Extracellulaire matrix

Extracellulaire matrixdefinitie

De extracellulaire matrix kan worden gezien als een suspensie van macromoleculen die alles ondersteunt, van lokale weefselgroei tot het onderhoud van een heel orgel. Deze moleculen zijn allemaal afscheidingen gemaakt door naburige cellen. Nadat ze zijn uitgescheiden, zullen de eiwitten een steiger ondergaan. Scaffolding is op zijn beurt een term die wordt gebruikt om de kortstondige structuren te beschrijven die zich vormen tussen individuele eiwitten om meer uitgebreide eiwitpolymeren te maken. Deze stijve, zij het tijdelijke eiwitstructuren zullen de matrix een stroperige consistentie verlenen. Men kan de extracellulaire matrix beschouwen als in wezen een cellulaire soep, of een gelmengsel van water, polysacchariden (of gekoppelde suikers) en vezelachtig eiwit. Dit leidt ons naar een andere categorie moleculen die in de extracellulaire matrix worden aangetroffen, de proteoglycaan. De proteoglycaan is een hybride kruising van een eiwit en een suiker, met een eiwitkern en verschillende suikergroepen met lange ketens eromheen. Alle moleculaire groepen waaruit deze macromoleculen bestaan, geven ze speciale eigenschappen die bepalen aan welke hydrofobe of hydrofiele interacties ze kunnen deelnemen.

Net als de kortstondige interacties die ze vormen in deze waterige oplossing, feitelijke structuren van de eiwitten zelf zijn opmerkelijk dynamisch. De moleculaire componenten die in hun structuren worden gevonden, veranderen voortdurend. De hermodellering die ze ondergaan, wordt zeker geholpen door protease-enzymen die in de matrix worden aangetroffen en kunnen worden gemodificeerd door post-translationele veranderingen. De extracellulaire matrix heeft een functionele waarde bij het bufferen van de effecten van lokale stressoren in het gebied. Maar we zullen hieronder nog veel meer functies bespreken die de matrix dient.

Extracellulaire matrixfunctie

Leven weefsel kan worden gezien als een dynamisch netwerk van cellen en vloeistof. Ondanks dat ze dicht bij elkaar liggen, zijn de cellen van een weefsel niet simpelweg stevig tegen elkaar gewikkeld. In plaats daarvan worden ze uit elkaar geplaatst met behulp van het extracellulaire netwerk. De matrix zal fungeren als een soort vulstof die tussen de anders dicht opeengepakte cellen in een weefsel ligt. Bovendien vult de matrix niet alleen de gaten tussen deze cellen, maar behoudt hij ook een niveau van water- en homeostatisch evenwicht. Misschien wel de belangrijkste rol van de extracellulaire matrix kan worden gedestilleerd tot het niveau van ondersteuning dat het biedt voor elk orgaan en weefsel.

De extracellulaire matrix stuurt de morfologie van een weefsel door interactie met cel- oppervlaktereceptoren en door te binden aan de omringende groeifactoren die vervolgens signaleringsroutes aanzetten. In feite slaat de extracellulaire matrix feitelijk enkele cellulaire groeifactoren op, die vervolgens lokaal worden vrijgegeven op basis van de fysiologische behoeften van het lokale weefsel. Aan de andere kant is de morfologie van een weefsel een andere manier om het ‘uiterlijk’ of het uiterlijk van het orgaan of weefsel te beschrijven. De fysieke aanwezigheid van eiwitten en suikers in de matrix heeft ook het voordeel dat eventuele krachten die op de omgeving kunnen worden uitgeoefend, worden opgevangen. Dit voorkomt dat de cellulaire structuren instorten of dat de kwetsbare cellen in shock raken. Aangezien de extracellulaire matrix dik en gemineraliseerd is ondanks zijn waterrijke inhoud, heeft het de bijkomende functie om de cellen in een weefsel gescheiden en fysiek verschillend te houden. / p>

Meer directe toepassingen van de extracellulaire matrix omvatten zijn rol bij het ondersteunen van groei en wondgenezing. Botgroei is bijvoorbeeld afhankelijk van de extracellulaire matrix, aangezien deze de mineralen bevat die nodig zijn om het botweefsel te verharden. Botweefsel zal moeten ondoorzichtig en inflexibel worden. De extracellulaire matrix zal dit mogelijk maken door deze groeiprocessen ruimschoots de gelegenheid te geven om extracellulaire eiwitten en mineralen te rekruteren om bouw en versterk het groeiende skelet. Evenzo zal de vorming van littekenweefsel na een blessure profiteren van de extracellulaire matrix en het rijke netwerk van in water onoplosbare eiwitten.

