Από την εξωκυτταρική μήτρα στη στάση του σώματος. Είναι το συνδετικό σύστημα το πραγματικό μας Deus ex machina;

Επιμέλεια Δρ. Giovanni Chetta

Η ECM γενικά περιγράφεται ότι αποτελείται από πολλές μεγάλες κατηγορίες βιομορίων:

• Δομικές πρωτεΐνες (κολλαγόνο και ελαστίνη)
• Εξειδικευμένες πρωτεΐνες (fibrillin, fibronectin, laminin κ.λπ.)
• Πρωτεογλυκάνες (aggrecans, syndecans) και glusaminoglycans (υαλουρονάνες, θειικές χονδροϊτίνες, θειικά ηπαρά κ.λπ.)

Δομικές πρωτεΐνες

Τα κολλαγόνα αποτελούν την πιο αντιπροσωπευτική οικογένεια γλυκοπρωτεϊνών στο ζωικό βασίλειο. Είναι οι πιο παρούσες πρωτεΐνες στην εξωκυτταρική μήτρα (αλλά όχι οι πιο σημαντικές) και είναι τα θεμελιώδη συστατικά των συνδετικών ιστών (χόνδρος, οστό, περιτονία, τένοντες, σύνδεσμοι).
Υπάρχουν τουλάχιστον 16 διαφορετικοί τύποι κολλαγόνου, εκ των οποίων οι τύποι Ι, ΙΙ και ΙΙΙ είναι οι πιο παρόντες στο επίπεδο των τυπικών ινιδίων (ο τύπος IV σχηματίζει ένα είδος δικτύου που αντιπροσωπεύει το κύριο συστατικό των βασικών ελασμάτων).
Τα κολλαγόνα συντίθενται κυρίως από ινοβλάστες, αλλά τα επιθηλιακά κύτταρα είναι επίσης σε θέση να τα συνθέσουν.
Οι ίνες κολλαγόνου αλληλεπιδρούν συνεχώς με μια τεράστια ποσότητα άλλων μορίων της εξωκυττάριας μήτρας, αποτελώντας μια βιολογική συνέχεια θεμελιώδη για τη ζωή του κυττάρου. Τα σχετικά κολλαγόνα στα ινίδια παίζουν κυρίαρχο ρόλο στο σχηματισμό και τη διατήρηση δομών ικανών να αντισταθούν στις δυνάμεις τάσης, είναι σχεδόν ανελαστική (οι γλυκοζαμινκάνες εκτελούν δράση αντοχής στη συμπίεση). Κατά κάποιο τρόπο το κολλαγόνο παράγεται και μεταβολίζεται ξανά ως συνάρτηση του μηχανικού φορτίου και συνεπάγονται τις ιξωδο-ελαστικές του ιδιότητες, όπως θα δούμε στην παράγραφο "Ιξωδοελαστικότητα η περιτονία », μεγάλο αντίκτυπο στη στάση του ανθρώπου. Ως περαιτέρω απόδειξη της ικανότητας του κολλαγόνου να αλλάζει ανάλογα με τις περιβαλλοντικές επιδράσεις, υποθέτοντας π.χ. υπάρχουν μεταβλητοί βαθμοί ακαμψίας, ελαστικότητας και αντοχής, υπάρχουν κολλαγόνα, τα οποία ορίζονται με τον όρο FACIT (Fibril Associated Collagen with Interruption Triple έλικες) ικανά να λειτουργούν λειτουργικά σαν πρωτεγλυκάνες (περιγράφονται στην παράγραφο "Γλυκοζαμινογλυκάνες και πρωτεογλυκάνες").
Οι ίνες κολλαγόνου, χάρη στην επικάλυψή τους με PG / GAG (πρωτεογλυκάνες / γλυκοζαμινογλυκάνες) διαθέτουν ιδιότητες βιοαισθητήρων και βιοαγωγών: τα σχετικά ηλεκτρικά φορτία έχουν ως αποτέλεσμα μεγαλύτερη ικανότητα δέσμευσης νερού και ανταλλαγής ιόντων, επομένως μεγαλύτερη ηλεκτρική ικανότητα.
Γνωρίζουμε ότι κάθε μηχανική δύναμη ικανή να δημιουργήσει μια δομική παραμόρφωση πιέζει τους διαμοριακούς δεσμούς, παράγοντας μια μικρή ηλεκτρική ροή, δηλαδή πιεζοηλεκτρικό ρεύμα (Athenstaedt, 1969). Σε τέτοιες περιπτώσεις, οι ίνες κολλαγόνου κατανέμουν τα θετικά φορτία στην κυρτή επιφάνεια τους και τα αρνητικά στην κοίλη, μετατρέποντας έτσι σε ημιαγωγούς (επιτρέπουν τη ροή των ηλεκτρονίων στην μονόδρομη επιφάνεια τους). Δεδομένου ότι η πιεζοηλεκτρική ενέργεια (καθώς και η πυροηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από θερμικές καταπονήσεις) εξουδετερώνεται από τα ιόντα που κυκλοφορούν σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα (περίπου 10-7-10-9 δευτερόλεπτα), η διάταξη του PG / GAG στο σήμα είναι καθοριστική για τη διάδοση του σήματος.επιφάνεια των ινιδίων, όπως για να λειτουργήσει ως "επαναλήπτες" της ηλεκτρικής ώσης. Ειδικότερα, μια διαχρονική περιοδικότητα περίπου 64 nm (το οποίο κάτω από το οπτικό μικροσκόπιο εμφανίζεται ως ράβδος) επιτρέπει ταχύτητα διάδοσης της ώσης ίση με περίπου 64 m / s (που αντιστοιχεί στην ταχύτητα αγωγής των γρήγορων νευρικών ινών) - Rengling, 2001. Η ισχυρή διπολική στιγμή των ινιδίων κολλαγόνου και η ικανότητά τους συντονισμού (κοινή ιδιότητα σε όλες τις πεπτιδικές δομές), καθώς και η χαμηλή διηλεκτρική σταθερά του MEC, διευκολύνουν τη μετάδοση ηλεκτρομαγνητικών σημάτων. οι τρεις διαστάσεις του χώρου, με βάση τη σχετική διάταξη μεταξύ ινιδίων κολλαγόνου και κυττάρων, προς την προσαγωγική κατεύθυνση (από την ECM προς τα κύτταρα) ή, αντιστρόφως, εφαπτόμενη.
Όλα αυτά αντιπροσωπεύουν ένα σύστημα επικοινωνίας MEC-κυττάρων σε πραγματικό χρόνο και τέτοια ηλεκτρομαγνητικά βιο-σήματα μπορούν να οδηγήσουν σε σημαντικές βιοχημικές αλλαγές, για παράδειγμα, στα οστά, οι οστεοκλάστες δεν μπορούν να «αφομοιώσουν» πιεζοηλεκτρικά φορτισμένο οστό (Oschman, 2000).
Τέλος, πρέπει να τονιστεί ότι το κύτταρο, δεν αποτελεί έκπληξη, παράγει συνεχώς και με σημαντική δαπάνη ενέργειας (περίπου 70%) υλικού που πρέπει απαραιτήτως να αποβληθεί, κυρίως μέσω της αποκλειστικής αποθήκευσης πρωτοκολλαγόνου (βιολογικού προδρόμου κολλαγόνου) σε συγκεκριμένα κυστίδια (Albergati, 2004).

