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 различных макромолекул, принадлежащих либо жидкому, либо гелеобразному основному веществу, либо волокнам.

Что такое внеклеточный матрикс?

Все эндогенные вещества, которые находятся вне клеток в межклеточном пространстве, являются частью внеклеточного матрикса (ВКМ). EZM также называют Внеклеточный матрикс или Межклеточное вещество назначенный. В основном 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 в виде жидкости или геля все оставшиеся пространства, которые возникают в зависимости 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 составу белков, 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 фибрилл 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 большим 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 число задач EZM, она также обязана обеспечить необходимую эластичность тканей, чтобы определенные органы могли увеличиваться и уменьшаться по мере необходимости без него. происходит необратимый ущерб. Другой важной областью деятельности является активация собственных механизмов восстановления организма посредством высвобождения цитокинов, которые влияют на пролиферацию и дифференцировку клеток.

Таким образом, EZM сохраняет запас цитокинов, которые можно активировать 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, уже предполагает, 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 организована 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 неисправностей 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, обычно возникают деформации костей и позвоночника, а также другие симптомы.