ماتریس خارج سلولی (ECM) به تمام مواد درون زا گفته می شود که در خارج سلول ها در فضای بین سلول قرار دارند. ECM برای بسیار مهم است استحکام و شکل دادن به بافت ها و به عنوان یک حامل برای خون و لنفاوی عروق و رشته های عصبی. فضای بین سلولی مجموعه ای پیچیده از طیف گسترده ای از ماکرومولکول ها را نشان می دهد که یا به ماده زمینی مایع یا ژل مانند و یا به الیاف تعلق دارند.
ماتریس خارج سلولی چیست؟
تمام مواد درون زا که در خارج سلول ها در فضای بین سلولی قرار دارند ، بخشی از ماتریس خارج سلول (ECM) هستند. از ECM به عنوان ماده خارج سلولی یا ماده بین سلولی نیز یاد می شود. اساساً ، مواد را می توان در ECM تشخیص داد ، که یا به ماده اصلی تعلق دارند یا می توانند به الیاف مختلفی نسبت داده شوند. بسته به کار و بافت ، ترکیب ECM بسیار متفاوت است. مواد تشکیل دهنده گروه الیاف شامل انواع الیاف کلاژنی ، شبکه ای و الاستیک است که هرکدام وظایف مختلفی را انجام می دهند و بسته به نوع بافت ، بخشی از ECM خود را در یک ترکیب بسیار متفاوت تشکیل می دهند. ماده زمین بی شکل ECM بسته به ساختار فضای بین سلولی و قسمت فیبر ECM ، تمام فضاهای باقیمانده را به صورت مایع یا به صورت ژل پر می کند. ترکیب ماده زمینی نیز بسته به وظایف بسیار متفاوت است. بخش بزرگی از DCM از گلیكوزآمینو گلیكان ها با زنجیره بلند ایجاد می شود پلی ساکارید ها که بیشتر مقید به پروتئین ها به صورت پروتئوگلیکان ، به استثنای اسید هیالورونیک. به عنوان مثال ، آنها کارهای زیادی را در شکل گیری ، تخریب و بازسازی بافت ها انجام می دهند. در این زمینه ، اصطلاحاً چسبندگی نامیده می شود پروتئین ها همچنین باید ذکر شود ، که به عنوان بخشی از EZM ، در فرآیندهای پیچیده با گیرنده های سلول تماس می گیرد.
آناتومی و ساختار
ساختار تشریحی ECM بسیار ناهمگن است و به وظایفی بستگی دارد که ECM باید در ناحیه مربوطه بدن انجام دهد. قسمت فیبری ECM عمدتا از کلاژن تشکیل شده است پروتئین ها، که 27 مورد شناخته شده است ، که هر یک از نظر ترکیب پروتئین متفاوت است و همچنین از نظر خصوصیات فیزیولوژیکی و مکانیکی متفاوت است. اساساً ، کلاژن ها با کشش مشخص می شوند استحکام. کلاژن الیاف با قطر 2 تا 20 میکرومتر از تعداد زیادی فیبر کلاژن با ضخامت 130 نانومتر تشکیل شده اند. همچنین الیاف مشبک مهم هستند که شبکه های میکروسکوپی یا شبکه هایی را برای قرار دادن مویرگ ها ، رشته های عصبی ، سلول های چربی و سلول های عضلانی صاف تشکیل می دهند. بر خلاف کلاژن الیافی که در برابر پارگی مقاوم هستند و قابل کشش نیستند ، الیاف الاستیک که از پروتئین الاستین ساخته شده اند خاصیت منحصر به فرد برگشت پذیر دارند کشش. بخش عمده ای از ماده اولیه توسط گلیكوزآمینو گلیكان ها ایجاد می شود - بیشتر به صورت پروتئوگلیكان ها ، گلیكان های متصل به پروتئین ها ، كه كار اصلی آنها ایجاد ارتباطات لازم بین پروتئین های منفرد است. به عنوان مثال غضروف ماده از مفاصل از گلیکوزآمینوگلیکان ها و گلیکوپروتئین ها تشکیل شده است. در مقابل کلاژن ها ، غضروف مواد سطوح مفصلی با کشش مشخص نمی شود استحکام، اما با مقاومت فشاری بالا. اسید هیالورونیک موجود در ECM بسیار بالا است آبظرفیت نگهداری و به طور قاطع به آب کمک می کند تعادل از بافت ها
