Rediģējis Dr Giovanni Chetta
Parasti ECM sastāv no vairākām lielām biomolekulu klasēm:
- Strukturālie proteīni (kolagēns un elastīns)
- Specializētas olbaltumvielas (fibrilīns, fibronektīns, laminīns utt.)
- Proteoglikāni (agrekāni, sindekāni) un glusaminoglikāni (hialuronāni, hondroitīna sulfāti, heparāna sulfāti utt.)
Strukturālie proteīni
Kolagēni veido visvairāk pārstāvēto glikoproteīnu saimi dzīvnieku valstībā. Tie ir visplašāk sastopamie proteīni ārpusšūnu matricā (bet ne vissvarīgākie) un ir galveno saistaudu (skrimšļu, kaulu, fasciju, cīpslu, saišu) galvenās sastāvdaļas.
Ir vismaz 16 dažādi kolagēna veidi, no kuriem I, II un III tips ir visizplatītākais tipisko šķiedru līmenī (IV tips veido retikuluma veidu, kas pārstāv bazālo slāņu galveno sastāvdaļu).
Kolagēnus pārsvarā sintezē fibroblasti, bet epitēlija šūnas arī spēj tos sintezēt.
Kolagēna šķiedras nepārtraukti mijiedarbojas ar milzīgu daudzumu citu ārpusšūnu matricas molekulu, veidojot bioloģisku nepārtrauktību šūnas dzīvībai. Saistītajiem kolagēniem šķiedrās ir galvenā loma tādu struktūru veidošanā un uzturēšanā, kas spēj izturēt spriedzes spēkus, ir gandrīz neelastīga (glikozamingāni veic pretestību saspiešanai). Kaut kādā veidā kolagēns tiek ražots un atkārtoti metabolizēts atkarībā no mehāniskās slodzes un no tā izrietošās viskoelastīgās īpašības, kā mēs redzēsim punktā "Viskoelastība fascija ", kas lielā mērā ietekmē cilvēka stāju. Kā papildu pierādījums kolagēna spējai mainīties atkarībā no vides ietekmes, pieņemot, ka piem. mainīga stingrības, elastības un pretestības pakāpe, ir kolagēni, kas definēti ar terminu FACIT (Fibril Associated Collagen with Interrupt Triple helices), kas spēj funkcionēt kā proteoglikāni (aprakstīts punktā "Glikozaminoglikāni un proteoglikāni").
Kolagēna šķiedrām, pateicoties PG / GAG pārklājumam (proteoglikāni / glikozaminoglikāni), piemīt biosensoru un biovadītāju īpašības: relatīvie elektriskie lādiņi palielina spēju saistīt ūdeni un apmaiņas jonus, līdz ar to arī lielāku elektrisko jaudu.
Mēs zinām, ka jebkurš mehānisks spēks, kas spēj radīt strukturālu deformāciju, saspiež starpmolekulārās saites, radot nelielu elektrisko plūsmu, tas ir, pjezoelektriskā strāva (Athenstaedt, 1969). Šādos gadījumos kolagēna šķiedras sadala pozitīvos lādiņus uz to izliektās virsmas un negatīvos uz ieliektās, tādējādi pārvēršoties pusvadītājos (tie ļauj elektroniem plūst uz vienvirziena virsmas). Tā kā pjezoelektrisko enerģiju (kā arī termisko spriegumu radīto piroelektrisko enerģiju) cirkulējošie joni neitralizē ļoti īsā laikā (aptuveni 10-7-10-9 sekundes), PG / GAG izkārtojums uz signāla ir izšķiroša signāla izplatīšanai. fibrilu virsma, piemēram, darbojas kā elektriskā impulsa "atkārtotājs". Jo īpaši gareniskā periodiskums ir apm. 64 nm (kas zem optiskā mikroskopa parādās kā svītra) ļauj impulsa izplatīšanās ātrumam būt aptuveni 64 m / s (atbilst ātru nervu šķiedru vadīšanas ātrumam) - Rengling, 2001. Kolagēna šķiedru spēcīgais dipolārais moments un to rezonanses spēja (kopīga īpašība visām peptīdu struktūrām), kā arī zemā MEC dielektriskā konstante atvieglo elektromagnētisko signālu pārraidi. Tāpēc trīsdimensiju un visuresošajam kolagēna tīklam piemīt arī bioelektrisko signālu vadīšanas īpatnība. trīs telpas dimensijas, pamatojoties uz relatīvo izvietojumu starp kolagēna šķiedrām un šūnām, aferenta virzienā (no ECM līdz šūnām) vai, otrādi, eferenti.
