Ekstracelularni matriks

Question 1

Šta je ekstracelularni matriks?

Answer 1

Ekstracelularni matriks je mreža intersticijalnih proteina koja sačinjava znatan dio bilo kog tkiva

Question 2

Koje su funkcije ECM?

Answer 2

Funkcije ECM su:
• mehanička podrška za sidrenje i migraciju ćelija i održavanje njihove polarizovanosti
• kontrola ćelijske proliferacije putem vezivanja i prezentacije faktora rasta, kao i signalizacije preko ćelijskih receptora iz familije integrina
• skladište za neaktivne faktore rasta
• matrica za obnovu tkiva - održavanje normalne tkivne strukture zahtijeva cjelovitost bazalne membrane ili strome između parenhimskih ćelija
• uspostavljanje tkivnog mikrookruženja

Question 3

U kojim oblicima se prezentuje ECM?

Answer 3

ECM se prezentuje u dva osnovna oblika:
1. Intersticijalni matriks
2. Bazalna membrana

Question 4

Koje su karakteristike intersticijalnog matriksa?

Answer 4

• nalazi se u intercelularnim prostorima u vezivnom tkivu, između epitela i potpornih vaskularnih struktura i glatkomišićnih ćelija u parenhimu
• sintetišu ga mezenhimalne ćelije (fibroblasti) stvarajući amorfni, trodimenzionalni gel
• glavni sastojci: fibrilarni i nefibrilarni kolagen, fibronektin, elastin, proteoglokani hijaluronati i ostali sastojci

Question 5

Koje su karakteristike bazalne membrane?

Answer 5

• visokoorganizovane lamele intersticijalnog matriksa u vezivnim tkivima oko epitelnih, endotelnih i glatkomišićnih ćelija
• sintetišu je epitelne i mezenhimalne ćelije koje leže iznad i ispod nje formirajući lamelarnu mrežu
• naziva se membrana ali je prilično porozna
• glavni sastojci: amorfni nefibrilarni kolagen tipa IV i laminin

Question 6

Koje su komponente ECM?

Answer 6

Komponente ECM su tri grupe proteina:
1. Fibrozni strukturni proteini koji daju čvrstoću na istezanje i povlačenje (kolagen i elastin)
2. Hidrofilni gelovi koji omogućavaju otpor pri stiskanju i podmazivanje (proteoglikani i hijaluron)
3. Adhezioni glikoproteini koji povezuju elemente ECM jedne sa drugima i sa ćelijama

Question 7

Kako je građen kolagen?

Answer 7

Kolageni se sastoje od tri odvojena polipeptidna lanca upletena u trostruku spiralu u obliku užeta.
• 30 vrsta kolagena

Question 8

Koje su karakteristike fibrilarnog kolagena?

Answer 8

Fibrilarni kolageni - linearne fibrile stabilizovane vodonikovim vezama koje se uspostavljaju između lanaca.
• kolagen tipa I, II, III i V
• funkcija: građa vezivnotkivnih struktura (kosti, tetive, hrskavica, krvni sudovi i koža), zacjeljivanje rana i ožiljaka
• otpor na istezanje je posljedica bočnog umrežavanja trostrukih spirala kovalentnim vezama - posttranslaciona modifikacija za koju je neophodna hidroksilacija rezidua lizina pomoću enzima lizil-oksidaze (aktivnost mu zavisi od vitamina C)

Question 9

Koje su karakteristike nefibrilarnog kolagena?

Answer 9

• izgradnja ravnih struktura bazalnih membrana (kolagen tipa IV)
• pomažu u regulaciji dijametra kolagena
• pomažu u regulaciji međusobne interakcije kolagenih vlakana putem tzv. “kolagena povezanog sa fibrilama s neprekidnim trostrukim spiralnim lancem” - FACIT (fibril-associated collagen with interrupted triple helices), kao što je kolagen tipa IX u hrskavici
• osiguravaju sidrenje bazalne membrane za vezivo ispod pločastoslojevitog epitela (kolagen tipa VII)

Question 10

Koja je uloga elastina i šta gradi?