عملکرد و وظایف
ماتریس خارج سلولی نه تنها عملکردهای فیزیکی را از نظر مقاومت کششی یا فشاری انجام می دهد ، بلکه در فرآیندهای متابولیکی نیز دخالت می کند. از طریق طیف گسترده ای از فیبرهای کلاژن ، ECM مسئولیت اصلی شکل گیری اندام ها را بر عهده می گیرد و اندام ها را در موقعیت مورد نظر خود در بدن نگه می دارد. از طریق کلاژن های دیگر ، ECM مقاومت کششی را برای همه فراهم می کند تاندون ها و رباط ها و استحکام سه بعدی به استخوان ها. همچنین مقاومت فشاری و سایش غضروف های سطح روی سطوح اصطکاک را فراهم می کند مفاصل. با این حال ، مقاومت کششی ، فشاری و برشی تنها وظایف ECM نیستند. همچنین وظیفه اطمینان از خاصیت ارتجاعی لازم در بافتها را دارد تا برخی از اندامها بتوانند در صورت لزوم و بدون آسیب جبران ناپذیر ، محیط خود را کم و زیاد کنند. وظیفه مهم دیگر فعال سازی مکانیسم های ترمیم خود بدن از طریق ترشح سیتوکین ها است که در تکثیر و تمایز سلول ها تأثیر دارد. بنابراین ECM مجموعه ای از سیتوکین ها را حفظ می کند که می تواند در صورت لزوم فعال شود - به عنوان مثال ، برای ترمیم صدمات. انتقال سیگنال نیز یکی از وظایف ماتریس خارج سلول است. این به انتشار مواد به اصطلاح پیام رسان ثانویه اشاره دارد ، که "پیام" آنها از طریق گیرنده های تخصصی به داخل سلول می رسد و سلول را فعال می کند تا به روشی خاص رفتار کند یا فرایندهای متابولیکی خاصی را شروع کند. به همین ترتیب ، تعیین قطبیت ، یعنی سازماندهی و جهت گیری سلول ها به یک انتهای پایه و انتهایی ، به محدوده ماتریس خارج سلول تعلق دارد.
بیماری
تنوع تقریباً غیر قابل محاسبه عملکردها و وظایفی که بر روی ماتریس خارج سلولی مستقر شده اند ، هم اکنون نشان می دهد که اختلالات مربوط به بیماری یا ناشی از بیماری می تواند با اثرات خفیف تا شدید رخ دهد. به عنوان عامل و نقطه شروع بسیاری از بیماری های مزمن تا فرآیندهای بدخیم و تهدید کننده زندگی ، اختلالات مقررات اساسی تعیین می شود که توسط ECM سازماندهی می شود. بسیاری از فرایندهای پیشرفت بیماری ، که به تنظیم اولیه ECM از طریق ترشح سیتوکین ها مربوط می شوند ، هنوز به اندازه کافی شناخته نشده اند. در بسیاری از موارد ، اضافه بار غشای زیرین اندام های آسیب دیده با پروتئین ها به عنوان عامل ایجاد کننده شناخته شده است. به عنوان مثال ، این فرایندها نقش مهمی در ایجاد و پیشرفت گشاد شده دارند کاردیومیوپاتی، که با بزرگ شدن قلبی علامتی با عملکرد پمپ به طور همزمان مختل می شود. علاوه بر اختلالات بدست آمده ECM ، ناهنجاریهای عملکردی تعیین شده ژنتیکی ماتریس خارج سلول نیز شناخته شده است ، که معمولاً خود را در یک سنتز معیوب از برخی کلاژنها نشان می دهد. معیوب کلاژن سنتز منجر به الگوی بیماری شناخته شده مربوطه در اندام های آسیب دیده ، مانند موارد نادر می شود بیماری شکننده استخوان (استخوان سازی) به دلیل ناهنجاری ژنتیکی ، استخوان سازی کلاژن معیوب را برای تشکیل استخوان تأمین می کند. در نتیجه ، استخوان ها بسیار شکننده هستند و ناهنجاری استخوان ها و ستون فقرات و سایر علائم معمولاً رخ می دهد