Das verbindende System

Herausgegeben von Dr. Giovanni Chetta

Integrine

Zwischen dem Zellinneren und der ECM bestehen mechanisch wechselseitig aktive Verbindungen, wodurch die Vorstellung, dass Zellen innerhalb einer „amorphen" Substanz unabhängig voneinander fluktuieren, völlig zunichte gemacht wird da es sowohl äußerlich als auch innerlich von Chemorezeptoren (globuläre Proteine mit Rezeptorstellen für spezifische chemische Wirkstoffe, die die Zellaktivität modifizieren können) besetzt ist, besitzt es einige Membranglykoproteine mit einer zweizähnigen Struktur, die als Integrine bezeichnet werden und als Mechanorezeptoren fungieren. Durch die Interaktion mit den Proteinen der extrazellulären Matrix, Komplementfaktoren usw. übertragen sie mechanische Zugkräfte und Stöße von der extrazellulären Bindefasermatrix in das Innere der Zelle und umgekehrt.
Integrine treten auf praktisch jedem Tierzelltyp auf und scheinen die Hauptrezeptoren zu sein, durch die Zellen an der extrazellulären Matrix haften und wichtige Zell-Zell-Adhäsionsereignisse vermitteln können. Darüber hinaus wurde ihre Fähigkeit nachgewiesen, selektiv und modulierbar Signale innerhalb und außerhalb der Zelle in verschiedenste Zelltypen zu übertragen, auch in Synergie mit anderen Rezeptorsystemen, sodass Integrine als vielseitige Moleküle eine Schlüsselrolle spielen in verschiedenen zellulären Prozessen, sowohl während der Entwicklung als auch im erwachsenen Organismus: Zelladhäsion und -migration, Zellwachstum und -teilung, Überleben, Zellapoptose und -differenzierung, Unterstützung des Immunsystems usw. Verschiedene genetische Erkrankungen des Menschen zeigen die Bedeutung dieser Moleküle in verschiedenen physiologischen und pathologischen Prozessen.
Die Mechanik der Verbindungen zwischen der extrazellulären und intrazellulären Matrix wird durch eine Vielzahl von schwachen (nicht kovalenten) und indirekten Bindungen durch "Rüstungsproteine" (Talin, Paxillin, Alpha-Actinin usw.) erreicht, die verbinden oder schnell wieder abkuppeln (eine Art Kletteffekt). Die Zellen sind daher durch eine Matrix miteinander verbunden, die mit ihnen durch aktive schwache Bindungen gemäß einer Geometrie der Tensegrität kommuniziert, die sich ständig entsprechend der Aktivität der Zelle, des Körpers und des Zustands der Matrix selbst ändert.
Die Anbindung der Zelle an die extrazelluläre Matrix ist eine Grundvoraussetzung für die Bildung eines vielzelligen Organismus. Dadurch kann die Zelle Zugkräften widerstehen, ohne aus dem MEC geschleudert zu werden. Darüber hinaus stellen Integrine die Füße dar, die es der Zelle ermöglichen, in das extrazelluläre Substrat einzuwandern.

Das Bindegewebe, auch Bindegewebe genannt, ist eigentlich ein echtes System, diesmal faserig, das all die verschiedenen Teile unseres Körpers verbindet. Es bildet ein allgegenwärtiges Netzwerk mit einer Tensegrity-Struktur, das alle Funktionseinheiten des Körpers umhüllt, unterstützt und verbindet und in wichtiger Weise am allgemeinen Stoffwechsel beteiligt ist. Die physiologische Bedeutung dieses Gewebes ist tatsächlich größer als normalerweise angenommen: Es ist an der Regulierung des Säure-Basen-Haushalts, des Salzstoffwechsels, des elektrischen und osmotischen Gleichgewichts, der Blutzirkulation und der Nervenleitung beteiligt (es deckt und bildet die tragende Struktur der Nerven), ist Sitz zahlreicher sensorischer Rezeptoren, darunter Exterozeptoren und nervöse Propriozeptoren, und strukturiert die Muskeln anatomisch und funktionell in myofaszialen Ketten und nimmt damit eine grundlegende Rolle im Gleichgewichts- und Haltungssystem ein; im bindegeflecht erfassen wir haltungs- und bewegungsmuster durch verbindungsmechanische kommunikation, was diese stärker beeinflusst als die reflektormechanismen der neuromuskulären spindeln und der Golgi-sehnenorgane (propriozeptive sinnesorgane, durch die sich das nervensystem darüber informiert, was in der myofasziales Netzwerk). Das Bindesystem wirkt als Barriere gegen das Eindringen von Bakterien und inerten Partikeln, präsentiert Zellen des Immunsystems (Leukozyten, Mastzellen, Makrophagen, