Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

4.13: De extracellulaire matrix
INHOUDSOPGAVE

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
De extracellulaire matrix
 
Deze voice-over is door de computer gegenereerd
TRANSCRIPT
* De tekstvertaling is door de computer gegenereerd

4.13: De extracellulaire matrix

Overzicht

Om de weefselorganisatie te behouden, zijn veel dierlijke cellen omgeven door structurele moleculen die de extracellulaire matrix (ECM) vormen. Samen behouden de moleculen in de ECM de structurele integriteit van weefsel en de opmerkelijke specifieke eigenschappen van bepaalde weefsels.

Samenstelling van de extracellulaire matrix

De extracellulaire matrix (ECM) bestaat gewoonlijk uit gemalen substantie, een gelachtige vloeistof, vezelachtige componenten en vele structureel en functioneel diverse moleculen. Deze moleculen omvatten polysacchariden die glycosaminoglycanen (GAG's) worden genoemd. GAG's nemen het grootste deel van de extracellulaire ruimte in en nemen vaak een groot volume in verhouding tot hun massa. Dit resulteert in een matrix die enorme compressiekrachten kan weerstaan. De meeste GAG's zijn gekoppeld aan eiwitten, waardoor proteoglycanen ontstaan . Deze moleculen houden natriumionen vast op basis van hun positieve lading en trekken daarom water aan, waardoor de ECM gehydrateerd blijft.

De ECM bevat ook stijve vezels zoals collagenen - de primaire eiwitcomponent van de ECM. Collagenen zijn de meest voorkomende eiwitten bij dieren en vormen 25 massaprocent van het eiwit. Een grote diversiteit aan collagenen met structurele overeenkomsten zorgen voor treksterkte voor veel weefsels.

Met name weefsel zoals huid, bloedvaten en longen moeten zowel sterk als rekbaar zijn om hun fysiologische rol te vervullen. Een eiwit genaamd elastine geeft bepaalde vezels de mogelijkheid om uit te rekken en terug te trekken. Fibronectine is een glycoproteïne dat belangrijk is bij celadhesie, omdat het zich rechtstreeks hecht aan eiwitten die het membraan van cellen overspannen, met name integrinen, en het membraan met de ECM verbinden. Integrin werkt ook samen met collageen, wat intracellulaire reacties kan opwekken.

Extracellulaire matrixsamenstelling is afhankelijk van het weefsel en het celtype

De samenstelling en relatieve proportie van elk van deze moleculen wordt bepaald door de locatie, fysiologische functie en aangrenzende celsoorten weefsel waarin de cellen zich bevinden. Deze specifieke moleculaire samenstelling van de ECM wordt de lokale micro-omgeving genoemd . Cellen in een bepaald weefsel scheiden moleculen af die de omringende ECM bepalen. Darmcellen synthetiseren, modificeren en scheiden bijvoorbeeld de moleculen die nodig zijn voor de matrix die hen omgeeft, terwijl osteoblasten de moleculen van de stijve ECM van menselijk bot genereren. Deze diversiteit in ECM-samenstelling in verschillende weefsels creëert bijzondere eigenschappen op basis van hun unieke rol en functie.

Extracellulaire matrix kan worden betrokken bij celcommunicatie

Het is aangetoond dat de interactie tussen cellen en de lokale ECM ook een intracellulaire impact heeft. Krachten op transmembraan-integrinemoleculen kunnen bijvoorbeeld resulteren in activering van het intracellulaire actomyosinenetwerk. Dit kan celmigratie, deling en andere cellulaire reacties bevorderen. Sommige van deze reacties omvatten veranderingen in genexpressie end-cel signalering cascades. Evenzo kan integrine intracellulaire informatie naar de buitenkant van de cel communiceren. Bovendien is bekend dat ECM signaalmoleculen bindt, die kunnen worden vrijgegeven bij ECM-afbraak.

Herinrichting van de extracellulaire matrix

Dierlijke cellen moeten de capaciteit hebben om de ECM af te breken en te hermodelleren. Dit geldt in het bijzonder bij weefselherstel en -groei. Bijgevolg bezitten cellen doorgaans de enzymen die nodig zijn om de ECM af te breken. Deze enzymen omvatten matrix metalloproteasen (MMP's) die samenwerken met andere enzymen om eiwitten zoals collageen en fibronectine af te breken. ECM-afbraak en hermodellering is belangrijk bij gezonde weefselgroei inclusief vertakking van bloedvaten. Aan de andere kant draagt ECM-hermodellering ook bij aan de uitzaaiing van kankercellen terwijl ze zich door het lichaam verspreiden.


Aanbevolen Lectuur

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter