เรียบเรียงโดย ดร.จิโอวานนี เชตตา
โดยทั่วไปแล้ว ECM จะอธิบายว่าประกอบด้วยโมเลกุลชีวโมเลกุลขนาดใหญ่หลายกลุ่ม:
- โปรตีนโครงสร้าง (คอลลาเจนและอีลาสติน)
- โปรตีนเฉพาะทาง (ไฟบริลลิน, ไฟโบรเนกติน, ลามินิน เป็นต้น)
- โปรตีโอไกลแคน (aggrecans, syndecans) และ glusaminoglycans (hyaluronans, chondroitin sulphates, heparan sulphates เป็นต้น)
โปรตีนโครงสร้าง
คอลลาเจนเป็นตระกูลไกลโคโปรตีนที่มีตัวแทนมากที่สุดในอาณาจักรสัตว์ เป็นโปรตีนที่มีอยู่มากที่สุดในเมทริกซ์นอกเซลล์ (แต่ไม่ใช่ที่สำคัญที่สุด) และเป็นองค์ประกอบพื้นฐานของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่เหมาะสม (กระดูกอ่อน กระดูก พังผืด เส้นเอ็น เอ็น)
คอลลาเจนมีอย่างน้อย 16 ชนิด โดยประเภท I, II และ III มีอยู่มากที่สุดในระดับของเส้นใยทั่วไป (ประเภท IV จะสร้างเรติคูลัมชนิดหนึ่งที่แสดงถึงองค์ประกอบหลักของลามิเนพื้นฐาน)
คอลลาเจนส่วนใหญ่สังเคราะห์โดยไฟโบรบลาสต์ แต่เซลล์เยื่อบุผิวก็สามารถสังเคราะห์พวกมันได้เช่นกัน
เส้นใยคอลลาเจนมีปฏิสัมพันธ์อย่างต่อเนื่องกับโมเลกุลอื่น ๆ ของเมทริกซ์นอกเซลล์จำนวนมหาศาลซึ่งเป็นพื้นฐานของความต่อเนื่องทางชีววิทยาสำหรับชีวิตของเซลล์คอลลาเจนที่เกี่ยวข้องในเส้นใยมีบทบาทสำคัญในการก่อตัวและการบำรุงรักษาโครงสร้างที่สามารถต้านทานแรงตึงได้ เกือบจะไม่ยืดหยุ่น (glucosaminglycans ทำหน้าที่ต่อต้านการบีบอัด) ในทางใดทางหนึ่งคอลลาเจนจะถูกผลิตและเผาผลาญใหม่ตามหน้าที่ของภาระทางกลและคุณสมบัติการยืดหยุ่นของความหนืดของมันนำมาซึ่งเราจะเห็นในย่อหน้า "Viscoelasticity of พังผืด" ผลกระทบอย่างมากต่อท่าทางของมนุษย์ เป็นการสาธิตเพิ่มเติมถึงความสามารถของคอลลาเจนในการเปลี่ยนแปลงตามอิทธิพลของสิ่งแวดล้อม เช่น องศาของความแข็งแกร่ง ความยืดหยุ่น และความต้านทานที่เปลี่ยนแปลงได้ มีคอลลาเจนซึ่งกำหนดด้วยคำว่า FACIT (Fibril Associated Collagen with Interrupted Triple helices) ที่สามารถทำงานได้เหมือนโปรตีโอไกลแคน (อธิบายไว้ในย่อหน้า "Glucosaminoglycans และ proteoglycans")
เส้นใยคอลลาเจนจากการเคลือบ PG / GAG (โปรตีโอไกลแคน / กลูโคซามิโนไกลแคน) มีคุณสมบัติของไบโอเซนเซอร์และสารตัวนำชีวภาพ: ประจุไฟฟ้าสัมพัทธ์ส่งผลให้สามารถจับน้ำและแลกเปลี่ยนไอออนได้มากขึ้น จึงมีความจุไฟฟ้ามากขึ้น
