細胞外マトリックスの定義
細胞外マトリックスは、局所組織の成長から細胞外マトリックスまですべてをサポートする高分子の懸濁液と考えることができます。臓器全体の維持。これらの分子はすべて、隣接する細胞によって作られる分泌物です。分泌されると、タンパク質は足場になります。足場は、次に、より精巧なタンパク質ポリマーを作るために個々のタンパク質間で形成される一時的な構造を説明するために使用される用語です。これらの堅い、一時的なタンパク質構造は、マトリックスに粘性の一貫性を与えます。細胞外マトリックスは、本質的に細胞スープ、または水、多糖類（または結合糖）、および繊維状タンパク質のゲル混合物と考えることができます。これは、プロテオグリカンと呼ばれる細胞外マトリックス内に見られる別のカテゴリーの分子につながります。プロテオグリカンは、タンパク質と糖のハイブリッドクロスであり、タンパク質コアとそれを囲むいくつかの長鎖糖グループがあります。これらの高分子を構成するすべての分子グループは、参加できる疎水性または親水性の相互作用の種類を決定する特別な特性を提供します。
この水溶液で形成される一時的な相互作用と同様に、タンパク質自体の実際の構造は特に動的です。それらの構造内に見られる分子成分は常に変化しています。彼らが受けるリモデリングは確かにマトリックスに見られるプロテアーゼ酵素によって助けられ、翻訳後の変化によって修正することができます。細胞外マトリックスは、その領域の局所ストレッサーの影響を緩衝する機能的価値があります。ただし、マトリックスが提供する機能の多くについては、以下で詳しく説明します。
細胞外マトリックス機能
生きている組織は、細胞と液体の動的な網目構造と考えることができます。互いに近接しているにもかかわらず、組織の細胞は単純にきつく巻かれているわけではありません。代わりに、それらは細胞外メッシュワークの助けを借りて間隔をあけられます。マトリックスは、組織内の密に詰まった細胞の間にある一種のフィラーとして機能します。さらに、マトリックスはこれらの細胞間のギャップを埋めるだけでなく、水位と恒常性のバランスも維持しています。おそらく、細胞外マトリックスの最も重要な役割は、それが各器官や組織に提供するサポートのレベルまで蒸留することができます。
細胞外マトリックスは、細胞と相互作用することによって組織の形態を指示します-表面受容体と周囲の成長因子に結合することにより、シグナル伝達経路を刺激します。実際、細胞外マトリックスは実際にいくつかの細胞成長因子を貯蔵しており、それらは局所組織の生理学的必要性に基づいて局所的に放出されます。一方、組織の形態は、臓器や組織の「外観」または外観を表す別の方法です。マトリックス内のタンパク質や糖の物理的な存在には、周囲にかかる可能性のある力を緩和するという利点もあります。これにより、細胞構造が崩壊したり、繊細な細胞がショックを受けたりするのを防ぎます。細胞外マトリックスは、水分が豊富であるにもかかわらず厚くミネラル化されているため、組織内の細胞を分離して物理的に区別するという追加機能があります。
細胞外マトリックスのより直接的な用途には、成長と創傷治癒をサポートする役割が含まれます。たとえば、骨組織を硬化させるために必要なミネラルが含まれているため、骨成長は細胞外マトリックスに依存します。細胞外マトリックスは、これらの成長プロセスに細胞外タンパク質とミネラルを補充する十分な機会を与えることにより、これを可能にします。成長するスケルトンを構築して強化します。同様に、損傷後に瘢痕組織を形成することは、細胞外マトリックスとその水不溶性タンパク質の豊富な網目構造の恩恵を受けます。
細胞外マトリックス成分
細胞外マトリックスは主に、水、繊維状タンパク質、プロテオグリカンなどのいくつかの重要な成分で構成されています。細胞外マトリックスを構築する主な繊維状タンパク質は、コラーゲン、エラスチン、およびラミニンです。これらはすべて比較的頑丈なタンパク質高分子です。それらの頑丈さは、細胞外マトリックスに、崩壊することなく環境圧力に耐えることができるその緩衝および耐力特性を与えます。コラーゲンは、実際にはマトリックスだけでなく、多細胞動物の主要な構造成分です。コラーゲンは線維芽細胞によって作られる最も豊富な繊維状タンパク質であり、動物の総タンパク質量の約3分の1を占めています。マトリックスでは、コラーゲンは細胞の引張強度を与え、細胞間の接着と移動を促進します。エラスチンは、組織が壊れることなく反動して伸びる能力を与える別の繊維です。実際、エラスチンとコラーゲンが結合して物理的に架橋するため、このストレッチはコラーゲンによってある程度制限されます。フィブロネクチンは最初に水溶性の形で線維芽細胞によって分泌されますが、これは、それらが溶解しない網目構造に組み立てられるとすぐに変化します。フィブロネクチンは多くの組織タイプで分裂と特殊化を調節しますが、マトリックス内の細胞の配置を助ける場所について言及する価値のある特別な胚の役割も持っています。ラミニンは特に重要なタンパク質です。それは、本質的に異なる組織タイプを関連付ける「接着剤」となるシート状のタンパク質ネットワークにそれ自体を組み立てるのに特に優れています。結合組織が筋肉、神経、または上皮の内層組織と出会う接合部に存在します。
この画像は、コンピューター化された図を示しています。コラーゲンタンパク質の三次元構造
繊維状タンパク質の役割：
- コラーゲン–伸び抵抗と張力強度（すなわち、創傷治癒中の瘢痕形成）
- エラスチン–伸縮性と弾力性
- フィブロネクチン– ECM内での細胞の移動と配置、およびさまざまな組織での細胞の分裂と特殊化
- ラミニン–異なる種類の組織を「接着」するシート状のネットワーク
伸長に抵抗する繊維状タンパク質とは対照的に、プロテオグリカンは圧縮に抵抗します。これは、組織を押し下げる力を指し、そうでなければ組織を「押しつぶす」または崩壊させます。この能力は、プロテオグリカンのグリコサミノグリカングループに由来します。グリコサミノグリカン、またはGAGは、変化する糖の鎖であり、分子に異なる化学的性質を与えます。さらに、GAGは動物細胞が生成する最も負に帯電した分子です。この電荷はGAGを正に帯電したナトリウムイオンに引き付けます。生体組織では、水はナトリウムの動きに従います。これにより、水とGAGが生成される状況になります。同様に引き付け、細胞外マトリックス内の水に圧縮に対する特徴的な耐性を与えます。
クイズ
1.次のうちどれが繊維状タンパク質タイプに言及されていませんか？
A.エラスチン
B。プロテオグリカン
C。コラーゲン
D。ラミニン
2。記事ごとに、繊維状タンパク質とプロテオグリカンの違いを特定します。
A。繊維状タンパク質は、水性環境をより処理する能力があります
B。プロテオグリカンは、組織内の細胞間の空間でより多くのフィラーの役割を果たします
。繊維状タンパク質は圧縮力に抵抗します
D。プロテオグリカンは圧縮力に抵抗します