Hvad er den ekstracellulære matrix?

Den ekstracellulære matrix bestemmer strukturen og funktionen af væv gennem et komplekst netværk af makromolekyler.

Kredit: Vshivkova / .com

Sammensætningen af den ekstracellulære matrix varierer mellem vævstyper. Selvom dets hovedfunktion er at tilvejebringe et essentielt stillads til celler, regulerer den ekstracellulære matrix også processer ved at kontrollere cellekommunikation.

Celle-ekstracellulære matrix-interaktioner er vitale for vævsstrukturen og lettes af heterodimermolekyler. Desuden har den ekstracellulære matrix en vigtig rolle i vævsreparation, som kan anvendes som et terapeutisk mål.

Strukturen og funktionen af den ekstracellulære matrix

Den ekstracellulære matrix består af ikke -cellulære komponenter i væv, der danner et essentielt stillads til cellulære bestanddele. Strukturen af den ekstracellulære matrix adskiller sig i sammensætning mellem vævstyper, men består i det væsentlige af kollagenfibre, proteoglycaner og multiadhæsive matrixproteiner, der udskilles af celler.

Funktionerne for den ekstracellulære matrix inkluderer:

1. Danner en vigtig understøttelsesstruktur for celler.
2. Styring af kommunikation mellem celler.
3. Segregerende væv.
4. Regulering af celleprocesser såsom vækst , migration og differentiering.

Den ekstracellulære matrix kan opdeles i to grupper, hver med en specifik struktur. Den første kaldes interstitielle matricer og surroundceller, mens den anden kaldes pericellular matricer og er celleassocieret.

Basalmembranen er et vigtigt eksempel på en pericellular matrix, der findes mellem det funktionelle og bindevæv. Strukturen giver et forankrende lag, der holder funktionelle vævsceller sammen. Cellerne indlejret i den ekstracellulære matrix interagerer gennem overfladereceptorer og integrerer signaler fra matricen, der er forbundet med deres funktion.

Yderligere deltager celler i dannelsen af den ekstracellulære matrix gennem sekretionen af matrixmakromolekyler. Dette betyder, at forskelle i strukturen af den ekstracellulære matrix påvirker de biomekaniske egenskaber af hele netværket ud over de signaler, der transformerer cellerespons.

Celle-ekstracellulære matrixinteraktioner

Cell- ekstracellulær matrixadhæsion etableres gennem vekselvirkningen af celleadhæsionsmolekyler, der binder til celleoverfladen af den ekstracellulære matrix. Integriner er heterodimermolekyler, der producerer bindinger mellem celleoverfladen og den ekstracellulære matrix.

Integriner har svage ligandinteraktioner, hvilket betyder, at der kræves multiple adhæsioner til ekstracellulære matrixproteinbindingssteder. Denne svage interaktionsstyrke er særlig fordelagtig for migrerende celler.

Celleekstracellulære matrixadhæsioner dannes ved to typer integrinafhængig knudepunkt: fokale adhæsioner og hemidesmosomer. Fokale adhæsioner forekommer ved bindingsstedet for celle-cytoskelet og fibronectin-glykoproteinet i den ekstracellulære matrix.

Denne type vedhæftning forankrer cellen og letter signalering på tværs af plasmamembranen. Hemidesmosomes forbinder mellemliggende filamenter med basalpladerne i epitelceller og leverer derfor en stiv struktur til epitelvæv.

Den ekstracellulære matrix og vævsreparation

Mekanismen til reparation af beskadiget væv er afhængig af den ekstracelluære matrix. Reguleringen af celletyper i den ekstracellulære matrix muliggør mobilisering i områder, der kræver genopbygget væv.

De ekstracellulære matrixproteiner fibrin, fibronectin og kollagen tilvejebringer strukturel integritet under reparationen, hvor fibrin-fibronectin-interaktioner fungerer som en fundament for celleadhæsion og migration. Den friskaflejrede ekstracellulære matrix kan omformes til dannelse af normalt væv gennem tværbinding af collagenfibriller.

Interaktionerne mellem cellen og den ekstracellulære matrix påvirker også niveauet af akut inflammation, reepitelisering og sammentrækning, når væv er beskadiget. Disse faktorer fremmer hurtig sårlukning, hvilket betyder, at vigtige biologiske reaktioner for at minimere risikoen for infektion er afhængige af den ekstracellulære matrix.

Evnen til at kontrollere celle-extracellulær matrix-interaktioner lokalt er også et attraktivt terapeutisk mål. De matricellulære proteiner, der findes i den ekstracellulære matrix, er et eksempel på et levedygtigt mål. De giver signaler, der udløser specifikke celleaktiviteter i såret og udtrykkes i høje frekvenser under udvikling, men er fraværende i normalt voksenvæv. Den kontrollerede ekspression af matricellulære proteiner under sårreparation kan derfor producere lokal målretning.

Yderligere læsning

• Alt celleindhold
• Cellekerneens struktur og funktion
• Hvad er organeller?
• Cilia og Flagella i eukaryoter
• Mitosis vs Meiosis