas possible du fait que c’est une protéine qui présente des particularités selon l’espèce: du collagène bovin ne peut donc remplacer du collagène humain. D’ailleurs, lecollagène qui est une très grosse molécule ne pénètre pas dans la peau, cela peut être dangereux pour certaines personnes à tendance allergique de forcer la pénétration (par injection ou implants) puisquecette protéine étrangère est susceptible de déclencherdes réactions immunitaires (rejet, allergie ..). Cependant, cette molécule présentedes effets en cosmétologie : un effethydratantcomme toutes les grosses molécules, car elle garde l’eau à la surface de la peau un effet tenseur, car,en se séchant le collagènefait un film qui tire sur la peau , ce qui est recherché pour un effet flash, uncoup d’éclat, avant une fête, même s’ilest forcément de courte durée le collagène chauffé devient gélatineux, il sert à faire des gels, forme galénique recherchée (pas grasse), la gélatine est d’ailleurs dans beaucoup d’aliments industriels pourcette raison le collagène hydrolysé donne des acides aminés et oligopeptides qui ont des effets variés en cosmétologie 4-L’origine du collagène utilisé en cosmétologieAvant l’épisode de la «», le collagène provenait essentiellement de carcasse devache folle bovins. Actuellement, il est surtout marin, provenant de peau de poisson. 5-Exemples d’activités pratiques autour du collagène5-1-Préparation de collagène à partir depeaux de poissons congelés Source :http://www.freepatentsonline.com/EP0592586.htmlBroyage de la peau Récupérer les peaux de poissons (soles par exemple)même congelées. Broyer. Lavage du broyat Le broyat est lavé dans deux bains successifs de tampon phosphate (21,7 g/l NA2HPO4et 0,78 g/l de KH2PO4pour 100 ml de bain, temps de contact d’une). La concentration en broyat étant de 20 g heure. Le broyat est séparé du tampon par centrifugation. Le phosphate est ensuite éliminé dans les mêmes conditions par deux lavages successifs à l'eau stérile. 3
Extraction acide
Le broyat obtenu est alors placé dans une solution d'acide acétique 0,25 M à une concentration de 100 g pour 1 l de bain. L'ensemble est agité pendant 15 min et le surnageant est récupéré par centrifugation en continu dans les mêmes conditions que précédemment.
Cette opération d'extraction est réalisée deux fois. Les surnageants sont réunis et le collagène qu'ils renferment est précipité par addition de chlorure de sodium à une concentration de 7 %. Les fibres obtenues sont dialysées contre l'eau permutée jusqu'à élimination complète des sels. Le collagène obtenu peut être soit remis en solution acide, soit lyophilisé.
Test de mise en évidence de la nature protéique du collagène
Identifier la nature protéique du collagène : réaction du biuretou xanthoprotéique
5-2–Etude de la structure d’une molécule de collagène avec Rastop
Sur le site de l’INRP, vous pourrez télécharger gratuitementRastop, logicielqui vous permettra d’étudier l’image d’une molécule de collagène. Le fichier au format.pdbse trouve également sur le site de l’INRP. Il accompagne cette fiche sous forme d’un dossier compressé.
Pour télécharger Rastop http://www.inrp.fr/Acces/biotic/rastop/accueil.htm
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