Механика коллагена

Надсемейство коллагенов эволюционировало на протяжении почти миллиарда лет, сформировав набор как минимум из 28 белков, присутствующих у всех позвоночных. Фибриллярные коллагены (типов I–III, V, XI, XIV и XVII) образуют разнообразную волокнистую структурно-полимерную систему, которая формирует обширный каркас соединительной ткани и обеспечивает её механическую поддержку. Будут рассмотрены химические свойства, структура и механика отдельных молекул коллагена, что позволит понять, почему мотив тройной спирали коллагена является столь эффективным, экономичным и универсальным структурным элементом. Анализ интеграции молекулярного коллагена на последовательно увеличивающихся масштабах — фибрилл, волокон и тканей — покажет, как механические свойства каждого уровня иерархии отражают механическое поведение составляющих его структур меньшего масштаба. Поразительное структурное и механическое разнообразие различных соединительных тканей, выполняющих совершенно разные функции, продемонстрирует, как каждая из них использует коллаген для реализации своих многообразных механических задач. Наконец, будут рассмотрены несколько направлений, связанных с более общими явлениями, включая регуляцию диаметра фибрилл, образование поперечных сшивок, утомление и механохимию коллагена, чтобы расширить представление об этой области и обозначить новые направления исследований.