Vad är den extracellulära matrisen?

Den extracellulära matrisen bestämmer strukturen och funktionen hos vävnaden genom ett komplext nätverk av makromolekyler.

Kredit: Vshivkova / .com

Kompositionen för den extracellulära matrisen skiljer sig mellan vävnadstyper. Även om dess huvudsakliga funktion är att tillhandahålla en väsentlig byggnadsställning för celler, reglerar den extracellulära matrisen också processer genom att kontrollera cellkommunikationen.

Cell-extracellulära matrixinteraktioner är viktiga för vävnadsstrukturen och underlättas av heterodimermolekyler. Dessutom har den extracellulära matrisen en viktig roll i vävnadsreparation som kan användas som ett terapeutiskt mål.

Strukturen och funktionen hos den extracellulära matrisen

Den extracellulära matrisen består av icke -cellulära komponenter i vävnader som bildar en väsentlig byggnadsställning för cellulära beståndsdelar. Strukturen hos den extracellulära matrisen skiljer sig åt i sammansättning mellan vävnadstyper men består väsentligen av kollagenfibrer, proteoglykaner och multiadhesiva matrisproteiner som utsöndras av celler.

Funktionerna för den extracellulära matrisen inkluderar:

1. Bildar en väsentlig stödstruktur för celler.
2. Kontroll av kommunikation mellan celler.
3. Segregerande vävnader.
4. Reglering av cellprocesser som tillväxt , migration och differentiering.

Den extracellulära matrisen kan delas in i två grupper, var och en med en specifik struktur. Den första kallas interstitiella matriser och surroundceller, medan den andra kallas pericellulära matriser och är cellassocierade.

Källarmembranet är ett viktigt exempel på en pericellulär matris som finns mellan den funktionella och bindväven. Strukturen ger ett förankringsskikt som håller funktionella vävnadsceller ihop. Cellerna inbäddade i den extracellulära matrisen interagerar genom ytreceptorer och integrerar signaler från matrisen som är associerade med deras funktion.

Dessutom deltar celler i bildandet av den extracellulära matrisen genom utsöndringen av matrismakromolekyler. Detta innebär att skillnader i strukturen för den extracellulära matrisen påverkar de biomekaniska egenskaperna hos hela nätverket utöver signalerna som omvandlar cellrespons.

Cell-extracellulära matrixinteraktioner

Cell- extracellulär matrisadhesion upprättas genom växelverkan mellan celladhesionsmolekyler som binder till cellytan hos den extracellulära matrisen. Integriner är heterodimermolekyler som producerar bindningar mellan cellytan och den extracellulära matrisen.

Integriner har svaga ligandinteraktioner vilket innebär att multipla vidhäftningar till extracellulära matrisproteinbindningsställen krävs. Denna svaga interaktionsstyrka är särskilt fördelaktig för migrerande celler.

Cell-extracellulära matrisvidhäftningar bildas vid två typer av integrinberoende korsning: fokala vidhäftningar och hemidesmosomer. Fokala vidhäftningar inträffar vid bindningsstället i cellens cytoskelet och fibronektinglykoproteinet i den extracellulära matrisen.

Denna typ av fästning förankrar cellen och underlättar signalering över plasmamembranet. Hemidesmosomer ansluter mellanliggande filament till epitelcellens basala skikt, vilket ger en styv struktur till epitelvävnad.

Den extracellulära matrisen och vävnadsreparationen

Mekanismen för att reparera skadad vävnad är beroende av extracelluarmatrisen. Reglering av celltyper inom den extracellulära matrisen möjliggör mobilisering i områden som kräver ombyggd vävnad.

De extracellulära matrisproteinerna fibrin, fibronektin och kollagen ger strukturell integritet under reparationen, med fibrin-fibronektin-interaktioner som fungerar som en grund för celladhesion och migration. Den nyligen avsatta extracellulära matrisen kan omformas för att bilda normal vävnad genom tvärbindning av kollagenfibriller.

Interaktionerna mellan cellen och den extracellulära matrisen påverkar också nivån av akut inflammation, återepitelisering och sammandragning när vävnad är skadad. Dessa faktorer främjar snabb sårförslutning, vilket innebär att viktiga biologiska reaktioner för att minimera risken för infektion är beroende av den extracellulära matrisen.

Förmågan att kontrollera cell-extracellulära matrixinteraktioner lokalt är också ett attraktivt terapeutiskt mål. De matricellulära proteinerna som finns i den extracellulära matrisen är ett exempel på ett livskraftigt mål. De ger signaler som utlöser specifika cellaktiviteter i såret och uttrycks i höga frekvenser under utveckling men saknas i normal vuxen vävnad. Det kontrollerade uttrycket av matricellulära proteiner under sårreparation kan därför producera lokal inriktning.

Ytterligare läsning

• Allt cellinnehåll
• Cellkärnans struktur och funktion
• Vad är organeller?
• Cilia och Flagella i eukaryoter
• Mitosis vs Meiosis