Tas viss atspoguļo reālā laika MEC šūnu sakaru sistēmu, un šādi elektromagnētiskie bio signāli var izraisīt svarīgas bioķīmiskas izmaiņas, piemēram, kaulos osteoklasti nevar "sagremot" pjezoelektriski lādētu kaulu (Oschman, 2000).
Visbeidzot, jāuzsver, ka šūna, kas nav pārsteidzoši, ražo nepārtraukti un ar ievērojamiem enerģijas izdevumiem (aptuveni 70%) materiālu, kas obligāti ir jāizraida, galvenokārt izmantojot ekskluzīvu protokolagēna (kolagēna bioloģiskā prekursora) uzglabāšanu pūslīši (Albergati, 2004).
Lielākajai daļai mugurkaulnieku audu ir nepieciešama divu būtisku īpašību vienlaicīga klātbūtne: izturība un elastība. Īsts elastīgo šķiedru tīkls, kas atrodas šo audu ECM iekšpusē, pēc spēcīgas vilces ļauj atgriezties sākotnējos apstākļos.Elastīgās šķiedras spēj palielināt orgāna vai tā daļas izstiepjamību vismaz piecas reizes. Garās, neelastīgās kolagēna šķiedras mijas starp elastīgajām šķiedrām ar precīzu uzdevumu ierobežot "pārmērīgu deformāciju audu vilkšanas dēļ. L"elastīns ir elastīgo šķiedru galvenā sastāvdaļa. Tas ir ārkārtīgi hidrofobs proteīns, kura garums ir aptuveni 750 aminoskābes, jo kolagēns ir bagāts ar prolīnu un glicīnu, taču atšķirībā no kolagēna tas nav glikēts un satur daudzus hidroksiprolīna atlikumus, nevis hidroksilizilīnu. Elastīns parādās kā īsts bioķīmisks tīkls ar neregulāri trīsdimensiju formu, kas sastāv no šķiedrām un lamelēm, kas caurvij visu saistaudu ECM. Īpaši daudzos daudzumos tas ir atrodams asinsvados ar elastīgām īpašībām (tas ir ECM proteīns vairāk atrodas artērijās un veido vairāk nekā 50% no aortas kopējā sausā svara), saitēs, plaušās un ādā. Dermā, pretēji tam, kas notiek ar kolagēnu, elastīna blīvumam un tilpumam laika gaitā ir tendence palielināties, bet vecajam elastīnam parasti ir pietūkums, gandrīz pietūkums, bieži vien ar sadrumstalotu izskatu un komponenta samazināšanos. (Pasquali Rochetti et al, 2004). Gludās muskuļu šūnas un fibroblasti ir galvenie tā prekursora, tropoelastīna, ražotāji, kas izdalās ārpusšūnu telpās.
Citi raksti par tēmu "Kolagēns un elastīns, kolagēna šķiedras ārpusšūnu matricā"
- Āršūnu matrica
- Fibronektīns, glikozaminoglikāni un proteoglikāni
- Āršūnu matricas nozīme šūnu līdzsvarā
- Ārpusšūnu matricas izmaiņas un patoloģijas
- Saistaudi un ārpusšūnu matrica
- Dziļā fascija - saistaudi
- Sejas mehānoreceptori un miofibroblasti
- Dziļās fascijas biomehānika
- Stāja un dinamiskais līdzsvars
- Sasprindzinājums un spirālveida kustības
- Apakšējās ekstremitātes un ķermeņa kustība
- Balts balsts un stomatognātiskais aparāts
- Klīniskie gadījumi, stājas izmaiņas
- Klīniskie gadījumi, stāja
- Postura novērtējums - klīnisks gadījums
- Bibliogrāfija - no ārpusšūnu matricas līdz pozai. Vai savienojošā sistēma ir mūsu patiesā Deus ex machina?
