Zunajcelični matriks

Spodaj zunajcelični matriks (EZM) so povzete vse endogene snovi, ki so zunaj celic v medceličnem prostoru. EZM ima velik pomen za trdnost in obliko tkiv ter kot nosilec za krvne in limfne žile, pa tudi za živčna vlakna. Medcelični prostor predstavlja zapleteno zbirko najrazličnejših makromolekul, ki spadajo bodisi v tekočino bodisi v obliki gela kot osnovna snov ali v vlakna.

Kaj je zunajcelična matrica?

Vse endogene snovi, ki se nahajajo zunaj celic v medceličnem prostoru, so del zunajceličnega matriksa (ECM). Imenuje se tudi EZM Zunajcelični matriks ali Medcelična snov določen. V bistvu lahko v ECM ločimo snovi, ki bodisi spadajo v osnovno snov bodisi so lahko dodeljene najrazličnejšim vlaknom.

Glede na nalogo in tkivo je sestava ECM zelo različna. Snovi, ki sestavljajo skupino vlaken, vključujejo različna kolagena, retikularna in elastična vlakna, ki izpolnjujejo različne naloge in so, odvisno od vrste tkiva, svoj del ECM v zelo različnih sestavah. Amorfna osnovna snov ECM v obliki tekočine ali gela zapolni vse preostale prostore, ki nastanejo, odvisno od strukture medceličnega prostora in vsebnosti vlaken v ECM. Sestava osnovne snovi je tudi glede na nalogo zelo različna.

Velik del ECM je tvorjen iz glikozaminoglikanov, dolgoverižnih polisaharidov, ki se razen hialuronske kisline običajno vežejo na beljakovine v obliki proteoglikanov. Na primer, opravljajo številne naloge pri sestavljanju, demontaži in predelavi tkanin. V tem kontekstu je treba omeniti tudi tako imenovane adhezijske beljakovine, ki kot del ECM stikajo z receptorji celic v zapletenih procesih.

Anatomija in struktura

Anatomska zgradba EZM je zelo raznolika in je odvisna od nalog, ki jih mora EZM opravljati v ustreznem telesnem območju. Vsebnost vlaken v ECM je sestavljena predvsem iz kolagenskih beljakovin, od katerih je znanih 27, ki se med seboj razlikujejo po sestavi beljakovin in se razlikujejo tudi po fizioloških in mehanskih lastnostih.

V bistvu je za kolagene značilna odpornost na trganje. Kolagena vlakna s premerom 2 do 20 mikrometrov so sestavljena iz številnih 130 nanometrskih kolagena vlakna. Pomembna so tudi retikularna vlakna, ki tvorijo mikroskopske mreže ali rešetke za sprejem kapilar, živčnih vlaken, maščobnih celic in celic gladkih mišic. V nasprotju s kolagenom odpornimi in ne raztegljivimi kolagenimi vlakni imajo elastična vlakna, sestavljena iz beljakovinskega elastina, edinstveno lastnost reverzibilnega raztezanja.

Glikozaminoglikani tvorijo velik del osnovne snovi - večinoma v obliki proteoglikanov, glikanov, vezanih na beljakovine, katerih glavna funkcija je ustvariti potrebne povezave med posameznimi proteini. Na primer, hrustančno snov v sklepih sestavljajo glikozaminoglikani in glikoproteini. V nasprotju s kolageni za hrustančno snov sklepnih površin ni značilna odpornost na trganje, temveč visoka tlačna trdnost. Hialuronska kislina, ki jo vsebuje ECM, ima izjemno visoko sposobnost zadrževanja vode in odločilno prispeva k vodni bilanci tkiv.

Funkcija in naloge

Zunajcelična matrica ne izvaja samo fizičnih funkcij glede natezne ali tlačne trdnosti, ampak tudi posega v presnovne procese. S široko paleto kolagenih vlaken prevzema EZM glavno odgovornost za oblikovanje organov in drži organe v predvidenem položaju v telesu. Z drugimi kolageni EZM zagotavlja natezno trdnost vseh tetiv in ligamentov ter tridimenzionalno trdnost kosti.

Poleg tega zagotavlja tlak in odpornost proti obrabi površinskega hrustanca na torne površine sklepov. Vendar pa med nalogami EZM ni samo natezna, tlačna in strižna trdnost, temveč mora tudi zagotoviti potrebno elastičnost v tkivih, da se lahko nekateri organi povečajo in zmanjšajo svojo velikost, kot je potrebno brez nje nastane nepopravljiva škoda. Drugo pomembno nalogo je aktiviranje lastnih mehanizmov popravljanja telesa s sproščanjem citokinov, ki vplivajo na proliferacijo in diferenciacijo celic.

EZM ima zato zalogo citokinov, ki jih je mogoče aktivirati, kadar je to potrebno - na primer za sanacijo poškodb. Transdukcija signala je tudi ena od nalog zunajcelične matrike. To pomeni sproščanje tako imenovanih sekundarnih sporočilnih snovi, katerih "sporočilo" preko specializiranih receptorjev doseže notranjost celice in aktivira celico, da se obnaša na določen način ali prevzame določene presnovne procese. Določitev polarnosti, to je organizacija in poravnava celic v bazalnem in apikalnem koncu, je prav tako del področja zunajcelične matrike.

Tu lahko najdete svoja zdravila

Bolezni

Skoraj neobvladljiva raznolikost funkcij in nalog, ki so povezane z zunajceličnim matriksom, kaže na to, da lahko pride do okvar, povezanih z boleznijo, ali z boleznijo, do blagih do hudih učinkov.

Kot vzrok in izhodišče mnogih kroničnih bolezni prek malignih in življenjsko nevarnih procesov so motnje dodeljene osnovnemu predpisu, ki ga organizira EZM. Številni procesi v zvezi s potekom bolezni, ki so povezani z osnovno regulacijo ECM, ki je povezan z sproščanjem citokinov, še niso ustrezno razjasnjeni. Pogosto je vzrok preobremenitev kletnih membran prizadetih organov z beljakovinami. Na primer, ti procesi igrajo pomembno vlogo pri razvoju in poteku razširjene kardiomiopatije, ki se kaže v simptomatskem povečanju srca ob hkratni oslabljeni funkciji črpalke.

Poleg pridobljenih napak ECM so znane tudi genetske funkcionalne anomalije zunajceličnega matriksa, ki se ponavadi izražajo v napačni sintezi nekaterih kolagena. S pomanjkljivo sintezo kolagena prihaja do dobro znanih kliničnih slik v prizadetih organih, kot je redka bolezen steklenih kosti (osteogeneza imperfekta). Zaradi genetske anomalije EZM oskrbuje pomanjkljiv kolagen za tvorbo kosti. Kot rezultat, so kosti izjemno krhke in večinoma obstajajo deformacije kosti in hrbtenice ter drugi simptomi.