MATRICEA MATRICEA ĂĂEXTRACELULAREXTRACELULARĂĂ

Matricea extracelularăMatricea extracelularăMatricea extracelularăMatricea extracelulară

t t lit t l l l t t d l lt t lit t l l l t t d l l totalitatea moleculelor secretate de celule totalitatea moleculelor secretate de celule şi imobilizate în spaţiul extracelularşi imobilizate în spaţiul extracelular

structură dinamicăstructură dinamică variaţiile cantitative ale componentelorvariaţiile cantitative ale componentelor variaţiile cantitative ale componentelor variaţiile cantitative ale componentelor

matriciale şi modul lor de organizare matriciale şi modul lor de organizare l ă d dl ă d drealizează o diversivitate de tipurirealizează o diversivitate de tipuri

Matricea extracelularăMatricea extracelularăMatricea extracelularăMatricea extracelulară

stabilizează structura fizică a ţesuturilorstabilizează structura fizică a ţesuturilor rol de lubrefiere amortizare a şocurilor mecanice şirol de lubrefiere amortizare a şocurilor mecanice şi rol de lubrefiere, amortizare a şocurilor mecanice şi rol de lubrefiere, amortizare a şocurilor mecanice şi

asigurarea elasticităţii ţesuturilor şi organelorasigurarea elasticităţii ţesuturilor şi organelor rol în adezivitatea celularărol în adezivitatea celulară influenţează forma celulei, proliferarea, migrarea şi influenţează forma celulei, proliferarea, migrarea şi

dezvoltarea acesteia în evoluţia embriodezvoltarea acesteia în evoluţia embrio--fetalăfetalăl t b lil t b li rol metabolicrol metabolic

prezenţa matricei conferă protecţie celulei faţă de o serie prezenţa matricei conferă protecţie celulei faţă de o serie de agenţi patogeni deoarece componentele matriceide agenţi patogeni deoarece componentele matriceide agenţi patogeni, deoarece componentele matricei de agenţi patogeni, deoarece componentele matricei sunt mult mai complexe şi stabile decât lipidele şi sunt mult mai complexe şi stabile decât lipidele şi proteinele ce edifică plasmalema.proteinele ce edifică plasmalema.

Matricea extracelularăMatricea extracelularăMatricea extracelularăMatricea extracelulară

Matricea extracelularăMatricea extracelularăMatricea extracelularăMatricea extracelulară

Componentele matricei Componentele matricei t l lt l lextracelulareextracelulare

GlicozaaminoglicaniiGlicozaaminoglicanii–– unităţi dizaharidice repetitive cu una sau mai multe molecule unităţi dizaharidice repetitive cu una sau mai multe molecule

aminoglucidice (ex. Naminoglucidice (ex. N--acetilglucozamină, Nacetilglucozamină, N--acetilgalactozamină)acetilgalactozamină)–– tipuri GAGtipuri GAG

Acidul hialuronicAcidul hialuronic Condroitin sulfatul şi dermatan sulfatulCondroitin sulfatul şi dermatan sulfatul Heparan sulfatul şi heparinaHeparan sulfatul şi heparina Heparan sulfatul şi heparina Heparan sulfatul şi heparina

Keratan sulfatulKeratan sulfatul

ProteoglicaniiProteoglicaniiProteoglicaniiProteoglicanii

Principalii proteoglicani din matrice sunt:Principalii proteoglicani din matrice sunt:–– agrecanagrecan (localizat în cartilaj)(localizat în cartilaj)–– betaglican betaglican (localizat la nivelul suprafeţei celulare şi în (localizat la nivelul suprafeţei celulare şi în

matrice)matrice)–– decorinadecorina (larg răspândită în ţesutul conjunctiv)(larg răspândită în ţesutul conjunctiv)–– perlecanperlecan (la nivelul membranei bazale)(la nivelul membranei bazale)–– serglicinaserglicina (localizată în veziculele secretorii din (localizată în veziculele secretorii din

glucide)glucide)f ff f–– sindecan Isindecan I (localizat la suprafaţa fibroblastelor şi a (localizat la suprafaţa fibroblastelor şi a

celulelor epiteliale).celulelor epiteliale).

