Ekstracellulær matrise (ECM) refererer til alle endogene stoffer som ligger utenfor cellene i det intercellulære rommet. ECM er svært viktig for styrke og forming av vev og som bærer for blod og lymfatiske fartøy og nervefibre. Det intercellulære rommet representerer en kompleks samling av et bredt utvalg av makromolekyler som tilhører enten det flytende eller gelignende grunnmaterialet eller fibrene.
Hva er den ekstracellulære matrisen?
Alle endogene stoffer som ligger utenfor cellene i det intercellulære rommet er en del av den ekstracellulære matrisen (ECM). ECM blir også referert til som ekstracellulær matrise eller intercellulær substans. I utgangspunktet kan man skille mellom stoffer i ECM, som enten tilhører basissubstansen eller kan tilskrives forskjellige fibre. Avhengig av oppgave og vev, varierer sammensetningen av ECM sterkt. Stoffene som danner gruppen av fibre inkluderer en rekke kollagenøse, retikulære og elastiske fibre, som hver oppfyller forskjellige oppgaver og utgjør sin del av ECM i en veldig annen sammensetning avhengig av vevstype. Det amorfe grunnstoffet i ECM fyller alle gjenværende rom som en væske eller som en gel, avhengig av strukturen til det intercellulære rommet og fiberdelen av ECM. Sammensetningen av bakerstoffet er også svært differensiert avhengig av oppgavene. En stor del av DCM er dannet av glykosaminoglykaner, langkjedet polysakkarider som for det meste er bundet til proteiner i form av proteoglykaner, med unntak av hyaluronsyre. For eksempel utfører de mange oppgaver i formasjon, nedbrytning og ombygging av vev. I denne sammenheng såkalt vedheft proteiner bør også nevnes, som, som en del av EZM, tar kontakt med reseptorer av celler i komplekse prosesser.
Anatomi og struktur
Den anatomiske strukturen til ECM er veldig heterogen og avhenger av oppgavene som ECM må utføre i den tilsvarende kroppsregionen. Den fibrøse delen av ECM består hovedsakelig av kollagen proteiner, hvorav 27 er kjent, som hver er forskjellig i proteinsammensetning og varierer også i fysiologiske og mekaniske egenskaper. I hovedsak er kollagener preget av strekk styrke. kollagen fibre med en diameter på 2 til 20 mikrometer består av mange, 130 nanometer tykke kollagenfibriller. Også viktig er retikulære fibre, som danner mikroskopiske garn eller rutenett for å imøtekomme kapillærer, nervefibre, fettceller og glatte muskelceller. I motsetning til kollagen fibre, som er motstandsdyktige mot riving og ikke kan strekkes, elastiske fibre, som er laget av proteinet elastin, har den unike egenskapen til reversibel stretching. En stor del av det grunnleggende stoffet er dannet av glykosaminoglykaner - hovedsakelig i form av proteoglykaner, glykaner bundet til proteiner, hvis hovedfunksjon er å skape de nødvendige forbindelsene mellom individuelle proteiner. For eksempel brusk substans av skjøter består av glykosaminoglykaner og glykoproteiner. I motsetning til kollagener, er brusk substansen til skjøtflatene er ikke preget av strekk styrke, men med høy trykkfasthet. De hyaluronsyre inneholdt i ECM har en ekstremt høy Vann-holdingskapasitet og bidrar avgjørende til vannet balansere av vevet.
Funksjon og oppgaver
Den ekstracellulære matrisen utfører ikke bare fysiske funksjoner når det gjelder strekk- eller trykkstyrke, men griper også inn i metabolske prosesser. Gjennom et bredt utvalg av kollagenfibre tar ECM hovedansvaret for å forme organer, og det holder organer i sin tiltenkte posisjon i kroppen. Gjennom andre kollagener gir ECM strekkstyrke til alle sener og leddbånd og tredimensjonal styrke til bein. Det gir også kompresjons- og slitestyrke til overflatebruskene på friksjonsflatene på skjøter. Strekk-, trykk- og skjærstyrke er imidlertid ikke de eneste oppgavene til ECM; det er også ansvarlig for å sikre nødvendig elastisitet i vevet, slik at visse organer kan øke og redusere omkretsen etter behov uten irreversibel skade. En annen viktig oppgave er aktivering av kroppens egne reparasjonsmekanismer gjennom frigjøring av cytokiner, som har innflytelse på spredning og differensiering av celler. ECM opprettholder derfor et lager av cytokiner som kan aktiveres etter behov - for eksempel for å reparere skader. Signaltransduksjon er også en av oppgavene til den ekstracellulære matrisen. Dette refererer til frigjøring av såkalte sekundære messenger-stoffer, hvis "budskap" når celleinteriøret via spesialiserte reseptorer og aktiverer cellen til å oppføre seg på en bestemt måte eller til å starte visse metabolske prosesser. Likeledes tilhører bestemmelsen av polaritet, dvs. organisering og orientering av celler i en basal og en apikal ende, omfanget av den ekstracellulære matrisen.
Sykdommer
Det nesten uberegnelige mangfoldet av funksjoner og oppgaver som ligger i den ekstracellulære matrisen, antyder allerede at sykdomsrelaterte eller sykdomsinduserte dysfunksjoner kan oppstå med milde til alvorlige effekter. Som forårsaker og utgangspunkt for mange kroniske sykdommer opp til ondartede og livstruende prosesser, blir forstyrrelser i grunnreguleringen tildelt, som er organisert av ECM. Mange prosesser med sykdomsprogresjon, som er relatert til den grunnleggende reguleringen av ECM via frigjøring av cytokiner, er ennå ikke tilstrekkelig forstått. I mange tilfeller er en overbelastning av kjellermembraner i de berørte organene med proteiner identifisert som årsakssammenheng. For eksempel spiller disse prosessene en viktig rolle i utviklingen og utviklingen av utvidet kardiomyopati, som manifesteres ved symptomatisk hjerteforstørrelse med samtidig nedsatt pumpefunksjon. I tillegg til ervervede dysfunksjoner i ECM, er også genetisk bestemte funksjonelle anomalier i den ekstracellulære matrisen kjent, som vanligvis manifesterer seg i en mangelfull syntese av visse kollagener. Den mangelfulle kollagen syntese fører til de respektive kjente sykdomsmønstrene i de berørte organene, slik som i de sjeldne sprø bein sykdom (osteogenese imperfecta). På grunn av en genetisk anomali, osteogenese imperfecta leverer defekt kollagen for beindannelse. Som et resultat ble den bein er ekstremt sprø og misdannelser i bein og ryggrad, og andre symptomer oppstår vanligvis.