เรารู้ว่าแรงทางกลใดๆ ที่สามารถสร้างการเสียรูปเชิงโครงสร้างจะเน้นที่พันธะระหว่างโมเลกุล ทำให้เกิดฟลักซ์ไฟฟ้าเล็กน้อย นั่นคือ กระแสเพียโซอิเล็กทริก (Athenstaedt, 1969). ในกรณีเช่นนี้ เส้นใยคอลลาเจนจะกระจายประจุบวกบนพื้นผิวนูนและประจุลบบนเว้า ซึ่งจะกลายเป็นเซมิคอนดักเตอร์ (ทำให้อิเล็กตรอนไหลบนพื้นผิวทางเดียวได้) เนื่องจากพลังงานเพียโซอิเล็กทริก (เช่นเดียวกับพลังงานไพโรอิเล็กทริกที่เกิดจากความเครียดจากความร้อน) ถูกทำให้เป็นกลางโดยไอออนที่หมุนเวียนในระยะเวลาอันสั้น (ประมาณ 10-7 - 10-9 วินาที) การจัดเรียงของ PG / GAG บนสัญญาณ เป็นตัวชี้ขาดในการแพร่กระจายของสัญญาณ พื้นผิวของเส้นใย เช่น ทำหน้าที่เป็น "ตัวทำซ้ำ" ของแรงกระตุ้นไฟฟ้า โดยเฉพาะคาบตามยาวประมาณ 64 นาโนเมตร (ซึ่งภายใต้กล้องจุลทรรศน์แบบออปติคัลปรากฏเป็นริ้ว) ให้ความเร็วการขยายพันธุ์ของแรงกระตุ้นเท่ากับประมาณ 64 m / s (สอดคล้องกับความเร็วการนำของเส้นใยประสาทเร็ว) - Rengling, 2001 ช่วงเวลาขั้วขั้วที่แข็งแกร่งของเส้นใยคอลลาเจน (คุณสมบัติทั่วไปของโครงสร้างเปปไทด์ทั้งหมด) เช่นเดียวกับค่าคงที่ไดอิเล็กตริกต่ำของ MEC ช่วยในการส่งสัญญาณแม่เหล็กไฟฟ้า ดังนั้น เครือข่ายคอลลาเจนสามมิติที่แพร่หลายจึงมีลักษณะเฉพาะของการนำสัญญาณไฟฟ้าชีวภาพใน สามมิติของพื้นที่ โดยอิงจากการจัดเรียงสัมพันธ์ระหว่างเส้นใยคอลลาเจนและเซลล์ ในทิศทางของอวัยวะ (จาก ECM ไปยังเซลล์) หรือในทางกลับกัน
ทั้งหมดนี้แสดงถึงระบบการสื่อสารของเซลล์ MEC แบบเรียลไทม์ และสัญญาณชีวภาพทางแม่เหล็กไฟฟ้าดังกล่าวสามารถนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงทางชีวเคมีที่สำคัญ ตัวอย่างเช่น ในกระดูก เซลล์สร้างกระดูกไม่สามารถ "ย่อย" กระดูกที่มีประจุเพียโซอิเล็กทริกได้ (Oschman, 2000)
สุดท้ายนี้ ควรเน้นว่า ไม่น่าแปลกใจเลยที่เซลล์จะผลิตวัสดุอย่างต่อเนื่องและใช้พลังงานมาก (ประมาณ 70%) ซึ่งจำเป็นต้องถูกขับออก ส่วนใหญ่ผ่านการจัดเก็บเฉพาะของ protocollagen (สารตั้งต้นทางชีวภาพของคอลลาเจน) โดยเฉพาะ ถุงน้ำ (Albergati , 2004).