Funcţiile PGFuncţiile PG Funcţiile PGFuncţiile PG–– sunt sunt polianionipolianioni ce tind să se agrege în prezenţa ce tind să se agrege în prezenţa

cationilor divalenţi. Această agregare determină o cationilor divalenţi. Această agregare determină o ţ g gţ g gvâscozitate mai mare utilă matricei extracelulare ce vâscozitate mai mare utilă matricei extracelulare ce înconjură articulaţiile.înconjură articulaţiile.ţi ăţi ă filt l lfilt l l l l l il l l i–– acţionează ca un acţionează ca un filtru molecularfiltru molecular moleculele mari moleculele mari

ale proteinelor şi agenţii bacterieni nu pot penetra ale proteinelor şi agenţii bacterieni nu pot penetra prin acest mediu vâscos.prin acest mediu vâscos.pp

–– pot lega pot lega molecule semnalmolecule semnal (ex. factori de creştere (ex. factori de creştere ––factorii de creştere fibroblastici sunt orientaţi către factorii de creştere fibroblastici sunt orientaţi către

t ii l d ăt PG)t ii l d ăt PG)receptorii lor de către PG).receptorii lor de către PG).–– au rol în formarea au rol în formarea aparatului de filtrare renalaparatului de filtrare renal şi şi

acţionează ca filtru molecular la nivelul membraneiacţionează ca filtru molecular la nivelul membraneiacţionează ca filtru molecular la nivelul membranei acţionează ca filtru molecular la nivelul membranei bazale glomerulare.bazale glomerulare.

ColagenulColagenulColagenulColagenult di l i b d t t i ă itt di l i b d t t i ă it este una din cele mai abundente proteine găsite este una din cele mai abundente proteine găsite

în ţesuturile animaleîn ţesuturile animalebil d i t it t ţ t ilbil d i t it t ţ t il responsabil de integritatea ţesuturilor osoase, responsabil de integritatea ţesuturilor osoase,

cartilaginoase, piele şi tendoanecartilaginoase, piele şi tendoanedi t d d l l l ldi t d d l l l l din punct de vedere molecular colagenul are din punct de vedere molecular colagenul are câteva caracteristici distincte: câteva caracteristici distincte:

ţi 2 ti i i d i i i hid ili i iţi 2 ti i i d i i i hid ili i i–– conţine 2 tipuri mai rare de aminoacizi hidroxilizina şi conţine 2 tipuri mai rare de aminoacizi hidroxilizina şi hidroxiprolina, lanţuri scurte de oligozaharide hidroxiprolina, lanţuri scurte de oligozaharide compuse numai din glucoză şi galactozăcompuse numai din glucoză şi galactozăp g ş gp g ş g

–– se poate plia şi realiza legături încrucişate pentru a se poate plia şi realiza legături încrucişate pentru a edifica forma fibrilară sau de reţea.edifica forma fibrilară sau de reţea.

Tipuri de colagenTipuri de colagenTipuri de colagenTipuri de colagen Tipul I:Tipul I: primul descoperit şi prezent în proporţia cea mai mareprimul descoperit şi prezent în proporţia cea mai mare Tipul I:Tipul I: primul descoperit şi prezent în proporţia cea mai mare primul descoperit şi prezent în proporţia cea mai mare

(90% din colagenul ţesuturilor umane), predomină în ţesuturile (90% din colagenul ţesuturilor umane), predomină în ţesuturile rigide şi conţine cantităţi mici de hidroxilizină şi carbohidraţi.rigide şi conţine cantităţi mici de hidroxilizină şi carbohidraţi.

Tipul II:Tipul II: este singurul tip prezent în cartilajul hialin şi împreună cueste singurul tip prezent în cartilajul hialin şi împreună cu Tipul II: Tipul II: este singurul tip prezent în cartilajul hialin şi împreună cu este singurul tip prezent în cartilajul hialin şi împreună cu tipul I şi în alte ţesuturi având cantităţi mari de hidroxilizină şi tipul I şi în alte ţesuturi având cantităţi mari de hidroxilizină şi carbohidraţi.carbohidraţi.

Tipul III:Tipul III: este deobicei asociat cu tipul I fiind sintetizat de este deobicei asociat cu tipul I fiind sintetizat de pp ppfibroblastele care sintetizează şi tipul I.fibroblastele care sintetizează şi tipul I.

