细胞外基质:结构,功能与疾病

细胞外基质(ECM)是指位于细胞间空间中细胞外的所有内源性物质。 ECM对于 实力 和组织的形状,并作为载体 血液 和淋巴的 船舶 和神经纤维。 细胞间空间代表了多种大分子的复杂集合,这些大分子属于液体或凝胶状研磨物质或纤维。

什么是细胞外基质?

位于细胞间空间中细胞外部的所有内源性物质都是细胞外基质(ECM)的一部分。 ECM也称为细胞外基质或细胞间物质。 基本上,可以在ECM中区分属于基本物质或可以归因于各种纤维的物质。 根据任务和组织,ECM的组成变化很大。 形成纤维组的物质包括各种胶原,网状和弹性纤维,每一种都完成不同的任务,并根据组织的类型以非常不同的组成形成ECM的一部分。 ECM的无定形研磨物质根据细胞间空间和ECM纤维部分的结构,以液体或凝胶形式填充所有残留空间。 研磨物质的组成也根据任务而高度不同。 DCM的大部分由长链糖胺聚糖形成 多糖 大部分都绑定到 蛋白质 以蛋白聚糖的形式存在,但以下情况除外 玻尿酸。 例如,它们在组织的形成,降解和重塑中执行许多任务。 在这种情况下,所谓的粘附 蛋白质 还应该提到,作为EZM的一部分,它在复杂的过程中与细胞的受体接触。

解剖结构

ECM的解剖结构非常不同,并且取决于ECM必须在相应的身体区域执行的任务。 ECM的纤维部分主要由胶原蛋白组成 蛋白质已知其中的27种,每种蛋白质的蛋白质组成不同,并且其生理和机械特性也不同。 本质上,胶原蛋白的特征在于其拉伸性 实力. 胶原蛋白 直径为2到20微米的纤维由许多130纳米厚的胶原纤维组成。 网状纤维也很重要,它形成微观的网状或网格状,以容纳毛细血管,神经纤维,脂肪细胞和平滑肌细胞。 不像 胶原 弹性纤维由蛋白质弹性蛋白制成,具有抗撕裂性和不可拉伸性,具有可逆的独特特性 伸展。 基本物质的很大一部分是由糖胺聚糖形成的-主要是蛋白聚糖的形式,即与蛋白质结合的聚糖,其主要功能是在各个蛋白质之间建立必要的连接。 例如, 软骨 的实质 关节 由糖胺聚糖和糖蛋白组成。 与胶原蛋白相比, 软骨 关节表面的实质不是以拉伸为特征的 实力,但具有较高的抗压强度。 这 玻尿酸 ECM中包含的极高 保持能力并为水做出决定性的贡献 平衡 组织。

功能与任务

细胞外基质不仅在抗张强度或抗压强度方面执行物理功能,而且还参与代谢过程。 通过各种胶原纤维,ECM负责塑造器官,并将器官保持在体内的预定位置。 通过其他胶原蛋白,ECM为所有皮肤提供抗张强度 韧带和三维强度 骨头。 它还提供了在摩擦表面上的表面软骨的抗压性和耐磨性。 关节。 但是,抗拉,抗压和抗剪强度不是ECM的唯一任务; 它还负责确保组织中必要的弹性,以便某些器官可以根据需要增大和减小其周长而不会造成不可逆转的损伤。 另一个重要的任务是通过释放细胞因子来激活人体自身的修复机制,这会影响细胞的增殖和分化。因此,ECM保留了可以根据需要激活的细胞因子储备,例如修复受伤。 信号转导也是细胞外基质的任务之一。 这是指释放所谓的第二信使物质,其“信息”通过专门的受体到达细胞内部,并激活细胞以某种方式起作用或开始某些代谢过程。 同样,极性的确定,即细胞向基端和顶端的组织和取向,也属于细胞外基质的范围。

疾病

细胞外基质所具有的几乎不可估量的各种功能和任务已经表明,与疾病相关或由疾病引起的功能障碍可能会发生,并具有轻度至严重的作用。 作为许多慢性疾病直到恶性和威胁生命的过程的起因和起点,分配了由ECM组织的对基本调节的干扰。 尚未充分了解许多疾病进展过程,这些过程与通过细胞因子释放而对ECM的基本调节有关。 在许多情况下,已确定受影响的器官的基膜超载蛋白质是致病因素。 例如,这些过程在扩张的发生和发展中起着重要的作用。 心肌病,表现为有症状的心脏增大,同时泵功能受损。 除了获得性的ECM功能障碍之外,还已知遗传学上确定的细胞外基质功能异常,其通常表现为某些胶原蛋白的合成有缺陷。 不良品 胶原 合成会在受影响的器官(例如罕见的器官)中导致相应的已知疾病模式 脆性骨病 (成骨不全)。 由于遗传异常, 成骨不全 提供有缺陷的胶原蛋白以形成骨骼。 结果, 骨头 极易碎,通常会出现骨骼和脊柱变形等症状。