Extrazelluläre Matrix: Aufbau und Funktion von Bindegewebe

3. Elastin: Allgemeines und Konzepte: Protein, faser- und unlöslicher, strukturelles Protein, das als Tropoelastin synthetisiert wird. Zusammensetzung: Glycin, Prolin und Lysin. Die Elastogenese beinhaltet die Bildung von Quervernetzungen zwischen Tropoelastin-Molekülen, was zur Bildung von Desmosin, Isodesmosin und Lysinonorleucin führt. Elastische Fasern: Die Bildung umfasst die Interaktion von Elastin mit Fibrillin-Mikrofibrillen. Auf diese Weise wird das sezernierte Elastin um Fibrillin herum organisiert, abgelagert und zu individuellen Fasern. Eigenschaften: physikalisch dehnbar, elastisch. Sie können als Bänder, Platten oder Faszikel dargestellt werden. Sie färben sich mit Spezialfärbungen mit + oder - und zeigen eine homogene, elektronendichte Struktur, die durch Mikrofibrillen aus Tropoelastin gebildet wird.

4. Fibronektin: Faserbildendes Glykoprotein, das aus zwei Ketten besteht, die durch Disulfidbrücken verbunden sind. Es erscheint in Form von Aggregaten. Mechanismen der Zelladhäsion und Zellmigration während der embryonalen Entwicklung. Fähigkeit, die verschiedenen Bestandteile von Geweben wie Kollagen und Heparin zu binden. In der Zellmembran gibt es Rezeptoren der Gruppe der Integrine, die an Fibronektin binden. Es ist an der Orientierung der Kollagenfasern und der Anordnung der makromolekularen Proteoglykane beteiligt.

b) Glykosaminoglykane und Proteoglykane:

Glykosaminoglykane: Sie bestehen aus langen, unverzweigten Polysacchariden, die aus wiederholten Disaccharideinheiten aufgebaut sind. Sie enthalten sulfatierte Aminozucker und Carboxylgruppen. Da sie stark negativ geladen sind, ziehen sie Na⁺-Kationen an. Die hohe Konzentration an Na⁺ und die Hydrophilie der GAGs führen zu einer Struktur, die Wasser bindet und so kompakte Gewebe bildet. Dies trägt zur Widerstandsfähigkeit gegen Druckkräfte sowie zur Turgeszenz bei. Man unterscheidet 7 Gruppen von GAGs: Hyaluronsäure, Chondroitin-4-Sulfat, Chondroitin-6-Sulfat, Dermatansulfat, Keratansulfat, Heparansulfat und Heparin.

Proteoglykane: Makromoleküle, die sehr große Domänen besetzen. Der Kern besteht aus Proteinen, an die GAGs gebunden sind, die sich in alle Richtungen ausbreiten. Sie erleichtern die räumliche Organisation, die Belastbarkeit und die selektive Verbreitung von Molekülen. Ihre Verteilung und Größe sind an die spezifischen Anforderungen des Gewebes angepasst.

c) Strukturproteine der extrazellulären Matrix:

1. Laminin: Glykoprotein, das aus drei polypeptidischen Ketten gebildet wird und ein kreuzförmiges Molekül darstellt. Es bildet keine Fasern. Es ist einer der Hauptbestandteile der Basallamina. Es wird von den meisten Zellen, insbesondere Epithelzellen, synthetisiert. Es ermöglicht die Interaktion zwischen Zellen und Matrix.

2. Entactin: Glykoprotein, das Sulfat enthält und Teil der Basallamina ist. Es wird von den meisten Zellen, insbesondere Epithelzellen, synthetisiert. Es besitzt Bindungsstellen für Laminin und Kollagen Typ IV und fungiert als Verbindungsprotein.

3. Tenascin: Nicht-fibrilläres, polypeptidisches Glykoprotein, das aus sechs Untereinheiten aufgebaut ist. Strukturell ähnelt es einer Spinne, deren Beine radial ausgerichtet sind. Es wird vor allem in embryonalen Geweben exprimiert. Es ist an der Zelladhäsion beteiligt und spielt eine wichtige Rolle bei der Zellmigration.

D) Andere Stoffe: Wasser, Ionen und Mineralsalze, Proteine, Abbauprodukte, Vitamin C usw.

