-
Door Shelley Farrar Stoakes, M.Sc., B.Sc. Gereviewed door Afsaneh Khetrapal, BSc
De extracellulaire matrix bepaalt de structuur en functie van weefsel door een complex netwerk van macromoleculen.
Credit: Vshivkova / .com
De samenstelling van de extracellulaire matrix verschilt tussen weefseltypen. Hoewel de belangrijkste functie is om een essentiële basis voor cellen te bieden, reguleert de extracellulaire matrix ook processen door celcommunicatie te regelen.
Cel-extracellulaire matrixinteracties zijn essentieel voor de structuur van weefsel en worden mogelijk gemaakt door heterodimeermoleculen. Bovendien speelt de extracellulaire matrix een belangrijke rol bij weefselherstel dat kan worden gebruikt als een therapeutisch doelwit.
De structuur en functie van de extracellulaire matrix
De extracellulaire matrix bestaat uit niet -cellulaire componenten in weefsels die een essentiële basis vormen voor cellulaire componenten. De structuur van de extracellulaire matrix verschilt qua samenstelling tussen weefseltypen, maar bestaat in wezen uit collageenvezels, proteoglycanen en multi-adhesieve matrixeiwitten die door cellen worden uitgescheiden.
De functies van de extracellulaire matrix omvatten:
- Vorming van een essentiële ondersteunende structuur voor cellen.
- Controle van communicatie tussen cellen.
- Scheiding van weefsels.
- Regulering van celprocessen zoals groei , migratie en differentiatie.
De extracellulaire matrix kan worden onderverdeeld in twee groepen, elk met een specifieke structuur. De eerste worden interstitiële matrices en omringende cellen genoemd, terwijl de tweede pericellulaire matrices worden genoemd en celgerelateerd zijn.
Het basismembraan is een belangrijk voorbeeld van een pericellulaire matrix die wordt gevonden tussen het functionele en bindweefsel. De structuur zorgt voor een verankeringslaag die functionele weefselcellen bij elkaar houdt. De cellen die in de extracellulaire matrix zijn ingebed, werken samen via receptoren aan het oppervlak en integreren signalen van de matrix die verband houden met hun functie.
Bovendien nemen cellen deel aan de vorming van de extracellulaire matrix door de afscheiding van matrixmacromoleculen. Dit betekent dat verschillen in de structuur van de extracellulaire matrix de biomechanische eigenschappen van het hele netwerk beïnvloeden, naast de signalen die de celrespons transformeren.
Cel-extracellulaire matrixinteracties
Cel- extracellulaire matrixadhesie wordt tot stand gebracht door de interactie van celadhesiemoleculen die binden aan het celoppervlak van de extracellulaire matrix. Integrinen zijn heterodimere moleculen die aanhechtingen produceren tussen het celoppervlak en de extracellulaire matrix.
Integrinen hebben zwakke ligandinteracties, wat betekent dat meerdere adhesies aan extracellulaire matrix-eiwitbindingsplaatsen vereist zijn. Deze zwakke interactiesterkte is bijzonder gunstig voor migrerende cellen.
Cell-extracellulaire matrixadhesies worden gevormd op twee soorten integrine-afhankelijke juncties: focale adhesies en hemidesmosomen. Focale adhesies vinden plaats op de aanhechtingsplaats van het celcytoskelet en het fibronectine glycoproteïne van de extracellulaire matrix.
Dit type hechting verankert de cel en vergemakkelijkt signalering door het plasmamembraan. Hemidesmosomen verbinden tussenliggende filamenten met de basale laminae van epitheelcellen, waardoor het epitheelweefsel een stijve structuur krijgt.
De extracellulaire matrix en weefselherstel
Het mechanisme voor het herstellen van beschadigd weefsel is afhankelijk van de extracellulaire matrix. De regulatie van celtypen in de extracellulaire matrix maakt mobilisatie mogelijk in gebieden die herbouwd weefsel vereisen.
De extracellulaire matrixeiwitten fibrine, fibronectine en collageen zorgen voor structurele integriteit tijdens de reparatie, waarbij de fibrine-fibronectine-interacties als een basis voor celadhesie en migratie. De vers afgezette extracellulaire matrix kan worden omgevormd tot normaal weefsel door de verknoping van collageenfibrillen.
De interacties tussen de cel en de extracellulaire matrix hebben ook invloed op het niveau van acute ontsteking, herepithelisatie en samentrekking wanneer weefsel is beschadigd. Deze factoren bevorderen een snelle wondsluiting, wat betekent dat belangrijke biologische reacties voor het minimaliseren van het infectierisico afhankelijk zijn van de extracellulaire matrix.
Het vermogen om cel-extracellulaire matrixinteracties lokaal te beheersen is ook een aantrekkelijk therapeutisch doelwit. De matricellulaire eiwitten die in de extracellulaire matrix worden aangetroffen, zijn een voorbeeld van een levensvatbaar doelwit. Ze leveren signalen die specifieke celactiviteiten in de wond triggeren en komen tijdens de ontwikkeling in hoge frequenties tot uiting, maar zijn afwezig in normaal volwassen weefsel. De gecontroleerde expressie van matricellulaire eiwitten tijdens wondherstel kan daarom gelokaliseerde targeting produceren.
Verder lezen
- Alle celinhoud
- Structuur en functie van de celkern
- Wat zijn organellen?
- Cilia en flagella in eukaryoten
- Mitose versus meiose
Geschreven door
Shelley Farrar Stoakes
Shelley heeft een masterdiploma in menselijke evolutie van de Universiteit van Liverpool en werkt momenteel aan haar doctoraat in de vergelijkende anatomie van primaten en menselijk skelet. Ze is gepassioneerd door wetenschap communicatie met een bijzondere focus op het rapporteren van het laatste wetenschappelijke nieuws en ontdekkingen aan een breed publiek. Naast haar onderzoek en wetenschappelijke geschriften geniet Shelley van lezen, nieuwe bands ontdekken in haar thuisstad en lange hondenwandelingen maken.
Laatst bijgewerkt op 26 februari 2019Citaten