Extrazelluläre Matrix

Definition der extrazellulären Matrix

Die extrazelluläre Matrix kann als Suspension von Makromolekülen betrachtet werden, die alles vom lokalen Gewebewachstum bis unterstützt die Aufrechterhaltung einer ganzen Orgel. Diese Moleküle sind alle Sekrete benachbarter Zellen. Nach der Sekretion werden die Proteine einem Gerüst unterzogen. Gerüst wiederum ist ein Begriff, der verwendet wird, um die kurzlebigen Strukturen zu beschreiben, die sich zwischen einzelnen Proteinen bilden, um ausgefeiltere Proteinpolymere herzustellen. Diese starren, wenn auch temporären Proteinstrukturen verleihen der Matrix eine viskose Konsistenz. Man kann sich die extrazelluläre Matrix im Wesentlichen als eine zelluläre Suppe oder eine Gelmischung aus Wasser, Polysacchariden (oder verknüpften Zuckern) und faserigem Protein vorstellen. Dies führt uns zu einer anderen Kategorie von Molekülen in der extrazellulären Matrix, dem Proteoglycan. Das Proteoglycan ist eine Hybridkreuzung aus einem Protein und einem Zucker, die von einem Proteinkern und mehreren langkettigen Zuckergruppen umgeben ist. Alle molekularen Gruppen, aus denen diese Makromoleküle bestehen, verleihen ihnen spezielle Eigenschaften, die die Art der hydrophoben oder hydrophilen Wechselwirkungen bestimmen, an denen sie teilnehmen können.

Ähnlich wie die kurzlebigen Wechselwirkungen, die sie in dieser wässrigen Lösung bilden, die Die tatsächlichen Strukturen der Proteine selbst sind besonders dynamisch. Die molekularen Komponenten in ihren Strukturen ändern sich ständig. Die Umgestaltung, die sie durchlaufen, wird sicherlich durch Proteaseenzyme in der Matrix unterstützt und kann durch posttranslationale Veränderungen modifiziert werden. Die extrazelluläre Matrix hat einen funktionellen Wert bei der Pufferung der Auswirkungen lokaler Stressoren in der Region. Im Folgenden werden jedoch viele weitere Funktionen der Matrix ausführlich erläutert.

Extrazelluläre Matrixfunktion

Leben Gewebe kann als dynamisches Geflecht aus Zellen und Flüssigkeit betrachtet werden. Trotz ihrer Nähe zueinander sind die Zellen eines Gewebes nicht einfach eng zusammengewickelt. Stattdessen werden sie mit Hilfe des extrazellulären Netzes beabstandet. Die Matrix wirkt als eine Art Füllstoff, der zwischen den ansonsten dicht gepackten Zellen in einem Gewebe liegt. Darüber hinaus füllt die Matrix nicht nur die Lücken zwischen diesen Zellen, sondern hält auch den Wasserstand und das homöostatische Gleichgewicht aufrecht. Die vielleicht wichtigste Rolle der extrazellulären Matrix kann jedoch auf das Maß an Unterstützung reduziert werden, das sie für jedes Organ und Gewebe bietet.

Die extrazelluläre Matrix steuert die Morphologie eines Gewebes durch Wechselwirkung mit Zell- Oberflächenrezeptoren und durch Bindung an die umgebenden Wachstumsfaktoren, die dann Signalwege anregen. Tatsächlich speichert die extrazelluläre Matrix tatsächlich einige zelluläre Wachstumsfaktoren, die dann basierend auf den physiologischen Bedürfnissen des lokalen Gewebes lokal freigesetzt werden. Andererseits ist die Morphologie eines Gewebes eine andere Möglichkeit, das „Aussehen“ oder Aussehen des Organs oder Gewebes zu beschreiben. Das physikalische Vorhandensein von Proteinen und Zuckern in der Matrix hat auch den Vorteil, dass alle auf die Umgebung einwirkenden Kräfte abgefedert werden Dies verhindert, dass die Zellstrukturen kollabieren oder die empfindlichen Zellen einen Schock erleiden. Da die extrazelluläre Matrix trotz ihres wasserreichen Gehalts dick und mineralisiert ist, hat sie die zusätzliche Funktion, die Zellen in einem Gewebe getrennt und physikalisch getrennt zu halten / p>

Direktere Anwendungen der extrazellulären Matrix umfassen ihre Rolle bei der Unterstützung des Wachstums und der Wundheilung. Beispielsweise hängt das Knochenwachstum von der extrazellulären Matrix ab, da sie die Mineralien enthält, die zum Härten des Knochengewebes erforderlich sind. Knochengewebe muss dies tun undurchsichtig und unflexibel werden. Die extrazelluläre Matrix wird dies ermöglichen, indem diese Wachstumsprozesse reichlich Gelegenheit nutzen, extrazelluläre Proteine und Mineralien zu rekrutieren baue und stärke das wachsende Skelett. Ebenso wird die Bildung von Narbengewebe nach einer Verletzung von der extrazellulären Matrix und ihrem reichhaltigen Netz aus wasserunlöslichen Proteinen profitieren.

