상아질의 특징, 구조 및 화학조성

지난번 포스트에 이어서 오늘은 상아질의 전반적인 특징과 구조 화학조성, 교원질에 대해 알아보겠다.

 

상아질의 특징

 

1) 중배엽성의 상아질모세포에서 합성

2) 법랑질 보다 밀도가 낮다 - 탄력적인 구조

3) 상아질모세포 : 세포체 - 치수 안쪽표면, 세포돌기 - 상아질 내로 돌출, 상아질의 합성과 수선, 치수로부터 영양공급 받음, 이 때문에 법랑질과는 달리 세포 활성을 가진 조직이라 함

4) 세포외기질이 대부분 : 석회화된 교원섬유로 구성, 관상구조를 둘러싼 구조

5) 치아의 몸체를 이룸

6) 치수를 보호, 법랑질과 백악질을 지지하는 기능

7) 석회화 정도가 낮은 상아전질 + 석회화된 상아질

8) 상아전질 : 석회화 정도가 낮아 알칼리성 인산분해효소, 칼슘의존성 ATPase 등의 효소 활성이 높음

 

 

상아질의 구조

 

1) 세관사이상아질 : 교원섬유가 상아세관과 접선을 이룸, 격자모양 골격구조

2) Outer hypomineralized layer

3) 세관주위상아질 : 가장 치밀하게 석회화 된 부분

4) Inner hypomineralized layer

5) 상아세관 내부

6) 상아질모세포돌기 : 상아질모세포 세포질의 연장, 미세구조 X

7) 상아질모세포 : 상아전질부 위치, 세포내 소기관 소량 존재

-> 세관사이상아질이 세관주위상아질 보다 먼저 합성된다.

 

상아질의 화학조성

 

무기성분 : 약 70% (법랑질 > 상아질 > 골, 백악질)

유기성분 : 약 20%

수분 : 약 10%

 

[무기성분]

1) Base : 수산화인회석 (완전일치 X)

2) Ca/P 비 : 1.94~1.95 (수산화인회석 : 2.15)

3) CO₃²⁻, F⁻, Na⁺ 등의 무기이온 함유 : 순수 수산화인회석에 존재 X

  인회석 안정과 연관

  전구물질들이 인회석으로 전환될 때 편입 or 이종이온교환

4) 순수 수산화인회석과의 차이 :

  (1) 무정형인산칼슘 or 탄산염 같은 non-apatite phase 존재

  (2) 인회석 결정 표면에 부가 이온 or 분자 흡착되 있다

  (3) 인회석 내 이온의 치환 or 이온 결여된 빈 공간 존재

5) 상아질의 무정형인산칼슘 : 일정 조건하에서 수산화인회석으로 전환가능

  상아질 존재 무기질의 65~70% 수산화인회석, 30~35% 무정형인산칼슘 형태

6) 상아질의 결정크기 : 법랑질에 비해 매우 작다

  표면적이 넓으므로 표면에서 반응 일어나기 쉬움 (법랑질 보다 덜 안정적)

 

[유기성분]

1) Base : 교원섬유 (제 1형)

2) 비교원성유기물질 : 비교원성단백질, 탄수화물 등의 생체고분자물질, 소량의 지질, 기타 유기물 등..

3) 비교원성단백질 : 상아질 특이발견 물질 (phosphophoryn, dentine sialoprotein, 상아질 특이적 세포외기질단백질)

   당단백질, 단백당, Gla protein 등...

4) 지질 : 기질소포 막의 성분, 석회화에 깊이 관여 (상아전질에 상아질보다 더 많음)

5) 구연산 : 석회화 조직에서 공통적으로 발견 되는 성분

 

 

교원섬유

 

물에 거의 녹지 않음

기계적 유지기능을 갖는 구조단백질

 

[교원질의 아미노산 조성]

1) 교원질 : 전반적으로 염기성, 친수성 아미노산 잔기로 구성

2) Glycine : 전체의 1/3을 차지

3) proline, alanine 함량이 매우 높음 (22%, 11%)

4) Gly-X-Y 구조의 반복 : 1000개의 아미노산 잔기 중 X의 100개는 proline, Y의 100개는 hydroxyproline

5) Proline, Hydroxyproline : 강도를 부여

   Hydroxyproline 형성시 수산화 과정 거침 (보조인자로 vitamin C 필요)

 

[교원질의 단백질 구조]

Tropocollagen : 3개의 polypeptide chain(α-chain)이 나사모양으로 꼬인 구조 (3중나선구조)

 

[교원질 단량체의 기본구조 (Tropocollagen)]

1) α-chain : 사슬 간 수소결합 (staggered structure) - 가로줄 무늬 형성

   3가닥이 모여 3중나선구조를 이룸

2) 간극부위(hole zone) : tropocollagen 5개가 모일때 마다 하나의 틈이 생김

  밝은부위(overlap zone), 어두운 부위(hole zone)

  이 간극에 인회석 결정이 최초로 침착

 

[교원섬유의 젤라틴화]

1) 젤라틴화 : 특정온도에 도달하면 규칙적 구조 파괴, 불규칙 구조로 변화

   특정온도 (변성온도, Tm)에서 갑자기 일어남 (55~60℃) - proline, hydroxyproline 양에 비례

 

[교원질의 분해]

교원질 분해효소

  세포성 교원질 분해효소 (교원질 분해효소, matrix metalloprotease-1) : 조직의 리모델링에 관여

  세균성 교원질 분해효소 (호중구 교원질 분해효쇼, matrix metalloprotease-8)

  분해효소 : 교원섬유 N-말단의 약 3/4위치 절단

  세균성은 교원질의 glycine 잔기 앞을 가수분해 시킴

젤라틴 분해효소

  matrix metalloprotease-2, matrix metalloprotease-9

  교원질 분해효소 분해 후 체온으로 변성되어 겔화 된 단편 분해

  기저막 이루는 Ⅳ형 교원질 분해

 

[교원섬유 관련 질환]

Ehlers-Danlos syndrome, Marfan's syndrome 등

 

 

비교원성단백질