حرره الدكتور جيوفاني شيتا
يتم وصف ECM عمومًا على أنها تتكون من عدة فئات كبيرة من الجزيئات الحيوية:
- البروتينات الهيكلية (الكولاجين والإيلاستين)
- البروتينات المتخصصة (الفيبريلين ، الفبرونيكتين ، اللامينين ، إلخ.)
- البروتيوغليكان (aggrecans ، syndecans) و glusaminoglycans (الهيالورونان ، كبريتات شوندرويتين ، كبريتات الهيباران ، إلخ.)
البروتينات الهيكلية
تشكل الكولاجين عائلة البروتينات السكرية الأكثر تمثيلاً في المملكة الحيوانية. إنها البروتينات الأكثر تواجدًا في المصفوفة خارج الخلية (ولكنها ليست الأكثر أهمية) وهي المكونات الأساسية للأنسجة الضامة الصحيحة (الغضاريف ، العظام ، اللفافة ، الأوتار ، الأربطة).
هناك ما لا يقل عن 16 نوعًا مختلفًا من الكولاجين ، منها الأنواع الأول والثاني والثالث هي الأكثر تواجدًا على مستوى الألياف النموذجية (النوع الرابع يشكل نوعًا من الشبكة التي تمثل المكون الرئيسي للصفيحة القاعدية).
يتم تصنيع الكولاجين في الغالب بواسطة الخلايا الليفية ، لكن الخلايا الظهارية قادرة أيضًا على تصنيعها.
تتفاعل ألياف الكولاجين باستمرار مع كمية هائلة من الجزيئات الأخرى في المصفوفة خارج الخلية ، مما يشكل سلسلة بيولوجية متصلة أساسية لحياة الخلية. تلعب الكولاجين المصاحب في الألياف دورًا رئيسيًا في تكوين وصيانة الهياكل القادرة على مقاومة قوى التوتر ، كونها غير مرنة تقريبًا (يقوم الجلوكوزامينجليكان بعمل مقاومة للضغط). وبطريقة ما يتم إنتاج الكولاجين وإعادة التمثيل الغذائي كدالة للحمل الميكانيكي وخصائصه المرنة اللزجة ، كما سنرى في فقرة "مرونة اللزوجة اللفافة "، تأثير كبير على وضعية الرجل. كدليل إضافي على قدرة الكولاجين على التغيير وفقًا للتأثيرات البيئية ، على سبيل المثال. درجات متفاوتة من الصلابة والمرونة والمقاومة ، هناك كولاجين ، تم تعريفه بمصطلح FACIT (Fibril Associated Collagen with Interrupt Triple Helices) القادرة على العمل وظيفيًا مثل البروتيوغليكان (الموصوف في الفقرة "الجلوكوزامينوجليكان والبروتيوغليكان").
تمتلك ألياف الكولاجين ، بفضل طلاءها من PG / GAG (البروتيوغليكان / الجلوكوزامينوجليكان) خصائص المستشعرات الحيوية والموصلات الحيوية: تؤدي الشحنات الكهربائية النسبية إلى قدرة أكبر على ربط الماء وتبادل الأيونات ، وبالتالي قدرة كهربائية أكبر.
نحن نعلم أن أي قوة ميكانيكية قادرة على توليد تشوه هيكلي تشدد على الروابط بين الجزيئات ، مما ينتج عنه تدفق كهربائي طفيف ، وهذا هو تيار كهرضغطية (أثينشتيدت ، 1969). في مثل هذه الحالات ، توزع ألياف الكولاجين الشحنات الموجبة على سطحها المحدب والشحنات السالبة على السطح المقعر ، وبالتالي تتحول إلى أشباه موصلات (تسمح بتدفق الإلكترونات على سطحها أحادي الاتجاه). نظرًا لأن الطاقة الكهروضغطية (بالإضافة إلى الطاقة الكهروحرارية الناتجة عن الضغوط الحرارية) يتم تحييدها بواسطة الأيونات المتداولة في وقت قصير جدًا (حوالي 10-7-10-9 ثوانٍ) ، فإن ترتيب PG / GAG على الإشارة حاسم في انتشار إشارة سطح الألياف ، مثل أن تعمل بمثابة "مكررات" للنبض الكهربائي. على وجه الخصوص ، دورية طولية من تقريبا. 64 نانومتر (والتي تظهر تحت المجهر الضوئي على شكل خط) تسمح بسرعة انتشار النبضة بحوالي 64 م / ث (تقابل سرعة التوصيل للألياف العصبية السريعة) - رينجلينج ، 2001. العزم ثنائي القطب القوي لألياف الكولاجين وقدرتها على الرنين (خاصية مشتركة بين جميع الهياكل الببتيدية) ، بالإضافة إلى انخفاض ثابت العزل الكهربائي لـ MEC ، يسهل نقل الإشارات الكهرومغناطيسية.لذلك ، تمتلك شبكة الكولاجين ثلاثية الأبعاد والمنتشرة في كل مكان أيضًا خاصية مميزة لتوصيل الإشارات الكهروضوئية في الأبعاد الثلاثة للفضاء ، بناءً على الترتيب النسبي بين ألياف وخلايا الكولاجين ، في الاتجاه الوارد (من ECM إلى الخلايا) أو العكس بالعكس.
