Pojivový systém

Upravil Dr. Giovanni Chetta

Integriny

Mezi vnitřkem buňky a ECM existují mechanicky vzájemně aktivní spojení. To zcela vymazává myšlenku, že buňky kolísají nezávisle na sobě v rámci „amorfní“ látky. Dvojitý obal buněčné fosfolipidové membrány ve skutečnosti kromě je externě i interně posetý chemoreceptory (globulární proteiny s receptorovými místy pro specifická chemická činidla schopná modifikovat aktivitu buňky), má některé membránové glykoproteiny s dvoukomorovou strukturou, nazývané integriny, které působí jako mechanoreceptory. Interakcí s proteiny extracelulární matrice, faktory komplementu atd. Přenášejí mechanické tahy a tlačí z extracelulární pojivové vláknité matrice uvnitř buňky a naopak.
Integriny se objevují prakticky na každém typu živočišných buněk a zdají se být hlavními receptory, kterými buňky ulpívají na extracelulární matrix a jsou schopné zprostředkovat důležité události adheze buňka-buňka. Kromě toho byla prokázána jejich schopnost selektivně a modulovatelně transdukovat signály uvnitř i vně buňky v celé řadě buněčných typů, také v synergii s jinými receptorovými systémy. Integriny jsou tedy univerzální molekuly, které hrají klíčovou roli v různých buněčných procesech, jak během vývoje, tak v dospělém organismu: adheze a migrace buněk, růst a dělení buněk, přežití, apoptóza a diferenciace buněk, podpora imunitního systému atd. Různá lidská genetická onemocnění ukazují důležitost těchto molekul v různých fyziologických a patologických procesech.
Mechanika spojení mezi extracelulární a intracelulární matricí je dosažena řadou slabých (nekovalentních) a nepřímých vazeb prostřednictvím proteinů „brnění“ (talin, paxillin, alfa-aktinin atd.), Které spojují nebo se rychle odpojte (jakýsi efekt suchého zipu). Buňky jsou tedy navzájem spojeny pomocí matice, která s nimi komunikuje prostřednictvím aktivních slabých vazeb podle geometrie tensegrity, která se neustále mění podle aktivity buňky, těla a stavu samotné matrice.
Spojení buňky s extracelulární matricí je základním požadavkem pro vytvoření mnohobuněčného organismu. Buňka je schopna odolat tahovým silám, aniž by byla vyhozena z MEC. Integriny dále představují nohy, které umožňují buňce migrovat do extracelulárního substrátu.

Pojivová tkáň, nazývaná také pojivová fascie, je ve skutečnosti skutečný systém, tentokrát vláknitý, který spojuje všechny různé části našeho těla. Vytváří všudypřítomnou síť se strukturou tensegrity, která obaluje, podporuje a spojuje všechny funkční jednotky těla a důležitým způsobem se podílí na obecném metabolismu. Fyziologický význam této tkáně je ve skutečnosti větší, než se běžně předpokládá. Podílí se na regulaci acidobazické rovnováhy, hydrosalinového metabolismu, elektrické a osmotické rovnováhy, krevního oběhu a nervového vedení (pokrývá a tvoří nosnou strukturu nervů) .Je sídlem mnoha smyslových receptorů, včetně exteroceptorů a nervových proprioceptorů, a strukturuje svaly, anatomicky a funkčně, v myofasciálních řetězcích, čímž zaujímá zásadní roli v systému rovnováhy a držení těla; právě v pojivové síti zaznamenáváme držení těla a pohybové vzorce prostřednictvím pojivové mechanické komunikace, která to ovlivňuje více než reflexní mechanismy nervosvalových vřeten a orgánů Golgiho šlachy (proprioceptivní smyslové orgány, jejichž prostřednictvím se nervový systém informuje o tom, co se děje v myofasciální síť). Pojivový systém funguje jako bariéra proti invazi bakterií a inertních částic, představuje buňky imunitního systému (leukocyty, žírné buňky, makrofágy, plazmatické buňky) a často je místem zánětlivých procesů. Zánětů a / nebo traumat, vyplňujících v tukové tkáni, což je typ pojivové tkáně, se hromadí lipidy, důležité nutriční rezervy, zatímco ve volné pojivové tkáni se ukládá voda a elektrolyty (díky vysokému obsahu kyselin mukopolissacaridi) a asi 1/ 3 z celkových plazmatických proteinů jsou v mezibuněčném prostoru pojivové tkáně.
Ale nejen to, dnes víme, že prostřednictvím specifických membránových proteinů (integrinů) je pojivový systém schopen interakce s buněčnými mechanismy.
Je to tedy krystal pojivového systému, který určuje a zdůrazňuje náš globální stav.

Mechanická komunikace se také dostává do jádra prostřednictvím cytoskeletu. Tato spojení působí změnou tvaru buňky, potažmo fyziologických vlastností. Studie provedené Ingberem D. a publikované v časopise „Scientific American“ v roce 1998 ve skutečnosti ukázaly, že pouhou úpravou buněčného tvaru je možné spustit různé genetické procesy. Když jsme donutili živé buňky nabývat různých tvarů tím, že je umístili na „lepkavé ostrovy“ složené z extracelulární matrix, ukázalo se, že se častěji rozdělují ploché, roztažené buňky, což tento stav interpretuje jako potřebu poskytnout více buněk k vyplnění okolního prostoru ( jako např. v případě ran), ta zaoblená, které bylo zabráněno v šíření jejich stlačením, aktivovala program smrti apoptózou (programovaná funkční smrt), aby se zabránilo přeplnění schopnému generovat nádory. Když naopak buňky nebyly ani příliš expandované, ani příliš stlačené, prováděly specifické fyziologické aktivity na základě svého původu a diferenciace (kapilární buňky vytvářely duté kapilární trubice, jaterní buňky vylučovaly typické proteiny dodávané játry do krev atd.)

Většina studií rakoviny se zaměřuje na chemické signály, ale vazby mezi tkáňovým mikroprostředím a onkogenezí by mohly umožnit identifikaci nových terapeutických cílů; nádorové tkáně jsou tužší než normální tkáně a palpace tuhé hmoty je někdy užitečnou metodou detekce její přítomnosti. Studie zaměřená na integriny publikovaná v časopise „Cancer Cell“ v roce 2005 zdůraznila souvislost mezi tuhostí tkáně a tvorbou nádoru a zdůraznila, jak mohou mechanické síly regulovat buněčné chování ovlivňováním molekulárních signálů, které řídí šíření rakovinotvorných buněk. Vědci zkoumali vyvíjející se rakovinné buňky v trojrozměrném želatinovém systému, ve kterém bylo možné přesně kontrolovat tuhost. Zjistili, že i mírné zvýšení tvrdosti okolní extracelulární matrix narušuje architekturu tkáně a podporuje architekturu tkáně. Růst, podporu fokální adheze a aktivace růstových faktorů. Zatímco pokles aktivity Rho nebo ERK (enzymy tvořící onkogenní faktory, které se často účastní procesu metastázování) v rakovinných buňkách bylo spojeno s následným poklesem fokální adheze a inverzí morfologických změn. vztah mezi tuhostí tkáně a chováním rakovinotvorných buněk není dosud zcela objasněn.