מטריצה חוץ-תאית (ECM) מתייחסת לכל החומרים האנדוגניים הנמצאים מחוץ לתאים במרחב הבין-תאי. ECM חשוב מאוד עבור כוח ועיצוב רקמות וכנשא ל דם ולימפה כלי וסיבי עצב. החלל הבין-תאי מייצג אוסף מורכב של מגוון רחב של מקרומולקולות השייכות לחומר הקרקע הנוזלי או דמוי הג'ל או לסיבים.
מהי המטריצה החוץ תאית?
כל החומרים האנדוגניים הנמצאים מחוץ לתאים במרחב הבין-תאי הם חלק מהמטריצה החוץ-תאית (ECM). ה- ECM מכונה גם מטריצה חוץ-תאית או חומר בין-תאי. בעיקרון, ניתן להבחין בין חומרים ב- ECM, אשר שייכים לחומר הבסיסי או שניתן לייחס אותם לסיבים שונים. בהתאם למשימה והרקמה, הרכב ה- ECM משתנה מאוד. החומרים היוצרים את קבוצת הסיבים כוללים מגוון סיבים קולגניים, רשתיים ואלסטיים, אשר כל אחד מהם ממלא משימות שונות ומהווה את חלקו ב- ECM בהרכב שונה מאוד בהתאם לסוג הרקמה. החומר הקרקע האמורפי של ה- ECM ממלא את כל החללים הנותרים כנוזל או כג'ל, תלוי במבנה החלל הבין-תאי ובחלק הסיבים של ה- ECM. גם הרכב החומר הטחון מובחן מאוד בהתאם למשימות. חלק גדול מה- DCM נוצר מגליקוזאמינוגליקנים, בעלי שרשרת ארוכה פוליסכרידים שקשורים בעיקר ל חלבונים בצורה של פרוטאוגליקנים, למעט חומצה היאלורונית. לדוגמה, הם מבצעים משימות רבות בהיווצרות, השפלה ושיפוץ רקמות. בהקשר זה, מה שמכונה הידבקות חלבונים יש להזכיר גם, אשר כחלק מה- EZM יוצרים קשר עם קולטני התאים בתהליכים מורכבים.
אנטומיה ומבנה
המבנה האנטומי של ה- ECM הוא הטרוגני מאוד ותלוי במשימות שעל ה- ECM לבצע באזור הגוף המתאים. החלק הסיבי של ה- ECM מורכב בעיקר מקולגן חלבונים, מהם 27 ידועים, שכל אחד מהם שונה בהרכב החלבונים שלו ומשתנה גם בתכונותיו הפיזיולוגיות והמכניות. בעיקרו של דבר, קולגן מאופיין במתיחותם כוח. קולגן סיבים בקוטר של 2 עד 20 מיקרומטר מורכבים מסיבי קולגן רבים בעובי 130 ננומטר. חשובים גם הם סיבי הרשתית, היוצרים רשתות מיקרוסקופיות או רשתות כדי להכיל נימים, סיבי עצב, תאי שומן ותאי שריר חלק. בניגוד קולגן לסיבים העמידים בפני קריעה ולא ניתן למתוח אותם, לסיבים אלסטיים העשויים חלבון אלסטין יש את התכונה הייחודית של הפיכה מתיחה. חלק גדול מהחומר הבסיסי נוצר על ידי גליקוזאמינוגליקנים - בעיקר בצורה של פרוטאוגליקנים, גליקנים הקשורים לחלבונים, שתפקידם העיקרי הוא ליצור את הקשרים הנחוצים בין חלבונים בודדים. לדוגמא, ה סָחוּס חומר של המפרקים מורכב מגליקוזאמינוגליקנים וגליקופרוטאינים. בניגוד לקולגן, ה- סָחוּס חומר משטחי המפרק אינו מאופיין במתיחה כוח, אך על ידי חוזק דחיסה גבוה. ה חומצה היאלורונית הכלול ב- ECM יש גבוה במיוחד מַיִםיכולת אחזקה ותורמת באופן החלטי למים לאזן של הרקמות.