Tipul IV: Tipul IV: este prezent la nivelul laminei bazale şi diferă de celălalte este prezent la nivelul laminei bazale şi diferă de celălalte tipuri prin prezenţa 3tipuri prin prezenţa 3--hidroxiprolinei, manozei şi acidului sialic. Nu hidroxiprolinei, manozei şi acidului sialic. Nu

t f fib l i d t fl ibil i f ă t t ă ît f fib l i d t fl ibil i f ă t t ă îpoate forma fibre lungi dar este flexibil şi formează o structură în poate forma fibre lungi dar este flexibil şi formează o structură în formă de reţea.formă de reţea.

Celelalte isotipuri de colagen reprezintă componente minore ale a Celelalte isotipuri de colagen reprezintă componente minore ale a anumitor matrici extracelulare fiecare având o serie de caracteristicianumitor matrici extracelulare fiecare având o serie de caracteristicianumitor matrici extracelulare fiecare având o serie de caracteristici anumitor matrici extracelulare fiecare având o serie de caracteristici distinctive.distinctive.

Fibronectina (Fn)Fibronectina (Fn)Fibronectina (Fn)Fibronectina (Fn) moleculă mare cu două lanţuri identice de aproximativmoleculă mare cu două lanţuri identice de aproximativ moleculă mare, cu două lanţuri identice de aproximativ moleculă mare, cu două lanţuri identice de aproximativ

2500 aminoacizi, grupaţi în câteva domenii repetitive, 2500 aminoacizi, grupaţi în câteva domenii repetitive, fiecare domeniu având roluri diferite în funcţia de fiecare domeniu având roluri diferite în funcţia de realizare a legăturilor celulă realizare a legăturilor celulă –– matricematrice

StructurăStructură–– un domeniu de legare a colagenuluiun domeniu de legare a colagenuluig gg g–– două domenii de legare a PGdouă domenii de legare a PG–– o secvenţă care se leagă la receptorul membranar o secvenţă care se leagă la receptorul membranar

fibronectinicfibronectinic

Receptorul pentru fibronectinăReceptorul pentru fibronectinăReceptorul pentru fibronectinăReceptorul pentru fibronectinăb l f ili i i t i lb l f ili i i t i l membru al familiei integrinelormembru al familiei integrinelor

proteină membranară integrală ce se găseşte în proteină membranară integrală ce se găseşte în plasmalema unui număr mare de celule (explasmalema unui număr mare de celule (explasmalema unui număr mare de celule (ex. plasmalema unui număr mare de celule (ex. muşchi, neuroni, fibroblaste, etc.)muşchi, neuroni, fibroblaste, etc.)

secvenţa peptidică de legare la acest receptorsecvenţa peptidică de legare la acest receptor secvenţa peptidică de legare la acest receptor secvenţa peptidică de legare la acest receptor este arginină este arginină –– glicină glicină –– aspartat (RDG) situată aspartat (RDG) situată la nivelul unuia din domeniile fibronectineila nivelul unuia din domeniile fibronectinei

ăă ffibronectina este importantă nu numai pentru ibronectina este importantă nu numai pentru aderarea celulelor la matrice, dar şi pentru aderarea celulelor la matrice, dar şi pentru direcţionarea migrării celulare la embrionii dedirecţionarea migrării celulare la embrionii dedirecţionarea migrării celulare la embrionii de direcţionarea migrării celulare la embrionii de vertebratevertebrate

LamininaLamininaLamininaLamininat l lă d i ităţii ifi ă l i it l lă d i ităţii ifi ă l i i este o moleculă a adezivităţii specifică laminei este o moleculă a adezivităţii specifică laminei

bazalebazale conţine o serie de domenii funcţionale în celeconţine o serie de domenii funcţionale în cele conţine o serie de domenii funcţionale în cele conţine o serie de domenii funcţionale în cele

trei lanţuri polipeptidice menţinute împreună prin trei lanţuri polipeptidice menţinute împreună prin punţi disulfidice şi aranjate în formă de cruce punţi disulfidice şi aranjate în formă de cruce

ăăp ţ ş jp ţ ş jasimetricăasimetrică

domeniile funcţionale sunt: domeniile funcţionale sunt: l l l ll l l l–– pentru legarea la colagenul IV;pentru legarea la colagenul IV;

–– legarea la heparan sulfat;legarea la heparan sulfat;–– legarea la entactină;legarea la entactină;–– legarea la entactină;legarea la entactină;–– două sau mai multe domenii pentru legarea la două sau mai multe domenii pentru legarea la

proteinele receptor de la nivelul plasmalemei.proteinele receptor de la nivelul plasmalemei.

