Matrice extracellulare

Definizione di matrice extracellulare

La matrice extracellulare può essere pensata come una sospensione di macromolecole che supporta tutto, dalla crescita del tessuto locale alla la manutenzione di un intero organo. Queste molecole sono tutte secrezioni prodotte dalle cellule vicine. Dopo essere state secrete, le proteine subiranno impalcature. Scaffolding, a sua volta, è un termine usato per descrivere le strutture effimere che si formano tra le singole proteine per creare polimeri proteici più elaborati. Queste strutture proteiche rigide, sebbene temporanee, conferiranno alla matrice una consistenza viscosa. Si può pensare alla matrice extracellulare come essenzialmente una zuppa cellulare, o una miscela gel di acqua, polisaccaridi (o zuccheri collegati) e proteine fibrose. Questo ci porta a un’altra categoria di molecole presenti all’interno della matrice extracellulare chiamata proteoglicano. Il proteoglicano è un incrocio ibrido di una proteina e uno zucchero, con un nucleo proteico e diversi gruppi di zuccheri a catena lunga che lo circondano. Tutti i gruppi molecolari che compongono queste macromolecole conferiranno loro proprietà speciali che determineranno il tipo di interazioni idrofobe o idrofile a cui possono partecipare.

Proprio come le interazioni effimere che formano in questa soluzione acquosa, il le strutture effettive delle proteine stesse sono notevolmente dinamiche. I componenti molecolari che si trovano all’interno delle loro strutture cambiano continuamente. Il rimodellamento che subiscono è certamente aiutato dagli enzimi proteasi presenti nella matrice e può essere modificato da cambiamenti post-traduzionali. La matrice extracellulare ha un valore funzionale nel tamponare gli effetti dei fattori di stress locali nell’area. Ma discuteremo molte altre delle funzioni che la matrice serve in dettaglio di seguito.

Funzione matrice extracellulare

Vivere il tessuto può essere pensato come un reticolo dinamico di cellule e liquido. Nonostante la loro stretta vicinanza l’una all’altra, le cellule di un tessuto non sono semplicemente avvolte strettamente insieme. Invece, sono distanziati con l’aiuto del reticolo extracellulare. La matrice agirà come una sorta di riempitivo che si trova tra le cellule altrimenti strettamente imballate in un tessuto. Inoltre, la matrice non solo riempie gli spazi tra queste cellule, ma mantiene anche un livello di acqua e un equilibrio omeostatico. Forse il ruolo più importante della matrice extracellulare, tuttavia, può essere distillato fino al livello di supporto che fornisce a ciascun organo e tessuto.

La matrice extracellulare dirige la morfologia di un tessuto interagendo con cellule- recettori di superficie e legandosi ai fattori di crescita circostanti che quindi stimolano le vie di segnalazione. La matrice extracellulare, infatti, immagazzina alcuni fattori di crescita cellulare, che vengono poi rilasciati localmente in base alle esigenze fisiologiche del tessuto locale. D’altra parte, la morfologia di un tessuto è un altro modo per descrivere “l’aspetto” o l’aspetto dell’organo o del tessuto. La presenza fisica di proteine e zuccheri nella matrice ha anche il vantaggio di attutire le forze che possono essere esercitate sull’ambiente circostante. area. Questo impedisce alle strutture cellulari di collassare o alle cellule delicate di andare in shock. Poiché la matrice extracellulare è spessa e mineralizzata nonostante il suo contenuto di acqua, ha la funzione aggiuntiva di mantenere le cellule in un tessuto separato e fisicamente distinto.

Le applicazioni più dirette della matrice extracellulare includono il suo ruolo nel supportare la crescita e la guarigione delle ferite. Ad esempio, la crescita ossea si basa sulla matrice extracellulare poiché contiene i minerali necessari per indurire il tessuto osseo. Il tessuto osseo dovrà farlo diventano opachi e inflessibili. La matrice extracellulare lo consentirà lasciando che questi processi di crescita colgano ampie opportunità per reclutare proteine e minerali extracellulari per costruire e fortificare lo scheletro in crescita. Allo stesso modo, la formazione di tessuto cicatriziale dopo una lesione trarrà vantaggio dalla matrice extracellulare e dal suo ricco reticolo di proteine insolubili in acqua.

Componenti della matrice extracellulare

La matrice extracellulare è composta principalmente da pochi ingredienti chiave: acqua, proteine fibrose e proteoglicani. Le principali proteine fibrose che formano la matrice extracellulare sono i collageni, le elastine e le laminine. Queste sono tutte macromolecole proteiche relativamente robuste. La loro robustezza conferisce alla matrice extracellulare le sue proprietà tamponanti e di resistenza alla forza che possono resistere alle pressioni ambientali senza collassare. Il collagene è in realtà un componente strutturale principale non solo della matrice, ma anche degli animali multicellulari. Il collagene è la proteina fibrosa più abbondante prodotta dai fibroblasti, che costituisce circa un terzo della massa proteica totale negli animali. Nella matrice, il collagene conferirà alla cellula resistenza alla trazione e faciliterà l’adesione e la migrazione da cellula a cellula.L’elastina è un’altra fibra che darà ai tessuti la capacità di contrarsi e allungarsi senza rompersi. Infatti, è perché l’elastina e il collagene si legano e legano fisicamente che questo allungamento è limitato in una certa misura dal collagene. La fibronectina viene prima secreta dai fibroblasti in forma idrosolubile, ma questo cambia rapidamente una volta che si assemblano in una rete non solubile. La fibronectina regola la divisione e la specializzazione in molti tipi di tessuto, ma ha anche un ruolo embrionale speciale che vale la pena menzionare in quanto aiuta nel posizionamento delle cellule all’interno della matrice. La laminina è una proteina particolarmente importante. È particolarmente bravo ad assemblare se stesso in reti proteiche simili a fogli che saranno essenzialmente la “colla” che associa tipi di tessuto dissimili. Sarà presente alle giunzioni in cui il tessuto connettivo incontra il tessuto muscolare, nervoso o del rivestimento epiteliale.

L’immagine raffigura un’illustrazione computerizzata del struttura tridimensionale della proteina del collagene

Ruoli della proteina fibrosa:

Al contrario delle proteine fibrose che resistono allo stiramento, i proteoglicani resisteranno alla compressione . Questo si riferisce alle forze che spingono verso il basso sul tessuto che altrimenti “schiaccerebbe” o lo farebbe collassare. Questa capacità deriva dal gruppo glicosaminoglicano nel proteoglicano. I glicosaminoglicani, o GAG, sono catene di zucchero che variano e quindi prestano alle molecole una diversa chimica proprietà. Inoltre, i GAG sono le molecole più caricate negativamente prodotte dalle cellule animali. Questa carica attirerà i GAG verso ioni sodio caricati positivamente. Nei tessuti viventi, l’acqua segue il movimento del sodio. Questo ci porterà a una situazione in cui acqua e GAG lo faranno attraggono anche, il che conferirà all’acqua all’interno della matrice extracellulare una caratteristica resistenza alla compressione.

Quiz

1. Quale dei seguenti non è un tipo di proteina fibrosa menzionato?
A. Elastina
B. Proteoglicano
C. Collagene
D. Laminina

2. Identificare la distinzione tra proteine fibrose e proteoglicani, secondo l’articolo:
A. La proteina fibrosa è più in grado di gestire ambienti acquosi
B. I proteoglicani svolgono più un ruolo di riempimento negli spazi tra le cellule in un tessuto
C. Le proteine fibrose resistono alle forze di compressione
D. I proteoglicani resistono alle forze di compressione