Ekstracellulær matrise

Definisjon av ekstracellulær matrise

Ekstracellulær matrise kan betraktes som en suspensjon av makromolekyler som støtter alt fra lokal vevsvekst til vedlikehold av et helt orgel. Disse molekylene er alle sekreter laget av naboceller. Etter at de blir utskilt, vil proteinene gjennomgå stillas. Stillas er i sin tur et begrep som brukes til å beskrive de flyktige strukturene som dannes mellom individuelle proteiner for å lage mer forseggjorte proteinpolymerer. Disse stive, om enn midlertidige proteinstrukturene, vil gi matrisen en viskøs konsistens. Man kan tenke på den ekstracellulære matrisen som i hovedsak en cellulær suppe, eller en gelblanding av vann, polysakkarider (eller bundet sukker) og fiberholdig protein. Dette fører oss til en annen kategori av molekyler som finnes i den ekstracellulære matrisen kalt proteoglykan. Proteoglykanen er et hybridkors av et protein og et sukker, med en proteinkjerne og flere langkjedede sukkergrupper som omgir den. Alle molekylgruppene som utgjør disse makromolekylene vil gi dem spesielle egenskaper som vil diktere den typen hydrofobe eller hydrofile interaksjoner de kan delta i.

I likhet med de kortvarige interaksjonene de danner i denne vandige løsningen, er faktiske strukturer av proteinene i seg selv er spesielt dynamiske. Molekylkomponentene som finnes i strukturene deres endres alltid. Ombyggingen de gjennomgår er absolutt hjulpet av proteaseenzymer som finnes i matrisen, og kan modifiseres ved posttranslasjonsendringer. Den ekstracellulære matrisen har en funksjonell verdi i å buffere effekten av lokale stressfaktorer i området. Men vi vil diskutere mange flere av funksjonene matrisen tjener i detalj nedenfor.

Ekstracellulær matrisefunksjon

Living vev kan betraktes som et dynamisk nettverk av celler og væske. Til tross for deres nærhet til hverandre er cellene i et vev ikke bare tett viklet sammen. I stedet er de fordelt med hjelp av det ekstracellulære nettverket. Matrisen vil fungere som et slags fyllstoff som ligger mellom de ellers tett pakket cellene i et vev. Videre fyller ikke matrisen hullene i mellom disse cellene, men den holder også på et nivå av vann og homeostatisk balanse. Den kanskje viktigste rollen til den ekstracellulære matrisen kan imidlertid destilleres ned til støttenivået den gir for hvert organ og vev.

Den ekstracellulære matrisen styrer morfologien til et vev ved å samhandle med celle- overflatereseptorer og ved å binde seg til de omkringliggende vekstfaktorene som deretter oppmuntrer signalveier. Faktisk lagrer den ekstracellulære matrisen faktisk noen cellulære vekstfaktorer, som deretter frigjøres lokalt basert på det fysiologiske behovet til det lokale vevet. På den annen side er et vevs morfologi en annen måte å beskrive «utseendet» eller utseendet til organet eller vevet. Den fysiske tilstedeværelsen av proteiner og sukker i matrisen har også fordelen av å dempe krefter som kan plasseres på omgivelsene. Dette forhindrer at cellulære strukturer kollapser eller at de sarte cellene går i sjokk. Siden den ekstracellulære matrisen er tykk og mineralisert til tross for vanninnholdet, har den den tilleggsfunksjonen å holde cellene i et vev atskilt og fysisk distinkt. / p>

Mer direkte anvendelser av den ekstracellulære matrisen inkluderer dens rolle i å støtte vekst og sårheling. For eksempel er beinvekst avhengig av den ekstracellulære matrisen siden den inneholder mineralene som er nødvendige for å herde beinvevet. blir ugjennomsiktig og fleksibel. Den ekstracellulære matrisen vil tillate dette ved å la disse vekstprosessene ta god anledning til å rekruttere ekstracellulære proteiner og mineraler til bygge og befeste det voksende skjelettet. Likeledes vil dannelse av arrvev etter en skade ha nytte av den ekstracellulære matrisen og dens rike nettverk av vannuoppløselige proteiner. div>

Den ekstracellulære matrisen består for det meste av noen få viktige ingredienser: vann, fiberholdige proteiner og proteoglykaner. De viktigste fibrøse proteinene som bygger den ekstracellulære matrisen er kollagener, elastiner og lamininer. Dette er alle relativt solide proteinmakromolekyler. Deres soliditet gir den ekstracellulære matrisen sine buffrende og kraftbestandige egenskaper som tåler miljøtrykk uten å kollapse. Kollagen er faktisk en hovedstrukturell komponent i ikke bare matrisen, men også av flercellede dyr. Kollagen er det mest rikholdige fiberproteinet laget av fibroblaster, og utgjør omtrent en tredjedel av den totale proteinmassen hos dyr. I matrisen vil kollagen gi cellen strekkfasthet og lette celle-til-celle vedheft og migrasjon.Elastin er en annen fiber som gir vev en evne til å rekylere og strekke uten å bryte. Faktisk er det fordi elastin og kollagen binder og fysisk tverrbinder at denne strekkingen er begrenset til en viss grad av kollagen. Fibronektin utskilles først av fibroblastceller i vannløselig form, men dette endres raskt når de samles til et uoppløselig nettverk. Fibronektin regulerer deling og spesialisering i mange vevstyper, men det har også en spesiell embryonisk rolle som er verdt å nevne hvor det vil hjelpe til med posisjonering av celler i matrisen. Laminin er et spesielt viktig protein. Det er spesielt bra å samle seg i arklignende proteinnettverk som i hovedsak vil være ‘limet’ som forbinder forskjellige vevstyper. Det vil være til stede i kryssene der bindevev møter muskel-, nerve- eller epitelfôrvev.

Bildet viser en datastyrt illustrasjon av tredimensjonal struktur av kollagenprotein

Roller av fibrøst protein:

Tvert imot fibrøse proteiner som motstår mot strekking, vil proteoglykaner motstå kompresjon . Dette refererer til kreftene som presser ned på vevet som ellers ville «squash» eller kollapser det. Denne evnen stammer fra glykosaminoglykan-gruppen i proteoglykanen. Glykosaminoglykan, eller GAGs, er kjeder av sukker som vil variere og dermed gi molekylene forskjellige kjemiske stoffer. Videre er GAG-er de mest negativt ladede molekylene som dyreceller produserer. Denne ladningen vil tiltrekke GAG-er til positivt ladede natriumioner. I levende vev følger vann bevegelsen av natrium. Dette vil bringe oss til en situasjon der vann og GAG-er tiltrekker også, noe som vil gi vann i den ekstracellulære matrisen en karakteristisk motstand mot kompresjon.

Quiz

1. Hvilket av følgende er ikke en fibrøs proteintype nevnt?
A. Elastin
B. Proteoglycan
C. Kollagen
D. Laminin

2. Identifiser skillet mellom fiberholdig protein og proteoglykaner, i henhold til artikkelen:
A. Fiberprotein er mer i stand til å håndtere vandige omgivelser
B. Proteoglykaner tjener mer av en fyllstoffrolle i mellomrommene mellom cellene i et vev
C. Fibreproteiner motstår mot trykkrefter
D. Proteoglykaner motstår mot trykkrefter