Внеклеточный матрикс

Под внеклеточный матрикс (EZM) суммированы все эндогенные вещества, находящиеся вне клеток в межклеточном пространстве. EZM имеет большое значение для прочности и формы тканей и в качестве носителя для кровеносных и лимфатических сосудов, а также для нервных волокон. Межклеточное пространство представляет собой сложную совокупность самых разнообразных макромолекул, принадлежащих либо к жидкому, либо гелеобразному основному веществу, либо к волокнам.

Что такое внеклеточный матрикс?

Все эндогенные вещества, находящиеся вне клеток в межклеточном пространстве, являются частью внеклеточного матрикса (ВКМ). EZM также называют Внеклеточный матрикс или Межклеточное вещество назначенный. В принципе, в ЕСМ можно выделить вещества, которые либо относятся к основному веществу, либо могут быть отнесены к большому количеству волокон.

В зависимости от задачи и ткани состав ЕСМ сильно различается. Вещества, составляющие группу волокон, включают множество коллагеновых, ретикулярных и эластических волокон, каждое из которых выполняет разные задачи и, в зависимости от типа ткани, образует свою часть внеклеточного матрикса в очень разном составе. Аморфное основное вещество ЕСМ заполняет все оставшиеся пространства в виде жидкости или геля, что зависит от структуры межклеточного пространства и содержания волокон в ЕСМ. Состав основного вещества тоже сильно различается в зависимости от поставленной задачи.

Большая часть ЕСМ образуется из гликозаминогликанов, длинноцепочечных полисахаридов, которые, помимо гиалуроновой кислоты, обычно связаны с белками в форме протеогликанов. Например, они выполняют множество задач по сборке, демонтажу и ремоделированию тканей. В этом контексте следует также упомянуть так называемые адгезионные белки, которые, как часть ЕСМ, вступают в контакт с рецепторами клеток в сложных процессах.

Анатомия и строение

Анатомическая структура EZM очень неоднородна и зависит от задач, которые EZM должен выполнять в соответствующей области тела. Волокно, содержащееся в ЕСМ, состоит в основном из белков коллагена, 27 из которых известны, каждый из которых различается по своему белковому составу, а также по своим физиологическим и механическим свойствам.

По сути, коллагены характеризуются своей устойчивостью к разрыву. Коллагеновые волокна диаметром от 2 до 20 микрометров состоят из множества коллагеновых волокон толщиной 130 нанометров.Также важны ретикулярные волокна, которые образуют микроскопические сети или решетки для размещения капилляров, нервных волокон, жировых клеток и гладкомышечных клеток. В отличие от прочных на разрыв и нерастяжимых коллагеновых волокон, эластичные волокна, состоящие из протеина эластина, обладают уникальным свойством обратимого растяжения.

Большая часть основного вещества состоит из гликозаминогликанов - в основном в форме протеогликанов, гликанов, связанных с белками, основная функция которых заключается в создании необходимых связей между отдельными белками. Например, хрящевое вещество суставов состоит из гликозаминогликанов и гликопротеинов. В отличие от коллагенов, хрящевое вещество суставных поверхностей характеризуется не сопротивлением разрыву, а высокой прочностью на сжатие. Гиалуроновая кислота, содержащаяся в ЕСМ, обладает чрезвычайно высокой водоудерживающей способностью и вносит решающий вклад в водный баланс тканей.

Функции и задачи

Внеклеточный матрикс не только выполняет физические функции в отношении прочности на растяжение или сжатие, но также вмешивается в метаболические процессы. Обладая широким разнообразием коллагеновых волокон, EZM берет на себя основную ответственность за формирование органов и удерживает органы в заданном положении в теле. С помощью других коллагенов EZM обеспечивает прочность на разрыв всех сухожилий и связок, а также трехмерную прочность костей.

Кроме того, он обеспечивает давление и износостойкость поверхностного хряща на поверхностях трения суставов. Но не только прочность на растяжение, сжатие и сдвиг входит в задачи EZM, она также обязана обеспечить необходимую эластичность тканей, чтобы определенные органы могли увеличиваться и уменьшаться по мере необходимости без него. необратимый ущерб. Другой важной сферой деятельности является активация собственных механизмов восстановления организма посредством высвобождения цитокинов, которые влияют на пролиферацию и дифференцировку клеток.

Таким образом, EZM имеет запас цитокинов, которые могут быть активированы при необходимости - например, для восстановления травм. Передача сигналов также является одной из задач внеклеточного матрикса. Это означает высвобождение так называемых вторичных веществ-мессенджеров, «сообщение» которых достигает внутренней части клетки через специализированные рецепторы и активирует клетку, чтобы вести себя определенным образом или принимать определенные метаболические процессы. Определение полярности, то есть организация и выравнивание клеток на базальном и апикальном концах, также является частью зоны ответственности внеклеточного матрикса.

Здесь вы можете найти свое лекарство

болезни

Практически неуправляемое разнообразие функций и задач, возложенных на внеклеточный матрикс, позволяет предположить, что связанные с заболеванием или связанные с заболеванием сбои могут иметь место от легких до тяжелых.

В качестве причины и отправной точки многих хронических заболеваний, вплоть до злокачественных и опасных для жизни процессов, нарушения относятся к основной регуляции, которая организуется EZM. Многие процессы, связанные с течением заболевания, которые связаны с основной регуляцией ECM, которая связана с высвобождением цитокинов, еще недостаточно изучены. Часто причиной определяется перегрузка базальных мембран пораженных органов белками. Например, эти процессы играют важную роль в развитии и течении дилатационной кардиомиопатии, которая проявляется в симптоматическом увеличении сердца с одновременным нарушением насосной функции.

Помимо приобретенных сбоев в работе внеклеточного матрикса известны также генетические функциональные аномалии внеклеточного матрикса, которые обычно выражаются в неправильном синтезе определенных коллагенов. Нарушение синтеза коллагена приводит к хорошо известным клиническим картинам пораженных органов, таким как редкое заболевание стеклянных костей (несовершенный остеогенез). Из-за генетической аномалии EZM поставляет дефектный коллаген для образования кости. В результате кости становятся чрезвычайно хрупкими, и чаще всего возникают деформации костей и позвоночника, а также другие симптомы.