Extrazelluläre spezialisierte Matrix: Basallamina:

* Konzept: Spezialisierte, dünne Schicht, die in Verbindung mit zellulären Elementen synthetisiert wird. Sie unterstützt alle Stammzellen, Epithelzellen, Fettzellen, Muskelzellen und Schwann-Zellen. Sie grenzt an das Stroma-, Parenchym- und Gewebe an.

* Zusammensetzung: Kollagen Typ IV, Fibronektin, Proteoglykane, Glykoproteine mit Kreuzstruktur.

* Molekulare Struktur: Kollagen Typ IV bildet Blätter, die übereinander gestapelt sind und eine polygonale Struktur bilden, die als Gerüst für die übrigen Komponenten dient.

* Mikroskopische Struktur: Unter dem Mikroskop erscheint sie als homogenes, elektronendichtes Band. Sie lässt sich mit speziellen Imprägnierungstechniken mit Silber sichtbar machen.

* Funktionen: Adhäsion und Interaktion zwischen Epithelzellen und Stroma-/Parenchymgewebe, molekulare Filterung, Kontrolle und Organisation der Differenzierung sowie der gegenseitigen Interaktion zwischen Zellen über Rezeptoren und Oberflächenmoleküle.

Zelladhäsion an die Matrix: Sie erfolgt über:

* Hemidesmosomen: verankern das Zytoskelett aus Intermediärfilamenten an der Basallamina.

* Integrine: transmembranöse Proteine, die als Rezeptoren fungieren. Sie sind heterodimere Moleküle aus α- und β-Glykoprotein-Untereinheiten. Ihre aminoterminalen Enden ragen in die Matrix hinein. Sie vermitteln die stabile Bindung zwischen Rezeptor und Liganden.

* Nicht-integrin-Glykoproteine: allgemein Bindungsstellen für Kollagen, Proteoglykane und andere Komponenten.

Gewebetypen, Organisation und häufigste Erkrankungen:

* Zusammensetzung:

1. Zellen: Mesenchymzellen, Fibroblasten, Adipozyten, Durchgangs- und Wanderzellen.

2. Fasern: Kollagen-, elastische und retikuläre Fasern.

3. Grundsubstanz: amorphe Substanz.

4. Interstitielle Flüssigkeit.

* Eigenschaften und Verteilung: Je nach Anteil ihrer Komponenten unterscheidet man 6 Varianten:

Mesenchymal: Sie findet sich vor allem im Embryo. Die Zellen sind mesenchymal, haben eine sternförmige Gestalt mit Zytoplasmafortsätzen, enthalten viele Fasern und eine reichlich vorhandene, klebrige Grundsubstanz.

Schleimhaut: Sie findet sich in der Nabelschnur, den Plazentavillen und im jungen Zahnpulpagewebe. Die Konsistenz ist gelatinös; Zellen und die amorphe Grundsubstanz dominieren.

Locker oder areolär: Die Komponenten sind gut repräsentiert und harmonisch angeordnet. Im Bereich der Verbreitung enthält sie reichlich Adipozyten im Gewebe.

Elastisch: Es dominieren elastische Fasern. Sie finden sich im Ligamentum flavum der Wirbelsäule, in der Wand der Aorta, in der Tunica media großer Arterien und Arteriolen, im Ligamentum suspensorium penis und im Stimmband.

Retikulär: Retikuläre Fasern bilden ein Netzwerk aus Zellen; sie gehören zu den retikulären Zelllinien: fibroblastische, histiozytäre und antigenpräsentierende Retikulumzellen. Es dient als Stützgerüst für parenchymatöse Organe: Milz, Knochenmark, lymphoide Organe.

Dicht: Es zeichnet sich durch einen hohen Anteil an fibrillären Fasern und einen geringen Anteil an Zellen und amorpher Grundsubstanz aus. Es ist Bestandteil von Sehnen, Bändern, verschiedenen Organkapseln, Faszien verschiedener Organe, Muskelfaszien, Dura mater und der tiefen Stroma der Kornea. Man unterscheidet zwei Subvarianten: geordnet oder moduliert (Beispiel: Sehnen, Stroma der Kornea) und ungeordnet oder nicht moduliert (Beispiel: tiefe Dermis).