مكونات المطرس خارج الخلوي
المطرس خارج الخلوي (ECM) هو الشبكة غير الخلوية التي تحيط بخلايا النسيج الضام ومعظم الأنسجة الأخرى. يتكون من مكونين رئيسيين: بروتينات ليفية تمنح المطرس خصائصه الميكانيكية، ومادة أساسية مائية تتكون من بروتيوغليكانات وبروتينات سكرية تملأ المساحة المتبقية. تحدد هذه المكونات معًا قوة المطرس ومرونته وطريقة انتشار الجزيئات من خلاله، مما يجعل التركيب المتغير المركزي وراء تنوع الأنسجة الضامة.
Definition
المطرس خارج الخلوي هو شبكة من الجزيئات الكبيرة المفرزة التي تشغل الفراغ بين الخلايا، وتتألف من بروتينات ليفية (خاصة الكولاجين والإيلاستين)، وبروتيوغليكانات وغليكوز أمينوغليكانات تشكل مادة أساسية مائية، وبروتينات سكرية لاصقة مثل الفيبرونكتين واللامينين التي تتوسط ارتباط الخلية بالمطرس.
Scope
يصف هذا الموضوع مما يتكون المطرس خارج الخلوي — البروتينات الليفية، والمادة الأساسية من البروتيوغليكانات والغليكوز أمينوغليكانات، والبروتينات السكرية اللاصقة التي تربط الخلايا بالمطرس — وكيف يتم تنظيم هذه المكونات وتجديدها. يتم تناول المعالجة التفصيلية لأنواع الألياف الفردية في موضوع ألياف الكولاجين والألياف المرنة. إنه مرجع هيكلي، وليس إرشادات سريرية.
Core questions
- ما هي الفئات الجزيئية الرئيسية التي يتكون منها المطرس خارج الخلوي؟
- كيف تختلف المادة الأساسية عن المكون الليفي في التركيب والوظيفة؟
- كيف يتم تصنيع المطرس وإعادة تشكيله وتحلله باستمرار؟
Key concepts
- البروتينات الليفية (الكولاجينات، الإيلاستين)
- المادة الأساسية
- البروتيوغليكانات والغليكوز أمينوغليكانات (GAGs)
- الترطيب وخاصية التورم/ارتباط الماء
- البروتينات السكرية اللاصقة (الفيبرونكتين، اللامينين)
- الميتالوبروتيازات المطرسية وإعادة التشكيل
- المطرسوم (matrisome) (القائمة الكاملة لجزيئات المطرس)
Mechanisms
يُبنى المطرس من جزيئات تفرزها الخلايا في الفراغ المحيط. توفر البروتينات الليفية — أساسًا الكولاجينات، مع الإيلاستين حيثما تكون الحاجة إلى الارتداد — قوة الشد والمرونة. تملأ المادة الأساسية الفراغ بين الألياف، وهي عبارة عن هلام من البروتيوغليكانات (بروتينات أساسية تحمل سلاسل غليكوز أمينوغليكان طويلة وسالبة الشحنة جدًا مثل الهيالورونان، وكبريتات الكوندرويتين، وكبريتات الهيباران). تجذب الشحنات السالبة الثابتة الماء والكاتيونات، لذا فإن المادة الأساسية تكون مروية بكثافة وتقاوم الانضغاط بينما تسمح بانتشار المغذيات والغازات وجزيئات الإشارة. تربط البروتينات السكرية اللاصقة مثل الفيبرونكتين واللامينين الخلايا بالمطرس عن طريق الارتباط بكل من مكونات المطرس والإنتغرينات الموجودة على سطح الخلية، مما يدمج الإشارات الميكانيكية والكيميائية. المطرس ليس ثابتًا: يتم تصنيعه وتحلله باستمرار، مع إنزيمات مثل الميتالوبروتيازات المطرسية التي تعيد تشكيله أثناء النمو والإصلاح والتجديد.
Clinical relevance
يحدد تركيب المطرس كيفية تحمل الأنسجة للحمل، ونقل الإشارات، وإعادة التشكيل أثناء الإصلاح، لذا فإن المطرس خارج الخلوي المتغير هو موضوع متكرر في التليف، والتئام الجروح، وشيخوخة الأنسجة. إن المخزون الطبيعي من الألياف، والبروتيوغليكانات، والبروتينات السكرية اللاصقة الموصوفة هنا هو نقطة مرجعية لتفسير هذه التغيرات في العلوم الصحية. هذا المدخل وصفي وليس أساسًا للتشخيص أو العلاج.
History
وصف علماء الأنسجة منذ فترة طويلة 'المادة الأساسية' للنسيج الضام قبل معرفة كيميائها. حددت الكيمياء الحيوية في القرن العشرين البروتيوغليكانات والغليكوز أمينوغليكانات المسؤولة عن سلوكها المائي الشبيه بالهلام، والبروتينات السكرية اللاصقة مثل الفيبرونكتين التي تثبت الخلايا. في الآونة الأخيرة، تم تصنيف المطرس بشكل شامل على أنه المطرسوم (matrisome)، وهو قائمة بالمئات من البروتينات التي تشكل المطرس خارج الخلوي أو ترتبط به.
Related topics
Seminal works
- frantz-2010
- hynes-2011
- theocharis-2016
Frequently asked questions
- ما الفرق بين المادة الأساسية وألياف المطرس؟
- الألياف (الكولاجين، المرنة) هي بروتينات هيكلية غير قابلة للذوبان تمنح المطرس القوة والمرونة، بينما المادة الأساسية هي هلام مائي من البروتيوغليكانات والبروتينات السكرية التي تملأ الفراغ بين الألياف والخلايا والتي تنتشر من خلالها المواد.
- لماذا تحتفظ المادة الأساسية بكمية كبيرة من الماء؟
- تحمل سلاسل الغليكوز أمينوغليكان الخاصة بها العديد من الشحنات السالبة الثابتة التي تجذب الكاتيونات، ومعها الماء، مما ينتج عنه هلام مائي يقاوم الانضغاط ويسمح بانتشار المغذيات والإشارات.