Was ist die extrazelluläre Matrix?

Die extrazelluläre Matrix bestimmt die Struktur und Funktion des Gewebes durch ein komplexes Netzwerk von Makromolekülen.

Bildnachweis: Vshivkova / .com

Die Zusammensetzung der extrazellulären Matrix unterscheidet sich zwischen Gewebetypen. Obwohl ihre Hauptfunktion darin besteht, ein essentielles Gerüst für Zellen bereitzustellen, reguliert die extrazelluläre Matrix auch Prozesse durch Steuerung der Zellkommunikation.

Wechselwirkungen zwischen Zelle und extrazellulärer Matrix sind für die Struktur des Gewebes von entscheidender Bedeutung und werden durch Heterodimermoleküle erleichtert. Darüber hinaus spielt die extrazelluläre Matrix eine wichtige Rolle bei der Gewebereparatur, die als therapeutisches Ziel verwendet werden kann.

Die Struktur und Funktion der extrazellulären Matrix

Die extrazelluläre Matrix besteht aus nicht -zelluläre Komponenten in Geweben, die ein wesentliches Gerüst für zelluläre Bestandteile bilden. Die Struktur der extrazellulären Matrix unterscheidet sich in der Zusammensetzung zwischen den Gewebetypen, besteht jedoch im Wesentlichen aus Kollagenfasern, Proteoglykanen und mehrfach adhäsiven Matrixproteinen, die von Zellen sekretiert werden.

Die Funktionen der extrazellulären Matrix umfassen:

1. Bildung einer wesentlichen Stützstruktur für Zellen.
2. Kontrolle der Kommunikation zwischen Zellen.
3. Trennung von Geweben.
4. Regulierung von Zellprozessen wie Wachstum , Migration und Differenzierung.

Die extrazelluläre Matrix kann in zwei Gruppen mit jeweils einer bestimmten Struktur unterteilt werden. Die ersten werden als interstitielle Matrizen und umgebende Zellen bezeichnet, während die zweiten als perizelluläre Matrizen bezeichnet werden und zellassoziiert sind. Die Basalmembran ist ein wichtiges Beispiel für eine perizelluläre Matrix, die zwischen dem funktionellen und dem Bindegewebe gefunden wird. Die Struktur bietet eine Verankerungsschicht, die funktionelle Gewebezellen zusammenhält. Die in die extrazelluläre Matrix eingebetteten Zellen interagieren über Oberflächenrezeptoren und integrieren Signale aus der Matrix, die mit ihrer Funktion verbunden sind. Darüber hinaus sind Zellen an der Bildung der extrazellulären Matrix durch die Sekretion von Matrixmakromolekülen beteiligt. Dies bedeutet, dass Unterschiede in der Struktur der extrazellulären Matrix zusätzlich zu den Signalen, die die Zellantwort transformieren, die biomechanischen Eigenschaften des gesamten Netzwerks beeinflussen.

Wechselwirkungen zwischen Zelle und extrazellulärer Matrix

Zell- Die Adhäsion der extrazellulären Matrix wird durch die Wechselwirkung von Zelladhäsionsmolekülen hergestellt, die an die Zelloberfläche der extrazellulären Matrix binden. Integrine sind Heterodimermoleküle, die Bindungen zwischen der Zelloberfläche und der extrazellulären Matrix herstellen.

Integrine weisen schwache Ligandenwechselwirkungen auf, was bedeutet, dass mehrere Adhäsionen an Bindungsstellen des extrazellulären Matrixproteins erforderlich sind. Diese schwache Wechselwirkungsstärke ist besonders vorteilhaft für die Migration von Zellen. Zell-extrazelluläre Matrix-Adhäsionen werden an zwei Arten von integrinabhängigen Verbindungen gebildet: fokale Adhäsionen und Hemidesmosomen. Fokale Adhäsionen treten an der Bindungsstelle des Zellzytoskeletts und des Fibronektin-Glykoproteins der extrazellulären Matrix auf. Diese Art der Bindung verankert die Zelle und erleichtert die Signalübertragung über die Plasmamembran. Hemidesmosomen verbinden Zwischenfilamente mit den Basallaminae von Epithelzellen und versorgen so das Epithelgewebe mit einer starren Struktur.

Die extrazelluläre Matrix und Gewebereparatur

Der Mechanismus zur Reparatur von geschädigtem Gewebe ist abhängig von die extrazelluläre Matrix. Die Regulation der Zelltypen innerhalb der extrazellulären Matrix ermöglicht die Mobilisierung in Bereichen, in denen wiederaufgebautes Gewebe erforderlich ist.

Die extrazellulären Matrixproteine Fibrin, Fibronektin und Kollagen sorgen für strukturelle Integrität während der Reparatur, wobei die Fibrin-Fibronektin-Wechselwirkungen als Grundlage für Zelladhäsion und Migration. Die frisch abgelagerte extrazelluläre Matrix kann durch Vernetzung von Kollagenfibrillen zu normalem Gewebe umgestaltet werden.

Die Wechselwirkungen zwischen der Zelle und der extrazellulären Matrix beeinflussen auch das Ausmaß der akuten Entzündung, Reepithelisierung und Kontraktion, wenn das Gewebe beschädigt ist. Diese Faktoren fördern einen schnellen Wundverschluss, was bedeutet, dass wichtige biologische Reaktionen zur Minimierung des Infektionsrisikos von der extrazellulären Matrix abhängen.

Die Fähigkeit, die Wechselwirkungen zwischen Zelle und extrazellulärer Matrix lokal zu steuern, ist auch ein attraktives therapeutisches Ziel. Die in der extrazellulären Matrix gefundenen matricellulären Proteine sind ein Beispiel für ein lebensfähiges Ziel. Sie liefern Signale, die spezifische Zellaktivitäten innerhalb der Wunde auslösen und während der Entwicklung in hohen Frequenzen ausgedrückt werden, aber im normalen adulten Gewebe fehlen. Die kontrollierte Expression von matricellulären Proteinen während der Wundreparatur kann daher zu einem lokalisierten Targeting führen.

Weiterführende Literatur

• Alle Zellinhalte
• Struktur und Funktion des Zellkerns
• Was sind Organellen?
• Zilien und Flagellen bei Eukaryoten
• Mitose gegen Meiose

Zitate