เนื้อเยื่อของสัตว์มีกระดูกสันหลังส่วนใหญ่ต้องการลักษณะสำคัญสองประการพร้อมกัน ได้แก่ ความแข็งแรงและความยืดหยุ่น เครือข่ายของเส้นใยยืดหยุ่นที่แท้จริงซึ่งอยู่ภายใน ECM ของเนื้อเยื่อเหล่านี้ช่วยให้กลับสู่สภาวะเริ่มต้นหลังจากการลากอย่างแรง เส้นใยยืดหยุ่นสามารถเพิ่มการยืดขยายของอวัยวะหรือส่วนหนึ่งของอวัยวะได้อย่างน้อย 5 เท่า เส้นใยคอลลาเจนที่มีความยาวและไม่ยืดหยุ่นจะกระจายตัวอยู่ระหว่างเส้นใยยืดหยุ่น โดยมีหน้าที่จำกัด "การเสียรูปที่มากเกินไปเนื่องจากการดึงเนื้อเยื่อ L"อีลาสติน แสดงถึงองค์ประกอบหลักของเส้นใยยืดหยุ่น มันเป็นโปรตีนที่ไม่ชอบน้ำอย่างยิ่ง มีความยาวประมาณ 750 กรดอะมิโน เนื่องจากคอลลาเจนอุดมไปด้วยโพรลีนและไกลซีน แต่ไม่เหมือนกับคอลลาเจน มันไม่ได้ถูก glycated และมีสารตกค้างของไฮดรอกซีโพรลีนจำนวนมากและไม่ใช่ไฮดรอกซีไลซีน อีลาสตินปรากฏเป็นเครือข่ายทางชีวเคมีจริงที่มีรูปร่างสามมิติไม่สม่ำเสมอประกอบด้วยเส้นใยและแผ่นที่แทรกซึม ECM ของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันทั้งหมด พบได้ในปริมาณมากโดยเฉพาะในหลอดเลือดที่มีลักษณะยืดหยุ่น (เป็นโปรตีนของ ECM มากกว่า มีอยู่ในหลอดเลือดแดงและคิดเป็นมากกว่า 50% ของน้ำหนักแห้งทั้งหมดของหลอดเลือดแดงเอออร์ตา) ในเอ็น ในปอด และในผิวหนัง ในชั้นหนังแท้ ตรงกันข้ามกับสิ่งที่เกิดขึ้นกับคอลลาเจน ความหนาแน่นและปริมาตรของอีลาสตินมักจะเพิ่มขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป แต่โดยทั่วไปแล้ว อีลาสตินเก่าจะมีลักษณะบวม เกือบบวม มักมีลักษณะเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อยและมีส่วนประกอบลดลง "อสัณฐาน" (Pasquali Rochetti et al, 2004). เซลล์กล้ามเนื้อเรียบและไฟโบรบลาสต์เป็นผู้ผลิตรายใหญ่ของสารตั้งต้น tropoelastin ซึ่งหลั่งออกมาในช่องว่างนอกเซลล์
บทความอื่นๆ เกี่ยวกับ "คอลลาเจนและอีลาสติน เส้นใยคอลลาเจนในเมทริกซ์นอกเซลล์"
- เมทริกซ์นอกเซลล์
- Fibronectin, Glucosaminoglycans และ Proteoglycans
- ความสำคัญของเมทริกซ์นอกเซลล์ในสมดุลของเซลล์
- การเปลี่ยนแปลงของเมทริกซ์นอกเซลล์และพยาธิสภาพ
- เนื้อเยื่อเกี่ยวพันและเมทริกซ์นอกเซลล์
- พังผืดลึก - เนื้อเยื่อเกี่ยวพัน
- ตัวรับกลไก Fascial และ myofibroblasts
- ชีวกลศาสตร์ของพังผืดลึก
- ท่าทางและความสมดุลแบบไดนามิก
- ความตึงและการเคลื่อนที่เป็นเกลียว
- แขนขาส่วนล่างและการเคลื่อนไหวของร่างกาย
- การสนับสนุนก้นและเครื่องมือ stomatognathic
- กรณีทางคลินิก การเปลี่ยนแปลงทรงตัว
- กรณีทางคลินิกท่าทาง
- การประเมินท่าทาง - กรณีทางคลินิก
- บรรณานุกรม - จากเมทริกซ์นอกเซลล์ไปจนถึงท่าทาง ระบบเชื่อมต่อคือ Deus ex machina ที่แท้จริงของเราหรือไม่?
