Ce este matricea extracelulară?

Matricea extracelulară determină structura și funcția țesutului printr-o rețea complexă de macromolecule.

Credit: Vshivkova / .com

Compoziția matricei extracelulare diferă între tipuri de țesuturi. Deși funcția sa principală este de a furniza o schelă esențială pentru celule, matricea extracelulară reglează, de asemenea, procesele prin controlul comunicării celulare.

Interacțiunile celula-matrice extracelulară sunt vitale pentru structura țesutului și sunt facilitate de moleculele heterodimere. Mai mult, matricea extracelulară are un rol important în repararea țesuturilor, care poate fi utilizată ca țintă terapeutică.

Structura și funcția matricei extracelulare

Matricea extracelulară este alcătuită din -componente celulare din țesuturi care formează o schelă esențială pentru constituenții celulari. Structura matricei extracelulare diferă în ceea ce privește compoziția între tipurile de țesuturi, dar este în esență alcătuită din fibre de colagen, proteoglicani și proteine ale matricei multiadezive care sunt secretate de celule.

Funcțiile matricei extracelulare includ:

1. Formarea unei structuri esențiale de sprijin pentru celule.
2. Controlul comunicării între celule.
3. Separarea țesuturilor.
4. Reglarea proceselor celulare, cum ar fi creșterea , migrare și diferențiere.

Matricea extracelulară poate fi împărțită în două grupuri, fiecare cu o structură specifică. Primele sunt numite matrici interstițiale și celule înconjurătoare, în timp ce al doilea este denumit matrici pericelulare și sunt asociate celulei.

Membrana bazală este un exemplu important de matrice pericelulară găsită între țesutul funcțional și cel conjunctiv. Structura asigură un strat de ancorare care menține celulele funcționale ale țesutului laolaltă. Celulele încorporate în matricea extracelulară interacționează prin receptori de suprafață și integrează semnale din matrice care sunt asociate cu funcția lor.

Mai mult, celulele participă la formarea matricei extracelulare prin secreția macromoleculelor matricei. Aceasta înseamnă că diferențele în structura matricei extracelulare afectează proprietățile biomecanice ale întregii rețele, în plus față de semnalele care transformă răspunsul celulei.

Interacțiunile celulă-matrice extracelulară

adeziunea matricei extracelulare se stabilește prin interacțiunea moleculelor de adeziune celulară care se leagă de suprafața celulei matricei extracelulare. Integrinele sunt molecule heterodimere care produc atașamente între suprafața celulei și matricea extracelulară.

Integrinele au interacțiuni slabe cu ligandul, ceea ce înseamnă că sunt necesare aderențe multiple la locurile de legare a proteinelor din matricea extracelulară. Această forță de interacțiune slabă este deosebit de avantajoasă pentru celulele migratoare.

Aderențele matricei extracelulare celulare se formează la două tipuri de joncțiune dependentă de integrină: aderențe focale și hemidesmosomi. Aderențele focale apar la locul de atașament al citoscheletului celular și al fibronectinei glicoproteinei din matricea extracelulară.

Acest tip de atașament ancorează celula și facilitează semnalizarea peste membrana plasmatică. Hemidesmosomii conectează filamentele intermediare la lamina bazală a celulelor epiteliale, furnizând astfel o structură rigidă țesutului epitelial.

Matricea extracelulară și repararea țesuturilor

Mecanismul pentru repararea țesutului deteriorat depinde de matricea extracelluară. Reglarea tipurilor de celule din matricea extracelulară permite mobilizarea în zonele care necesită țesut reconstruit.

Proteinele matricei extracelulare fibrină, fibronectină și colagen oferă integritate structurală în timpul reparației, interacțiunile fibrină-fibronectină acționând fundament pentru aderarea și migrarea celulelor. Matricea extracelulară proaspăt depusă poate fi remodelată pentru a forma țesut normal prin reticularea fibrilelor de colagen.

Interacțiunile dintre celulă și matricea extracelulară afectează, de asemenea, nivelul inflamației acute, re-epitelizarea și contracție atunci când țesutul este deteriorat. Acești factori promovează închiderea rapidă a plăgilor, ceea ce înseamnă că răspunsurile biologice importante pentru minimizarea riscului de infecție sunt dependente de matricea extracelulară.

Capacitatea de a controla la nivel local interacțiunile celulă-matrice extracelulară este, de asemenea, o țintă terapeutică atractivă. Proteinele matricelulare găsite în matricea extracelulară sunt un exemplu de țintă viabilă. Acestea furnizează semnale care declanșează activități celulare specifice în cadrul plăgii și sunt exprimate în frecvențe ridicate în timpul dezvoltării, dar sunt absente în țesutul adult normal. Expresia controlată a proteinelor matricelulare în timpul reparării plăgii poate produce, așadar, țintire localizată.

Lecturi suplimentare

• Tot conținutul celulei
• Structura și funcția nucleului celular
• Ce sunt organitele?
• Cilia și flagelul în eucariote
• Mitoza vs meioza

Referințe