Extracellulaire matrixcomponenten

De extracellulaire matrix bestaat voornamelijk uit een paar sleutelingrediënten: water, vezelige eiwitten en proteoglycanen. De belangrijkste vezelige eiwitten die de extracellulaire matrix vormen, zijn collagenen, elastines en laminines. Dit zijn allemaal relatief stevige eiwitmacromoleculen. Hun stevigheid verleent de extracellulaire matrix zijn bufferende en krachtbestendige eigenschappen die bestand zijn tegen omgevingsdruk zonder in te storten. Collageen is eigenlijk een belangrijk structureel onderdeel van niet alleen de matrix, maar ook van meercellige dieren. Collageen is het meest voorkomende vezelachtige eiwit dat door fibroblasten wordt gemaakt en vormt ongeveer een derde van de totale eiwitmassa bij dieren. In de matrix zal collageen de cel treksterkte geven en cel-op-cel adhesie en migratie vergemakkelijken.Elastine is een andere vezel die weefsels de mogelijkheid geeft om terug te trekken en uit te rekken zonder te breken. In feite is het omdat elastine en collageen binden en fysiek verknopen, dat dit uitrekken tot op zekere hoogte wordt beperkt door collageen. Fibronectine wordt eerst door fibroblastcellen uitgescheiden in wateroplosbare vorm, maar dit verandert snel zodra ze worden samengevoegd tot een niet-oplosbaar netwerk. Fibronectine reguleert de deling en specialisatie in veel weefseltypes, maar het heeft ook een speciale embryonale rol die het vermelden waard is, waar het zal helpen bij het positioneren van cellen in de matrix. Laminine is een bijzonder belangrijk eiwit. Het is bijzonder goed in het samenstellen van velachtige eiwitnetwerken die in wezen de ‘lijm’ zullen zijn die verschillende weefseltypen associeert. Het zal aanwezig zijn op de kruispunten waar bindweefsel en spier-, zenuw- of epitheliaal voeringweefsel samenkomen.

De afbeelding toont een geautomatiseerde illustratie van de driedimensionale structuur van collageeneiwit

Rollen van vezelachtig eiwit:

In tegenstelling tot vezelige eiwitten die niet uitrekken, zijn proteoglycanen bestand tegen compressie . Dit verwijst naar de krachten die op het weefsel drukken dat het anders zou ‘platdrukken’ of zou doen instorten. Dit vermogen komt voort uit de glycosaminoglycaangroep in de proteoglycaan. Glycosaminoglycaan, of GAG’s, zijn suikerketens die zullen variëren en zo de moleculen verschillende chemische eigenschappen. Bovendien zijn GAG’s het hoogst negatief geladen molecuul dat dierlijke cellen produceren. Deze lading zal GAG’s aantrekken voor positief geladen natriumionen. In levend weefsel volgt water de beweging van natrium. Dit brengt ons in een situatie waarin water en GAG’s zullen trekken ook aan, waardoor water in de extracellulaire matrix een karakteristieke weerstand tegen compressie krijgt.

Quiz

1. Welke van de volgende is niet een vezelachtig eiwittype genoemd?
A. Elastine
B. Proteoglycaan
C. Collageen
D. Laminine

2. Identificeer het onderscheid tussen fibreuze eiwitten en proteoglycanen, volgens het artikel:
A. Vezelig eiwit is beter bestand tegen waterige omgevingen
B. Proteoglycanen vervullen meer een vulrol in de ruimtes tussen de cellen in een weefsel
C. Vezelige eiwitten zijn bestand tegen drukkrachten
D. Proteoglycanen zijn bestand tegen samendrukkende krachten