Answer 10

• daje sposobnost tkivu da povrati svoj oblik nakon fizičke deformacije
• sastoji se od centralnog jezgra elastina kome je pridružena mreža sastavljena od fibrilina
• gradi srčane zaliske i velike krvne sudove (moraju da se akomodiraju na pulsatilni protok), matericu, kožu i ligamente

Question 11

Kako su građeni proteoglikani?

Answer 11

Proteoglikani su građeni dugih polisaharida koji se nazivaju glikozaminoglikani (keratan-sulfat i hondroitin-sulfat), koji su vezani za centralni proteinski dio. Oni su zatim povezani sa dugačkim polimerom hijaluronske kiseline koji se naziva hijaluronan.
Jako negativno naelektrisani sulfatisani ugljeni hidrant privlače katjone (Na) i obiluju molekulama vode, proizvodeći viskozan matriks sličan želatinu.

Question 12

Koja je uloga proteoglikana?

Answer 12

• stvaraju visokohidratisane gelove koji pružaju otpor na kompresiju
• u zglobnoj hrskavici formiraju sloj za podmazivanje između susjednih koštanih površina
• služe kao rezervoari za sekretovane faktore rasta
• neki proteoglikani su integralni membranski proteini koji imaju ulogu u ćelijskoj proliferaciji, migraciji i adheziji

Question 13

Šta su adhezioni glikoproteini i receptori adhezije?

Answer 13

Adhezioni glikoproteini i receptori adhezije su strukturno različiti molekuli koji su uključeni u interakciju:
• između ćelija
• između ćelija i ECM
• između samih komponenti ECM

Question 14

Šta spada u adhezione glikoproteine?

Answer 14

U adhezione glikoproteine spadaju:
• fibronektin (glavna komponenta intersticijalnog ECM)
• laminin (glavni sastojak bazalne membrane).

Question 15

Šta spada u receptore adhezije?

Answer 15

U receptore adhezije spadaju integrini ili ćelijski adhezoni molekuli (cell adhesion molecules - CAM).

Question 16

Fibronektin

Answer 16

Fibronektin - veliki heterodimer povezan disulfidnim vezama.
• nalazi se u tkivima i u plazmi
• sintetišu ga fibroblasti, monociti i endotelne ćelije
• ima specifične domene kojima se vezuje za različite komponente ECM i za integrine
• tkivni fibronektin i fibronektin plazme pri zarastanju rana formiraju nosač/matricu za naknadno taloženje ECM, angiogenezu i reepitelizaciju

Question 17

Šta je laminin i koje su mu uloge?

Answer 17

Laminin je heterodimer u obliku krsta, najobilniji glikoprotein u bazalnoj membrani
• posreduje u povezivanju za bazalnu membranu - povezuje ćelije s komponentama ECM koje leže ispod, kao što su kolagen tipa IV i heparan-sulfat
• modulira proliferaciju, diferencijaciju i pokretljivost ćelija

Question 18

Šta su integrini i koje su im uloge?

Answer 18

Integrini - velika familija transmembranskih heterodimernih glikoproteina sastavljenih od alfa i beta subjedinica.
• funkcionalno i strukturno povezuju citoskelet ćelije sa spoljašnjom sredinom - omogućavaju ćelijama da se priljube za komponente ECM (laminin i fibronektin)
• posreduju u međućelijskoj interakciji (npr. leukociti i endotel)
• imaju ključnu ulogu u agregaciji trombocita
• pričvršćuju se za komponente ECM preko tripeptidnog motiva arginin-glicin-asparaginska kiselina (RGD)
• vezivanje preko integrinskih receptora može da pokrene signalne kaskade koji utiču na kretanje ćelija, proliferaciju, oblik i diferencijaciju ćelija.