Editat de dr. Giovanni Chetta
ECM este în general descris ca fiind compus din mai multe clase mari de biomolecule:
- Proteine structurale (colagen și elastină)
- Proteine specializate (fibrilină, fibronectină, laminină etc.)
- Proteoglicani (agrecani, sindecani) și glusaminoglicani (hialuronani, sulfat de condroitină, sulfati de heparan etc.)
Proteine structurale
Colagenii formează cea mai reprezentată familie de glicoproteine din regnul animal. Acestea sunt cele mai prezente proteine din matricea extracelulară (dar nu și cele mai importante) și sunt constituenții fundamentali ai țesuturilor conjunctive propriu-zise (cartilaj, os, fascia, tendoane, ligamente).
Există cel puțin 16 tipuri diferite de colagen, dintre care tipurile I, II și III sunt cele mai prezente la nivelul fibrilelor tipice (tipul IV formează un fel de reticul care reprezintă componenta majoră a laminelor bazale).
Colagenii sunt sintetizați în cea mai mare parte de fibroblasti, dar și celulele epiteliale sunt capabile să le sintetizeze.
Fibrele de colagen interacționează continuu cu o cantitate enormă de alte molecule ale matricei extracelulare, constituind un continuum biologic fundamental pentru viața celulei. Colagenii asociați din fibrile joacă un rol predominant în formarea și menținerea structurilor capabile să reziste forțelor de tensiune, fiind aproape inelastic (glucozamingcanii efectuează o acțiune de rezistență la compresiune). Într-un fel colagenul este produs și re-metabolizat în funcție de sarcina mecanică și implică proprietățile sale visco-elastice, așa cum vom vedea în paragraful „Viscoelasticitatea fascia ", un impact mare asupra posturii omului. Ca o demonstrație suplimentară a capacității colagenului de a se modifica în funcție de influențele mediului, presupunând de ex. grade variabile de rigiditate, elasticitate și rezistență, există colageni, definiți cu termenul FACIT (Fibril Associated Collagen with Triple Helices Interrupted) capabili să funcționeze funcțional ca proteoglicanii (descriși în paragraful „Glucosaminoglicanii și proteoglicanii”).
Fibrele de colagen, datorită acoperirii lor cu PG / GAG (proteoglicani / glucozaminoglicani) posedă proprietăți ale biosenzorilor și bioconductoarelor: sarcinile electrice relative duc la o capacitate mai mare de a lega apa și de a schimba ioni, deci o capacitate electrică mai mare.
Știm că orice forță mecanică capabilă să genereze o deformare structurală stresează legăturile inter-moleculare, producând un flux electric ușor, adică curent piezoelectric (Athenstaedt, 1969). În astfel de cazuri, fibrele de colagen distribuie sarcinile pozitive pe suprafața lor convexă și cele negative pe cea concavă, transformându-se astfel în semiconductori (permit fluxul de electroni pe suprafața lor unidirecțională). Deoarece energia piezoelectrică (precum și energia piroelectrică generată de tensiunile termice) este neutralizată de ionii circulanți într-un timp foarte scurt (aprox. 10-7 - 10-9 secunde), dispunerea PG / GAG pe semnal este decisiv pentru propagarea semnalului suprafața fibrilelor, astfel încât să acționeze ca „repetori” ai impulsului electric. În special, o periodicitate longitudinală de aprox. 64 nm (care la microscopul optic apare ca o dungă) permite o viteză de propagare a impulsului egală cu aproximativ 64 m / s (corespunzătoare vitezei de conducere a fibrelor nervoase rapide) - Rengling, 2001. Momentul dipolar puternic al fibrilelor de colagen și capacitatea lor de rezonanță (proprietate comună tuturor structurilor peptidice), precum și constanta dielectrică scăzută a MEC, facilitează transmiterea semnalelor electromagnetice. Prin urmare, rețeaua tridimensională și omniprezentă de colagen posedă, de asemenea, caracteristica particulară a conducerii semnalelor bioelectrice în cele trei dimensiuni ale spațiului, bazate pe dispunerea relativă dintre fibrilele de colagen și celule, în direcția aferentă (de la ECM la celule) sau, invers, eferentă.
Toate acestea reprezintă un sistem de comunicații în celulă MEC în timp real și astfel de biosemnalele electromagnetice pot duce la modificări biochimice importante, de exemplu, la nivelul osului, osteoclastele nu pot „digera” osul încărcat piezoelectric (Oschman, 2000).
În cele din urmă, trebuie subliniat faptul că celula, în mod deloc surprinzător, produce în mod continuu și cu o cheltuială considerabilă de energie (aproximativ 70%) material care trebuie neapărat expulzat, mai ales prin stocarea exclusivă a protocoanului (precursorul biologic al colagenului) în vezicule (Albergati, 2004).
Marea majoritate a țesuturilor vertebratelor necesită prezența simultană a două caracteristici vitale: puterea și elasticitatea. O rețea reală de fibre elastice, situată în interiorul ECM al acestor țesuturi, permite revenirea la condițiile inițiale după tractiuni puternice.Fibrele elastice sunt capabile să mărească extensibilitatea unui organ sau a unei porțiuni din acesta de cel puțin cinci ori. Fibrele lungi, inelastice de colagen sunt intercalate între fibrele elastice cu sarcina precisă de a limita „deformarea excesivă datorită tracțiunii țesuturilor. L”elastină reprezintă componenta majoră a fibrelor elastice. Este o proteină extrem de hidrofobă, cu o lungime de aproximativ 750 de aminoacizi, deoarece colagenul este bogat în prolină și glicină, dar, spre deosebire de colagen, nu este glicat și conține multe reziduuri de hidroxiprolină și nu hidroxilizină. Elastina apare ca o adevărată rețea biochimică de formă tridimensională neregulată, compusă din fibre și lamele care pătrund ECM a tuturor țesuturilor conjunctive. Se găsește în cantități deosebit de abundente în vasele de sânge cu caracteristici elastice (este proteina ECM mai mult prezent în artere și reprezintă mai mult de 50% din greutatea totală uscată a aortei), în ligamente, în plămâni și în piele. În derm, spre deosebire de ceea ce se întâmplă cu colagenul, densitatea și volumul elastinei tind să crească în timp, dar vechea elastină apare în general umflată, aproape umflată, adesea cu aspect fragmentat și cu o reducere a componentei. (Pasquali Rochetti et al, 2004). Celulele musculare netede și fibroblastele sunt principalii producători ai precursorului său, tropoelastina, secretată în spațiile extracelulare.
Alte articole despre „Colagen și elastină, fibre de colagen în matricea extracelulară”
- Matrice extracelulara
- Fibronectina, glucozaminoglicanii și proteinoglicanii
- Importanța matricei extracelulare în echilibrele celulare
- Modificări ale matricei extracelulare și patologii
- Țesut conjunctiv și matrice extracelulară
- Fascia profundă - Țesut conjunctiv
- Mecanoreceptori fasciali și miofibroblaste
- Biomecanica fasciei profunde
- Postură și echilibru dinamic
- Tensegrity și mișcări elicoidale
- Membrele inferioare și mișcarea corpului
- Suport pentru spate și aparat stomatognatic
- Cazuri clinice, alterări posturale
- Cazuri clinice, postură
- Evaluare posturală - Caz clinic
- Bibliografie - De la matricea extracelulară la postură. Este sistemul conectiv adevăratul nostru Deus ex machina?
