Tarpląstelinė matrica: struktūra, funkcijos ir ligos

Tarpląstelinė matrica (ECM) reiškia visas endogenines medžiagas, esančias už ląstelių tarpląstelinėje erdvėje. ECM yra labai svarbus stiprumas audinių formavimas ir nešimas kraujas ir limfinės laivai ir nervų skaidulos. Tarpląstelinė erdvė reiškia sudėtingą įvairių makromolekulių, priklausančių skystai arba į gelį panašiai sumaltai medžiagai, arba pluoštams, kolekciją.

Kas yra tarpląstelinė matrica?

Visos endogeninės medžiagos, esančios už ląstelių tarpląsteliniame erdvėje, yra tarpląstelinės matricos (ECM) dalis. ECM taip pat vadinama tarpląsteline matrica arba tarpląsteline medžiaga. Iš esmės ECM galima išskirti medžiagas, kurios arba priklauso pagrindinei medžiagai, arba gali būti priskirtos įvairiems pluoštams. Priklausomai nuo užduoties ir audinio, ECM sudėtis labai skiriasi. Pluoštų grupę sudarančioms medžiagoms priklauso įvairūs kolageniniai, tinkliniai ir elastingi pluoštai, kurių kiekvienas atlieka skirtingas užduotis ir sudaro skirtingą sudėtinę dalį ECM, priklausomai nuo audinio tipo. Amorfinė šlifuota ECM medžiaga užpildo visas likusias erdves kaip skystis arba kaip gelis, atsižvelgiant į tarpląstelinės erdvės struktūrą ir pluošto dalį. Maltos medžiagos sudėtis taip pat labai skiriasi atsižvelgiant į užduotis. Didelė DCM dalis susidaro iš ilgos grandinės glikozaminoglikanų polisacharidai kurie dažniausiai yra susieti baltymai proteoglikanų pavidalu, išskyrus hialurono rūgštis. Pavyzdžiui, jie atlieka daugybę užduočių formuodami, skaidydami ir pertvarkydami audinius. Šiame kontekste vadinamasis sukibimas baltymai Taip pat reikėtų paminėti, kurie, kaip EZM dalis, sudėtinguose procesuose kontaktuoja su ląstelių receptoriais.

Anatomija ir struktūra

ECM anatominė struktūra yra labai nevienalytė ir priklauso nuo užduočių, kurias ECM turi atlikti atitinkamame kūno regione. Pluoštinė ECM dalis daugiausia susideda iš kolageno baltymai, iš kurių yra žinomi 27, kurių kiekvienas skiriasi savo baltymų sudėtimi, taip pat skiriasi savo fiziologinėmis ir mechaninėmis savybėmis. Iš esmės kolagenams būdingas tempimas stiprumas. Kolagenas pluoštai, kurių skersmuo yra nuo 2 iki 20 mikrometrų, susideda iš daugybės, 130 nanometrų storio, kolageno fibrilių. Taip pat svarbios yra tinklinės skaidulos, kurios sudaro mikroskopinius tinklus ar tinklelius kapiliarams, nervinėms skaiduloms, riebalų ląstelėms ir lygiųjų raumenų ląstelėms sutalpinti. Skirtingai Kolageno pluoštai, atsparūs plyšimui ir negali būti ištempti, elastiniai pluoštai, pagaminti iš baltymo elastino, turi unikalią grįžtamojo tempimo. Didelę pagrindinės medžiagos dalį sudaro glikozaminoglikanai - daugiausia proteoglikanų, prie baltymų prisijungusių glikanų pavidalu, kurių pagrindinė funkcija yra sukurti būtinus ryšius tarp atskirų baltymų. Pavyzdžiui, kremzlė medžiaga sąnarių susideda iš glikozaminoglikanų ir glikoproteinų. Skirtingai nuo kolagenų, kremzlė sąnarių paviršių medžiaga nėra būdinga tempimui stiprumas, bet dėl ​​didelio gniuždymo stiprumo. hialurono rūgštis yra labai didelis vanduo- išlaikyti pajėgumą ir ryžtingai prisidėti prie vandens subalansuoti audinių.

