Tüm insan vücudu hücrelerden oluşur. Vücuttaki doku ve organları oluşturan hücreler birbirine bağlı değildir. Dokularda, hücrelere ek olarak, hücreleri bir kafes gibi çevreleyen ve hücreler arasındaki boşluğu dolduran, organik moleküllerden oluşan üç boyutlu bir matris vardır. hücreler arası matris fonksiyonları; Hücre yaşamını desteklemek ve hücrenin salgıladığı moleküller aracılığıyla diğer hücrelerle iletişim kurmasını sağlamak. Bu yollarla hücre çoğalmasını, farklılaşmasını ve diğer hücre tiplerine geçişini kontrol edebilir. Ayrıca matrisin üç boyutlu yapısı, içinde bulunduğu doku ve organın yapısını da belirlemektedir. Bu nedenle, hücreler arası matris biyolojik süreçler için hayati bir yapıdır.
hücreler arası matris (ECM); Tüm doku ve organlarda bulunan hücresel olmayan bir bileşendir. Sadece bir hücre kafesi görevi görmez, aynı zamanda doku oluşumu (şekli) ve farklılaşması için gerekli olan biyokimyasal sinyalleri de başlatır. ECM’nin önemi; Matriksteki proteinlerdeki anormallikler sonucu ortaya çıkan sendromların varlığı ile anlaşıldı. temelde ECM; Su, protein ve polisakaritlerden (kompleks karbonhidratlar) oluşmasına rağmen, her doku ECM’nin farklı bir bileşimini gösterir. Nitekim ECM’nin fiziksel ve biyokimyasal bileşimi sadece dokuya özgü olmayıp, bulunduğu dokularda da heterojendir.
ECM’nin hücrelere bağlanması; İntegrinler, diskodin alan reseptörleri ve sandikanlar gibi ECM reseptörleri (hücre yüzeyinde sinyal iletimini sağlayan moleküller) tarafından sağlanır. ayrıca ECM; Sıklıkla yeniden yapılandırılan dinamik bir yapıdır. Yeniden modelleme işlemi enzimatik veya enzimatik olmayabilir ve ECM yapısındaki moleküller kimyasal değişikliklere uğrayabilir. Fiziksel ve biyokimyasal özellikleri sayesinde ECM; Dokuların gerginlik ve elastikiyet gibi mekanik özelliklerini de belirler. Ek olarak ECM, sinyal iletimi sağlamak ve hücrelerde gen aktivitesini etkilemek için hücre yüzeyi reseptörleri ile etkileşime girer.
İçindekiler
ECM’nin moleküler yapısı
ECM iki ana bölümden oluşur. bu moleküller Proteoglikanlar ve lifli proteinler. majör ECM lifli proteinleri; Kolajen, elastin, fibronektin ve laminin. proteoglikanlar. Ortamdaki su miktarını düzenleme ve hücrelere bağlanma özelliğine sahiptir.
Kollajen, ECM’de en bol bulunan proteindir ve çok hücreli hayvanlarda toplam protein kütlesinin %30’unu oluşturur. ECM’nin ana yapısal bileşeni olan kollajen; Doku gerginliğini sağlar, hücre tutunmasını düzenler, hücre göçünü düzenler ve doku büyümesini kontrol eder.
ECM’deki kollajen, fibroblastlar tarafından üretilir ve salgılanır. Fibroblastlar doku gerilimini sağlamak için ürettikleri kollajeni bir matris içinde, levhalar veya kablolar şeklinde düzenleyebilirler.
Kollajen, başka bir lifli protein olan elastin ile bir arada bulunur. Elastin lifleri, stres sonrası dokuların gevşemesini sağlar. Elastin lifleri, elastin liflerinin bütünlüğü için önemli olan glikoprotein mikrofibrilleri ile kaplanmıştır.
Üçüncü bir lifli protein olan fibronektin, ECM düzenlemesinde yer alır ve hücreler arası ara bağlantıya aracılık eder. Fibronektin normal uzunluğunun birçok katına kadar uzayabilir. Fibronektin genişlemesi, hücresel davranışta değişikliklere neden olur. Bu bağlamda fibronektin, matrisin mekanik özelliklerini düzenler. Ayrıca fibronektin, gelişim sırasında hücre migrasyonu için önemlidir ve kardiyovasküler hastalık ve metastaz üzerinde etkisi vardır. Fibronektin gibi, tenasin de dahil olmak üzere diğer matris proteinleri de yara iyileşmesi sırasında fibroblastların göçü gibi hücresel davranışları etkiler.
Doku yaşlanmasının ECM üzerindeki etkisi
Dokular yaşlandıkça ECM’deki kaderin, β-katenin ve oklüdin proteinlerinin miktarı azalır ve böylece epitel hücreleri arasındaki matris bütünlüğü etkilenir. Ek olarak, gelişmiş dokularda kollajen sentezleyen fibroblastların çoğalmasının azalması yaşlanmanın bir işaretidir. Ayrıca yaşlanmaya başlayan fibroblastlar; Fibronektin, matris metaloproteinaz enzimleri, interlökinler, sitokinler ve reaktif oksijen türlerini daha büyük miktarlarda sentezler. Yaptığınız bu moleküller dokularda kronik iltihaba neden olur. Öte yandan kronik inflamasyon, matriksteki elastinin bütünlüğünü bozar ve kolajenin yapısını değiştirir. Yaşlanan dokularda kollajen lifleri. Glikozilasyon, reaktif oksijen türleri ve UV’ye maruz kalmanın bir sonucu olarak anormal şekilde çapraz bağlanır. kollajenin anormal bağlanması; Yaşlanan dokuların sertleşmesine, mekanik olarak zayıflamasına ve genç dokulara göre daha az elastik hale gelmesine neden olur.
Yara iyileşmesi ve ECM
Doku hasarı oluştuğunda yara iyileşmesi ile ilgili mekanizmalar devreye girer. Yaraya ilk tepki damar hasarına karşı fibröz pıhtı oluşumudur. Bu pıhtı, kanamayı durdurmanın yanı sıra, monositlerin (bağışıklık sisteminde bulunan bir hücre türü) hasarlı bölgeye sızmasını sağlar. Monositler ayrıca hızla makrofajlara farklılaşır. Aktif makrofajlar çok sayıda büyüme faktörü ve sitokin salgılar. bu salgılanan parçacıklar. Anjiyogenezi (yeni damarların oluşumu), fibroblast proliferasyonunu ve göçünü destekler. Bölgeye gelen fibroblastlar, kollajen ve fibronektin dahil olmak üzere birkaç matris proteini yapar. Böylece hasar gören ECM yeniden inşa edilir ve hasar gören bölge iyileşir.
ECM’nin yapısı ve önemi anlaşıldıktan sonra hücre transplantasyonu için ECM çalışmaları başlatılmıştır. Son yıllarda popülaritesi artan kök hücre (vücuttaki tüm hücre tiplerine farklılaşma yeteneğine sahip hücreler) nakli tedavisi, kök hücrelerin vücudun hasarlı bölgelerine nakledilerek dokuların onarılmasını amaçlar. Ancak bir hücre kültürlendiğinde, hücrenin yerleştirildiği dokuda hayatta kalabilmesi için çevresinde bir matrise ihtiyacı vardır. Bu nedenle, hücre kültürü için hidrojel olarak sentetik ECM’lerin tasarımı üzerine çalışmalar vardır. Böylece ECM ile ilgili çalışmalar biyoteknoloji alanında önemli bir yer edinmiştir.
kaynak:
http://jcs.biologists.org/content/123/24/4195
yazar: Ayka Olkay
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]