كل هذا يمثل نظام اتصال بخلايا MEC في الوقت الحقيقي ويمكن أن تؤدي مثل هذه الإشارات الحيوية الكهرومغناطيسية إلى تغييرات كيميائية حيوية مهمة ، على سبيل المثال ، في العظام ، لا تستطيع ناقضات العظم "هضم" العظام المشحونة كهرضغطية (Oschman ، 2000).
أخيرًا ، يجب التأكيد على أن الخلية ، بشكل غير مفاجئ ، تنتج باستمرار وبإنفاق كبير من الطاقة (حوالي 70٪) مادة يجب بالضرورة طردها ، غالبًا من خلال التخزين الحصري للبروتوكولاجين (السلائف البيولوجية للكولاجين) بشكل محدد الحويصلات (البرغاتي ، 2004).
تتطلب الغالبية العظمى من أنسجة الفقاريات التواجد المتزامن لخاصيتين حيويتين: القوة والمرونة. تسمح شبكة حقيقية من الألياف المرنة ، الموجودة داخل ECM لهذه الأنسجة ، بالعودة إلى الظروف الأولية بعد جر قوي.الألياف المرنة قادرة على زيادة تمدد العضو أو جزء منه بخمس مرات على الأقل. تتخلل ألياف الكولاجين الطويلة غير المرنة بين الألياف المرنة مع المهمة الدقيقة المتمثلة في الحد من "التشوه المفرط بسبب جر الأنسجة. L"الإيلاستين يمثل المكون الرئيسي للألياف المرنة. إنه بروتين كاره للماء للغاية ، يبلغ طوله حوالي 750 من الأحماض الأمينية ، حيث أن الكولاجين غني بالبرولين والجليسين ، ولكنه على عكس الكولاجين ليس غليكاتيد ويحتوي على العديد من بقايا الهيدروكسي برولين وليس الهيدروكسيليزين. يظهر الإيلاستين على شكل شبكة كيميائية حيوية حقيقية ذات شكل ثلاثي الأبعاد غير منتظم ، وتتألف من ألياف وصفائح تتخلل النسيج الضام لجميع الأنسجة الضامة. وهي موجودة بكميات وفيرة بشكل خاص في الأوعية الدموية ذات الخصائص المرنة (إنه بروتين ECM أكثر. موجود في الشرايين ويمثل أكثر من 50٪ من إجمالي الوزن الجاف للشريان الأورطي) ، في الأربطة والرئة والجلد. في الأدمة ، على عكس ما يحدث مع الكولاجين ، تميل كثافة وحجم الإيلاستين إلى الزيادة بمرور الوقت ، لكن الإيلاستين القديم يظهر بشكل عام منتفخًا ، شبه منتفخ ، غالبًا بمظهر مجزأ مع انخفاض في المكون. (باسكوالي روشتي وآخرون ، 2004). تعد خلايا العضلات الملساء والأرومات الليفية المنتجين الرئيسيين لسلائفها ، تروبولاستين ، التي تفرز في الفراغات خارج الخلية.
مقالات أخرى عن "الكولاجين والإيلاستين وألياف الكولاجين في المصفوفة خارج الخلية"
- المصفوفة خارج الخلية
- الفبرونكتين والجلوكوزامينوجليكان والبروتيوغليكان
- أهمية المصفوفة خارج الخلية في التوازن الخلوي
- تعديلات في المصفوفة خارج الخلية والأمراض
- النسيج الضام والمصفوفة خارج الخلية
- اللفافة العميقة - النسيج الضام
- المستقبلات الميكانيكية اللفافية والخلايا الليفية العضلية
- الميكانيكا الحيوية اللفافة العميقة
- الموقف والتوازن الديناميكي
- الشد والحركات الحلزونية
- الأطراف السفلية وحركة الجسم
- جهاز دعم المقعد والفم
- الحالات السريرية وتعديلات الوضعية
- الحالات السريرية ، الموقف
- التقييم الوضعي - الحالة السريرية
- ببليوغرافيا - من المصفوفة خارج الخلية إلى الموقف. هل النظام الضام هو آلةنا الحقيقية؟