Η συντριπτική πλειοψηφία των ιστών των σπονδυλωτών απαιτεί ταυτόχρονη παρουσία δύο ζωτικών χαρακτηριστικών: τη δύναμη και την ελαστικότητα. Ένα πραγματικό δίκτυο ελαστικών ινών, που βρίσκεται μέσα στο ECM αυτών των ιστών, επιτρέπει την επιστροφή στις αρχικές συνθήκες μετά από ισχυρές έλξεις. Μακρές, ανελαστικές ίνες κολλαγόνου διασκορπίζονται μεταξύ των ελαστικών ινών με ακριβή αποστολή τον περιορισμό της "υπερβολικής παραμόρφωσης λόγω έλξης των ιστών. L"ελαστίνη αντιπροσωπεύει το κύριο συστατικό των ελαστικών ινών. Είναι μια εξαιρετικά υδρόφοβη πρωτεΐνη, περίπου 750 αμινοξέων σε μήκος, καθώς το κολλαγόνο είναι πλούσιο σε προλίνη και γλυκίνη, αλλά, σε αντίθεση με το κολλαγόνο, δεν γλυκοποιείται και περιέχει πολλά υπολείμματα υδροξυπρολίνης και όχι υδροξυλισίνη. Η ελαστίνη εμφανίζεται ως ένα πραγματικό βιοχημικό δίκτυο ακανόνιστα τρισδιάστατου σχήματος, αποτελούμενο από ίνες και φύλλα που διαπερνούν την ECM όλων των συνδετικών ιστών. Βρίσκεται σε ιδιαίτερα άφθονες ποσότητες στα αιμοφόρα αγγεία με ελαστικά χαρακτηριστικά (είναι η πρωτεΐνη της ECM περισσότερο υπάρχει στις αρτηρίες και αντιπροσωπεύει περισσότερο από το 50% του συνολικού ξηρού βάρους της αορτής), στους συνδέσμους, στον πνεύμονα και στο δέρμα. Στο χόριο, σε αντίθεση με ό, τι συμβαίνει με το κολλαγόνο, η πυκνότητα και ο όγκος της ελαστίνης τείνουν να αυξάνονται με την πάροδο του χρόνου, αλλά η παλιά ελαστίνη φαίνεται γενικά πρησμένη, σχεδόν πρησμένη, συχνά με κατακερματισμένη εμφάνιση και μείωση του συστατικού "άμορφη" (Pasquali Rochetti et al, 2004). Τα λεία μυϊκά κύτταρα και οι ινοβλάστες είναι οι κύριοι παραγωγοί του προδρόμου του, της tropoelastin, που εκκρίνεται στους εξωκυττάριους χώρους.

Άλλα άρθρα με θέμα "Κολλαγόνο και ελαστίνη, ίνες κολλαγόνου στην εξωκυτταρική μήτρα"

1. Εξωκυτταρική μήτρα
2. Φιβρονεκτίνη, Γλυκοζαμινογλυκάνες και Πρωτεογλυκάνες
3. Η σημασία της εξωκυτταρικής μήτρας στις κυτταρικές ισορροπίες
4. Αλλαγές της εξωκυτταρικής μήτρας και παθολογίες
5. Συνδετικός ιστός και εξωκυτταρική μήτρα
6. Βαθιά περιτονία - Συνδετικός ιστός
7. Φασικοί μηχανικοί υποδοχείς και μυοϊνοβλάστες
8. Βιομηχανική βαθιάς περιτονίας
9. Στάση και δυναμική ισορροπία
10. Ένταση και ελικοειδείς κινήσεις
11. Κάτω άκρα και κίνηση του σώματος
12. Υποστήριξη Breech και στοματογναθική συσκευή
13. Κλινικές περιπτώσεις, μεταβολές της στάσης του σώματος
14. Κλινικές περιπτώσεις, στάση
15. Αξιολόγηση της στάσης του σώματος - Κλινική περίπτωση
16. Βιβλιογραφία - Από την εξωκυτταρική μήτρα στη στάση του σώματος. Είναι το συνδετικό σύστημα το πραγματικό μας Deus ex machina;