Funkcija ir užduotys

Tarpląstelinė matrica ne tik atlieka fizines funkcijas, atsižvelgiant į tempimo ar gniuždymo jėgą, bet ir įsikiša į medžiagų apykaitos procesus. Naudodamas daugybę kolageninių skaidulų, ECM prisiima pagrindinę atsakomybę už organų formavimą ir laiko organus numatytoje kūno padėtyje. Per kitus kolagenus ECM suteikia tempiamąjį stiprumą visiems Sausgyslės ir raiščių bei trimatis stiprumas kaulai. Tai taip pat užtikrina paviršiaus kremzlių atsparumą gniuždymui ir dilimui ant trinties paviršiaus sąnarių. Tačiau tempimo, gniuždymo ir šlyties stiprumas nėra vieninteliai ECM uždaviniai; ji taip pat yra atsakinga už būtino audinių elastingumo užtikrinimą, kad tam tikri organai galėtų prireikus padidinti ir sumažinti savo apimtį, negrįžtamai nepažeisdami. Kita svarbi užduotis yra pačių organizmo taisymo mechanizmų aktyvinimas išleidžiant citokinus, kurie daro įtaką ląstelių dauginimuisi ir diferenciacijai. Todėl ECM palaiko citokinų atsargas, kurias galima aktyvuoti pagal poreikį, pavyzdžiui, taisyti traumos. Signalo perdavimas taip pat yra viena iš tarpląstelinės matricos užduočių. Tai reiškia vadinamųjų antrinių pasiuntinių medžiagų išsiskyrimą, kurių „pranešimas“ per specializuotus receptorius pasiekia ląstelės vidų ir suaktyvina ląstelę tam tikru būdu elgtis arba pradėti tam tikrus metabolinius procesus. Lygiai taip pat poliarizmo nustatymas, ty ląstelių organizavimas ir orientavimas į bazinį ir viršūninį galą, priklauso tarpląstelinės matricos taikymo sričiai.

Ligos

Beveik neapskaičiuojama įvairių funkcijų ir užduočių, esančių tarpląstelinėje matricoje, įvairovė jau rodo, kad su liga susiję ar ligos sukelti sutrikimai gali pasireikšti lengvu ar sunkiu poveikiu. Kaip daugelio lėtinių ligų sukėlėjas ir pradinis taškas iki piktybinių ir gyvybei pavojingų procesų, priskiriami pagrindinio reguliavimo sutrikimai, kuriuos organizuoja ECM. Daugelis ligos progresavimo procesų, susijusių su pagrindiniu ECM reguliavimu per citokinų išsiskyrimą, dar nėra pakankamai suprantami. Daugeliu atvejų nustatytas priežastinis veiksnys - pažeistų organų pamatinių membranų perkrova baltymais. Pavyzdžiui, šie procesai vaidina svarbų vaidmenį plėtojant ir progresuojant išsiplėtusiems kardiomiopatija, kuris pasireiškia simptominiu širdies išsiplėtimu, tuo pačiu sutrikus siurblio funkcijai. Be įgytų EKM disfunkcijų, žinomos ir genetiškai nustatytos tarpląstelinės matricos funkcinės anomalijos, kurios dažniausiai pasireiškia ydingomis tam tikrų kolagenų sintezėmis. Defektas Kolageno sintezė lemia atitinkamus žinomus ligos modelius paveiktuose organuose, pavyzdžiui, retuose trapių kaulų liga (netobula osteogenezė). Dėl genetinės anomalijos netobula osteogenezė tiekia brokuotą kolageną kaulams formuotis. Dėl to kaulai yra labai trapūs, dažniausiai atsiranda kaulų ir stuburo deformacijos bei kiti simptomai.