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　コラーゲンっていうのはね、動物の皮膚とか血管、腱、歯などのほとんどの組織に存在する繊維状のタンパク質で、体を構成する全タンパク質の約30％を占めてるんだ。全コラーゲンの量の40％は皮膚にあって、20％は骨や軟骨に存在してるんだよ。その他にも、血管や内臓など全身に広く分布しているんだ。

コラーゲンを産生する主な細胞は、皮膚に存在する繊維芽細胞、軟骨に存在する軟骨細胞、骨を形成する骨芽細胞などで、コラーゲンはこれらの細胞から分泌されたあとに、細胞の間を埋めて他の糖タンパク質とともに細胞間マトリクスを形成してくんだよ。さっきも話したけど、コラーゲンはこの細胞外マトリクスを構成しているタンパク質のこと。また、細胞の足場となって、その増殖や機能の維持に役立っているんだよ。

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コラーゲンはどのようにして合成されるの？

　1本のポリペプチド鎖は細胞内で分子量12万のプロα鎖として合成されて、プロリンがヒドロキシル化と糖付加を受けてから3本鎖のプロコラゲンとして細胞外へ分泌されるんだ。その後に、細胞外でプロコラゲンペプチダーゼによって末端の数個のアミノ酸が切断されてトロポコラゲンとなって凝集して繊維を作る。さらにコラーゲン分子内および分子外で補強（架橋とも言う）が行われて、成熟コラーゲン繊維になるんだよ。

プロリンのヒドロキシル化には還元剤としてビタミンCが必要で、ビタミンCが欠乏するとコラーゲン合成に異常をきたして、皮膚や血管にまで障害をもたらすこともあるんだ。これが壊血病って呼ばれてるんだよ。また、プロコラゲンペプチダーゼ活性が低い場合も結合組織に異常が生じることが最近になって分かりはじめたらしいよ。

骨および軟骨組織におけるコラーゲンの役割

　骨は単なる身体を支える支持組織ではなく、生体のカルシウムの代謝を調節している重要な器官で、血液中のカルシウム濃度が下がると直ちに骨からカルシウムを溶出して、身体の機能を正常に保つんだ。骨では常に破骨細胞による骨吸収と骨芽細胞による骨形成が起っていて（リモデリング）全身の骨が造り替えられていて、骨は骨基質にミネラル（リン酸カルシウムの結晶）が沈着して形成されるんだよ。

骨基質はコラーゲンと非コラーゲン性タンパク質で構成されてるんだけど、骨基質の約90％がコラーゲンで残りの10％がオステオカルシン、オステオネクチン、オステオポンチンなどの非コラーゲン性タンパク質なんだ。この骨基質にリン酸カルシウムの結晶（ハイドロキシアパタイト）が沈着（石灰化といいます）して骨組織が形成されるんだね。

コラーゲンは骨の石灰化の基質として重要な役割をしてるんだけど、I型コラーゲンからなる組織は骨と歯の象牙質だけであることから、基質が高純度のI型コラーゲンであることが、石灰化の必要条件であると考えられてるんだ。それにまた、非コラーゲンタンパク質もコラーゲンと複合体を形成していることから、実際はこの複合基質にリン酸カルシウムの沈着が起って骨組織が形成されるんだよ。

さらにコラ－ゲンには骨芽細胞および未分化の前骨芽細胞の増殖分化の足場としての役割があって、コラーゲンは、細胞表面にある細胞の接着に関与する細胞接着分子（インテグリン）と結合し細胞内シグナルを活性化する。そしてまた、未熟な骨芽細胞をコラーゲンゲル内で培養すると増殖と分化が促進されることが報告されているんだって。

最近だと、ある種のコラーゲンペプチドが神経伝達ペプチドであるサブスタンスP（以下SP）のレセプターと親和性を持つこと、SPレセプターが骨細胞や骨芽細胞、破骨細胞にも存在し、SPが骨代謝回転を亢進させること、コラーゲンペプチドがSPの作用を代替すること等が報告されているようだよ。このようにコラーゲンぺプチドの骨における作用は古くて新しいトピックスだといえるよね。

一方、コラーゲンの分子内に異常が生じると、コラーゲンの3重鎖構造が破錠して骨が脆弱化し骨形成不全症を引き起こしてしまんだ。この病気は主にコラーゲン遺伝子の異常によって発症する疾患で、軟骨は軟骨細胞と軟骨基質で構成されていて、軟骨基質は高分子のプロテオグリカンとII型コラーゲンから出来ているんだよ。

プロテオグリカンは1本の芯となるタンパク質にコンドロイチン硫酸やケラタン硫酸などのグリコサミノグリカンが結合した糖タンパク質のこと。コラーゲン繊維は支持体としての役割の他に、軟骨細胞の伸展、増殖および分化を決定する重要な役割を果たしているんだ。軟骨の組織内には血管やリンパ管が存在しないのが特徴で、軟骨は特有の弾力と硬さを持っているため、圧力に対して抵抗力を持っている。関節軟骨が加齢や摩擦により質的、量的に変化し、炎症を起こしてしまった状態を変形性関節症っていうんだよ。