Membrana bazalăMembrana bazalăMembrana bazalăMembrana bazală suportul flexibil al matricei extracelulare specializatesuportul flexibil al matricei extracelulare specializate suportul flexibil al matricei extracelulare specializatesuportul flexibil al matricei extracelulare specializate separă celulele epiteliale de ţesutul conjunctiv subadiacent sau separă celulele epiteliale de ţesutul conjunctiv subadiacent sau

înconjurătorînconjurător sintetizată de către celulele care se sprijină pe easintetizată de către celulele care se sprijină pe ea ddeşi compoziţia membranei bazale variază de la un ţesut la altul şieşi compoziţia membranei bazale variază de la un ţesut la altul şi ddeşi compoziţia membranei bazale variază de la un ţesut la altul şi eşi compoziţia membranei bazale variază de la un ţesut la altul şi

chiar dintrchiar dintr--o regiune la alta a membranei, principalele ei o regiune la alta a membranei, principalele ei componente sunt:componente sunt:

–– colagenul de tip IVcolagenul de tip IV–– perlecanul perlecanul ((proteoglicanul heparan sulfatproteoglicanul heparan sulfat))–– lamininalaminina şi şi entactinaentactina..

FuncFuncțțiile membranei bazaleiile membranei bazaleFuncFuncțțiile membranei bazaleiile membranei bazale Rolul de barieră selectivă a membranei bazaleRolul de barieră selectivă a membranei bazale:: înîn Rolul de barieră selectivă a membranei bazaleRolul de barieră selectivă a membranei bazale:: în în

glomerulul renal, o membranăbazală de o grosime neobişnuită glomerulul renal, o membranăbazală de o grosime neobişnuită acţionează ca un filtru molecular, împiedicând trecerea acţionează ca un filtru molecular, împiedicând trecerea macromoleculelor din sânge în urină. Se pare că proteoglicanul macromoleculelor din sânge în urină. Se pare că proteoglicanul ac o o ecu e o d sâ ge u ă Se pa e că p oteog ca uac o o ecu e o d sâ ge u ă Se pa e că p oteog ca uheparan sulfat are un rol important în această funcţie: dacă lanţurile heparan sulfat are un rol important în această funcţie: dacă lanţurile GAG sunt îndepărtate cu enzime specifice, dispar proprietăţile GAG sunt îndepărtate cu enzime specifice, dispar proprietăţile filtrante ale membranei bazale. De asemenea, membrana bazală filtrante ale membranei bazale. De asemenea, membrana bazală poate acţiona ca o barieră selectivă şi în cazul celulelor în mişcarepoate acţiona ca o barieră selectivă şi în cazul celulelor în mişcarepoate acţiona ca o barieră selectivă şi în cazul celulelor în mişcare.poate acţiona ca o barieră selectivă şi în cazul celulelor în mişcare.

Rolul membranei bazale în regenerarea tisularăRolul membranei bazale în regenerarea tisulară: : ss--a a observat că are un rol important în regenerarea tisulară după lezare. observat că are un rol important în regenerarea tisulară după lezare. Când sunt lezate ţesuturi ca muşchii nervii şi epiteliile membranaCând sunt lezate ţesuturi ca muşchii nervii şi epiteliile membranaCând sunt lezate ţesuturi ca muşchii, nervii şi epiteliile, membrana Când sunt lezate ţesuturi ca muşchii, nervii şi epiteliile, membrana bazală supravieţuieşte şi formează un suport pe care pot migra bazală supravieţuieşte şi formează un suport pe care pot migra celulele regenerate.celulele regenerate.

Rolul membranei bazale în migrarea celulelor Rolul membranei bazale în migrarea celulelor ggembrionareembrionare:: probabil că membrana bazală are un rol important în probabil că membrana bazală are un rol important în ghidajul celulelor care migrează în timpul dezvoltării embrionare.ghidajul celulelor care migrează în timpul dezvoltării embrionare.