Extrazelluläre Matrixkomponenten

Die extrazelluläre Matrix besteht hauptsächlich aus einigen Hauptbestandteilen: Wasser, faserigen Proteinen und Proteoglykanen. Die wichtigsten faserigen Proteine, die die extrazelluläre Matrix bilden, sind Kollagene, Elastine und Laminine. Dies sind alles relativ robuste Proteinmakromoleküle. Ihre Robustheit verleiht der extrazellulären Matrix ihre puffernden und kraftbeständigen Eigenschaften, die Umweltbelastungen standhalten können, ohne zu kollabieren. Kollagen ist tatsächlich ein Hauptstrukturbestandteil nicht nur der Matrix, sondern auch von mehrzelligen Tieren. Kollagen ist das am häufigsten vorkommende faserige Protein, das von Fibroblasten hergestellt wird und ungefähr ein Drittel der gesamten Proteinmasse bei Tieren ausmacht. In der Matrix verleiht Kollagen der Zelle Zugfestigkeit und erleichtert die Adhäsion und Migration von Zelle zu Zelle.Elastin ist eine weitere Faser, die dem Gewebe die Fähigkeit verleiht, sich zurückzuziehen und zu dehnen, ohne zu brechen. In der Tat ist diese Dehnung durch Kollagen bis zu einem gewissen Grad begrenzt, weil Elastin und Kollagen binden und physikalisch vernetzen. Fibronektin wird zuerst von Fibroblastenzellen in wasserlöslicher Form ausgeschieden, dies ändert sich jedoch schnell, sobald sie sich zu einem unlösbaren Netz zusammensetzen. Fibronektin reguliert die Teilung und Spezialisierung in vielen Gewebetypen, hat aber auch eine besondere erwähnenswerte embryonale Rolle, wo es die Positionierung von Zellen innerhalb der Matrix unterstützt. Laminin ist ein besonders wichtiges Protein. Es ist besonders gut darin, sich zu blattartigen Proteinnetzwerken zusammenzusetzen, die im Wesentlichen der „Klebstoff“ sind, der unterschiedliche Gewebetypen assoziiert. Es wird an den Verbindungsstellen vorhanden sein, an denen Bindegewebe auf Muskel-, Nerven- oder Epithelauskleidungsgewebe trifft.

Das Bild zeigt eine computergestützte Darstellung des dreidimensionale Struktur des Kollagenproteins

Rollen des faserigen Proteins:

Im Gegensatz zu faserigen Proteinen, die sich nicht dehnen lassen, widerstehen Proteoglykane einer Kompression . Dies bezieht sich auf die Kräfte, die auf das Gewebe drücken und es sonst „zerquetschen“ oder kollabieren würden. Diese Fähigkeit beruht auf der Glycosaminoglycan-Gruppe im Proteoglycan. Glycosaminoglycan oder GAGs sind Zuckerketten, die variieren und den Molekülen somit unterschiedliche chemische Eigenschaften verleihen Eigenschaften. Darüber hinaus sind GAGs die am stärksten negativ geladenen Moleküle, die tierische Zellen produzieren. Diese Ladung zieht GAGs zu positiv geladenen Natriumionen an. In lebendem Gewebe folgt Wasser der Bewegung von Natrium. Dies bringt uns zu einer Situation, in der Wasser und GAGs dies tun ziehen Sie auch an, was dem Wasser in der extrazellulären Matrix einen charakteristischen Widerstand gegen Kompression verleiht.

Quiz

1. Welcher der folgenden Typen wird nicht als faseriger Proteintyp erwähnt?
A. Elastin
B. Proteoglycan
C. Kollagen
D. Laminin

2. Identifizieren Sie die Unterscheidung zwischen faserigem Protein und Proteoglykanen gemäß dem Artikel:
A. Faseriges Protein ist besser in der Lage, mit wässrigen Umgebungen umzugehen.
B. Proteoglykane spielen eher eine Füllstoffrolle in den Zwischenräumen zwischen den Zellen in einem Gewebe. Faserproteine widerstehen Druckkräften
D. Proteoglykane widerstehen Druckkräften