פונקציה ומשימות
המטריצה החוץ תאית מבצעת לא רק פונקציות פיזיות מבחינת חוזק מתיחה או דחיסה, אלא גם מתערבת בתהליכים מטבוליים. באמצעות מגוון רחב של סיבים קולגניים, ה- ECM לוקח אחריות ראשונית על עיצוב האיברים, והוא מחזיק איברים במצבם המיועד בגוף. באמצעות קולגן אחר, ה- ECM מספק חוזק מתיחה לכולם גידים ורצועות וכוח תלת מימדי ל עצמות. זה גם מספק את עמידות הדחיסה והבלאי של סחוסי השטח על משטחי החיכוך של המפרקים. עם זאת, חוזק מתיחה, לחיצה וגזירה אינם המשימות היחידות של ה- ECM; היא גם אחראית להבטיח את האלסטיות הדרושה ברקמות כך שאיברים מסוימים יכולים להגדיל ולהקטין את היקפם לפי הצורך ללא נזק בלתי הפיך. משימה חשובה נוספת היא הפעלת מנגנוני התיקון של הגוף באמצעות שחרור ציטוקינים, המשפיעים על התפשטותם והתמיינותם של תאים. לכן ה- ECM מקיים מלאי ציטוקינים הניתנים להפעלה לפי הצורך - למשל לתיקון. פציעות. התמרה של אותות היא גם אחת המשימות של המטריצה החוץ תאית. הכוונה לשחרור מה שמכונה חומרי מסנג'ר משניים, ש"המסר "שלהם מגיע לחלל התא באמצעות קולטנים מיוחדים ומפעיל את התא להתנהג בצורה מסוימת או להתחיל תהליכים מטבוליים מסוימים. כמו כן, קביעת הקוטביות, קרי ארגון והתמצאות של תאים לקצה בסיסי ואופי, שייכת להיקף המטריצה החוץ תאית.
מחלות
המגוון הכמעט בלתי ניתן לחישוב של פונקציות ומשימות המוטלות על המטריצה החוץ-תאית, כבר מצביע על כך שתפקוד לקוי של מחלה או מחלה יכול להופיע עם תופעות קלות עד חמורות. כגורם ונקודת מוצא של מחלות כרוניות רבות עד לתהליכים ממאירים ומסכני חיים, נקבעות הפרעות לרגולציה הבסיסית, שמארגנת ה- ECM. תהליכים רבים של התקדמות המחלה, הקשורים לוויסות הבסיסי של ה- ECM באמצעות שחרור ציטוקינים, עדיין אינם מובנים מספיק. במקרים רבים, עומס יתר של קרומי המרתף של האיברים הפגועים בחלבונים זוהה כגורם הסיבתי. לדוגמא, לתהליכים אלו תפקיד חשוב בהתפתחות ובהתקדמות של הרחבה קרדיומיופתיה, המתבטאת בהגדלת לב סימפטומטית עם פגיעה בתפקוד המשאבה בו זמנית. בנוסף לתפקוד לקוי של ה- ECM, ידועות גם אנומליות פונקציונליות נקבעות גנטית של המטריצה החוץ תאית, שבדרך כלל באות לידי ביטוי בסינתזה לקויה של קולגן מסוים. הפגום קולגן סינתזה מובילה לדפוסי המחלה הידועים בהתאמה באיברים הנגועים, כמו אצל הנדירים מחלת עצם שבירה (אוסטיאוגנזה אי שלמות). בגלל אנומליה גנטית, אוסטיאוגנזה אי שלמות מספק קולגן פגום ליצירת עצם. כתוצאה מכך, ה עצמות הם שבירים ביותר ועיוותים בעצמות ובעמוד השדרה ותסמינים אחרים מופיעים בדרך כלל.
