Uredio dr. Giovanni Chetta
ECM se općenito opisuje kao sastavljen od nekoliko velikih klasa biomolekula:
- Strukturni proteini (kolagen i elastin)
- Specijalizirani proteini (fibrilin, fibronektin, laminin itd.)
- Proteoglikani (aggrekani, sindekani) i glusaminoglikani (hijaluronani, kondroitin sulfati, heparan sulfati itd.)
Strukturni proteini
Kolageni čine najzastupljeniju obitelj glikoproteina u životinjskom svijetu. Oni su najprisutniji proteini u izvanstaničnom matriksu (ali nisu najvažniji) i temeljni su sastojci vlastitog vezivnog tkiva (hrskavica, kost, fascija, tetive, ligamenti).
Postoji najmanje 16 različitih vrsta kolagena, od kojih su tipovi I, II i III najprisutniji na razini tipičnih vlakana (tip IV čini neku vrstu retikuluma koji predstavlja glavnu komponentu bazalnih lamina).
Kolagene uglavnom sintetiziraju fibroblasti, ali epitelne stanice također ih mogu sintetizirati.
Kolagena vlakna kontinuirano stupaju u interakciju s ogromnom količinom drugih molekula izvanstaničnog matriksa, tvoreći biološki kontinuum temeljan za život stanice. Pridruženi kolageni u vlaknima imaju dominantnu ulogu u stvaranju i održavanju struktura sposobnih oduprijeti se silama napetosti, gotovo neelastičan (glukozaminglikani djeluju otporno na kompresiju). Na neki način kolagen se proizvodi i ponovno metabolizira kao funkcija mehaničkog opterećenja i njegovih viskoelastičnih svojstava, što ćemo vidjeti u odlomku "Viskoelastičnost fascija ", veliki utjecaj na čovjekovo držanje. Kao daljnja demonstracija sposobnosti kolagena da se mijenja ovisno o utjecajima okoline, pod pretpostavkom npr. promjenjivi stupnjevi krutosti, elastičnosti i otpornosti, postoje kolageni, definirani izrazom FACIT (fibrilom povezan kolagen s prekidanim trostrukim spiralama) koji mogu funkcionirati funkcionalno poput proteoglikana (opisano u odlomku "Glukozaminoglikani i proteoglikani").
Kolagenska vlakna, zahvaljujući premazu od PG / GAG (proteoglikani / glukozaminoglikani), posjeduju svojstva biosenzora i bioprovodnika: relativni električni naboji rezultiraju većom sposobnošću vezanja vode i izmjenom iona, dakle većim električnim kapacitetom.
Znamo da svaka mehanička sila sposobna generirati strukturnu deformaciju napreže međumolekularne veze stvarajući blagi električni tok, tj. piezoelektrična struja (Athenstaedt, 1969.). U takvim slučajevima, kolagenska vlakna raspoređuju pozitivne naboje na svojoj konveksnoj površini, a negativna na udubljenoj, pretvarajući se tako u poluvodiče (dopuštaju protok elektrona na svojoj jednosmjernoj površini). Budući da se piezoelektrična energija (kao i piroelektrična energija generirana toplinskim naprezanjima) neutralizira cirkulirajućim ionima u vrlo kratkom vremenu (približno 10-7-10-9 sekundi), raspored PG / GAG na signalu je odlučujuća za širenje signala, površina vlakana, tako da djeluje kao "ponavljači" električnog impulsa. Konkretno, uzdužna periodika od cca. 64 nm (što se pod optičkim mikroskopom prikazuje kao niz) omogućuje brzinu širenja impulsa jednaku oko 64 m / s (što odgovara brzini provođenja brzih živčanih vlakana) - Rengling, 2001. Snažan dipolarni moment kolagenih vlakana i njihov rezonantni kapacitet (svojstvo zajedničko svim peptidnim strukturama), kao i niska dielektrična konstanta MEC-a, olakšavaju prijenos elektromagnetskih signala. Stoga trodimenzionalna i sveprisutna kolagenska mreža također ima posebnu karakteristiku provođenja bioelektričnih signala u tri dimenzije prostora, temeljene na relativnom rasporedu između kolagenskih vlakana i stanica, u aferentnom smjeru (od ECM -a do stanica) ili, obrnuto, eferentno.
Sve to predstavlja komunikacijski sustav MEC-stanica u stvarnom vremenu i takvi elektromagnetski bio-signali mogu dovesti do važnih biokemijskih promjena, na primjer, u kostima, osteoklasti ne mogu "probaviti" piezoelektrično nabijenu kost (Oschman, 2000).
Na kraju, valja naglasiti da stanica, što nije iznenađujuće, proizvodi kontinuirano i uz znatnu potrošnju energije (oko 70%) materijala koji se mora nužno izbaciti, uglavnom isključivo skladištenjem protokolagena (biološkog prekursora kolagena) u specifičnim vezikule (Albergati, 2004.).
Velika većina tkiva kralježnjaka zahtijeva istodobnu prisutnost dviju vitalnih karakteristika: čvrstoće i elastičnosti. Prava mreža elastičnih vlakana, smještena unutar ECM -a ovih tkiva, omogućuje povratak u početne uvjete nakon snažnih trakcija.Elastična vlakna mogu povećati rastezljivost organa ili njegovog dijela za najmanje pet puta. Duga, neelastična kolagenska vlakna razbacana su između elastičnih vlakana s preciznim zadatkom ograničavanja "prekomjerne deformacije zbog vuče tkiva. L"elastina predstavlja glavnu komponentu elastičnih vlakana. To je iznimno hidrofobni protein, duljine oko 750 aminokiselina, budući da je kolagen bogat prolinom i glicinom, ali, za razliku od kolagena, nije gliciran i sadrži mnoge ostatke hidroksiprolina, a ne hidroksilzin. Elastin se pojavljuje kao prava biokemijska mreža nepravilno trodimenzionalnog oblika, sastavljena od vlakana i lamela koje prožimaju ECM svih vezivnih tkiva. Nalazi se u osobito obilnim količinama u krvnim žilama s elastičnim karakteristikama (to je protein ECM više prisutna u arterijama i predstavlja više od 50% ukupne suhe težine aorte), u ligamentima, plućima i koži. U dermisu, suprotno od onoga što se događa s kolagenom, gustoća i volumen elastina s vremenom se povećavaju, ali stari elastin općenito izgleda natečen, gotovo natečen, često s fragmentiranim izgledom i sa smanjenjem komponente. "Amorfna" (Pasquali Rochetti i sur., 2004.). Stanice glatkih mišića i fibroblasti glavni su proizvođači njegovog prekursora, tropoelastina, koji se luči u izvanstaničnim prostorima.
Ostali članci o "Kolagenu i elastinu, kolagenskim vlaknima u izvanstaničnom matriksu"
- Izvanstanični matriks
- Fibronektin, glukozaminoglikani i proteoglikani
- Važnost izvanstaničnog matriksa u staničnoj ravnoteži
- Promjene izvanstaničnog matriksa i patologije
- Vezivno tkivo i izvanstanični matriks
- Duboka fascija - vezivno tkivo
- Fascijalni mehanoreceptori i miofibroblasti
- Biomehanika dubokih fascija
- Držanje i dinamička ravnoteža
- Tensegrity i spiralni pokreti
- Donji udovi i kretanje tijela
- Potpornik za zatvaranje i stomatognatski aparat
- Klinički slučajevi, posturalne promjene
- Klinički slučajevi, držanje
- Posturalna evaluacija - klinički slučaj
- Bibliografija - Od izvanstanične matrice do držanja tijela. Je li spojni sustav naš pravi Deus ex machina?
