Matriks ekstraseluler adalah jaringan rumit yang terdiri dari array makromolekul multidomain yang diorganisasikan dalam sel / cara spesifik jaringan. Komponen-komponen matriks ekstraseluler terhubung bersama untuk membentuk komposit yang stabil secara struktural, berkontribusi pada sifat mekanik jaringan.
Matriks ekstraseluler juga merupakan reservoir faktor pertumbuhan dan molekul bioaktif. Ini adalah entitas yang sangat dinamis yang sangat penting, menentukan dan mengendalikan perilaku dan karakteristik sel yang paling mendasar seperti proliferasi, adhesi, migrasi, polaritas, diferensiasi, dan apoptosis. Matriks ekstraseluler menentukan struktur dan fungsi jaringan melalui jaringan makromolekul yang kompleks.
Komposisi matriks ekstraselular berbeda antara jenis jaringan. Meskipun fungsi utamanya adalah untuk menyediakan perancah penting untuk sel, matriks ekstraseluler juga mengatur proses dengan mengendalikan komunikasi sel.
Interaksi matriks sel-ekstraseluler sangat penting untuk struktur jaringan dan difasilitasi oleh molekul heterodimer. Selain itu, matriks ekstraseluler memiliki peran penting dalam perbaikan jaringan yang dapat digunakan sebagai target terapi.
Struktur dan fungsi matriks ekstraseluler
Matriks ekstraseluler terdiri dari komponen non-seluler dalam jaringan yang membentuk perancah penting untuk konstituen seluler. Struktur matriks ekstraselular berbeda dalam komposisi antara jenis jaringan tetapi pada dasarnya terdiri dari serat kolagen, proteoglikan dan protein matriks multiadhesif yang disekresikan oleh sel.
Fungsi matriks ekstraseluler meliputi:
- Membentuk struktur pendukung penting untuk sel.
- Mengontrol komunikasi antar sel.
- Memisahkan jaringan.
- Mengatur proses sel seperti pertumbuhan, migrasi dan diferensiasi.
Matriks ekstraseluler dapat dibagi menjadi dua kelompok, masing-masing dengan struktur spesifik. Yang pertama disebut matriks interstitial dan sel-sel sekitarnya, sedangkan yang kedua disebut matriks pericellular dan terkait sel.
Membran basal adalah contoh penting dari matriks periseluler yang ditemukan antara jaringan fungsional dan ikat. Struktur menyediakan lapisan penahan yang menjaga sel-sel jaringan fungsional bersama. Sel-sel yang tertanam dalam matriks ekstraselular berinteraksi melalui reseptor permukaan dan mengintegrasikan sinyal dari matriks yang terkait dengan fungsinya.
Selanjutnya, sel berpartisipasi dalam pembentukan matriks ekstraseluler melalui sekresi matriks makromolekul. Ini berarti bahwa perbedaan dalam struktur matriks ekstraseluler mempengaruhi sifat-sifat biomekanik dari seluruh jaringan di samping sinyal-sinyal yang mengubah respons sel.
Interaksi matriks sel-ekstraseluler
Adhesi matriks ekstraseluler sel dibentuk melalui interaksi molekul adhesi sel yang berikatan dengan permukaan sel dari matriks ekstraseluler. Integrin adalah molekul heterodimer yang menghasilkan perlekatan antara permukaan sel dan matriks ekstraseluler.
Integrin memiliki interaksi ligan lemah yang berarti bahwa diperlukan beberapa adhesi untuk situs pengikatan protein matriks ekstraseluler. Kekuatan interaksi yang lemah ini sangat menguntungkan untuk migrasi sel.
Adhesi matriks sel-ekstraseluler dibentuk pada dua jenis persimpangan yang tergantung-integrin: adhesi fokal dan hemidesmosom. Adhesi fokal terjadi pada tempat perlekatan sitoskeleton sel dan glikoprotein fibronektin dari matriks ekstraseluler.
Jenis lampiran jangkar sel dan memfasilitasi pensinyalan melintasi membran plasma. Hemidesmosom menghubungkan filamen menengah ke lamina basal sel epitel, oleh karena itu memasok struktur yang kaku ke jaringan epitel.
Matriks ekstraseluler dan perbaikan jaringan
Mekanisme untuk memperbaiki jaringan yang rusak tergantung pada matriks extracelluar. Pengaturan jenis sel dalam matriks ekstraselular memungkinkan untuk mobilisasi di daerah yang membutuhkan jaringan yang dibangun kembali.
Protein matriks ekstraseluler, fibrin, fibronektin, dan kolagen memberikan integritas struktural selama perbaikan, dengan interaksi fibrin-fibronektin yang bertindak sebagai dasar untuk adhesi dan migrasi sel. Matriks ekstraseluler yang baru didepositkan dapat dibentuk ulang untuk membentuk jaringan normal melalui ikatan silang fibril kolagen.
Interaksi antara sel dan matriks ekstraselular juga mempengaruhi tingkat peradangan akut, epitelisasi, dan kontraksi ketika jaringan rusak. Faktor-faktor ini mendorong penutupan luka yang cepat yang berarti bahwa respons biologis penting untuk meminimalkan risiko infeksi bergantung pada matriks ekstraseluler.
Kemampuan untuk mengendalikan interaksi matriks sel-ekstraseluler secara lokal juga merupakan target terapi yang menarik. Protein matrikel yang ditemukan dalam matriks ekstraseluler adalah contoh target yang layak. Mereka memberikan sinyal yang memicu aktivitas sel spesifik dalam luka dan diekspresikan dalam frekuensi tinggi selama perkembangan tetapi tidak ada pada jaringan dewasa normal. Ekspresi protein matrikel yang terkontrol selama perbaikan luka karenanya dapat menghasilkan penargetan lokal.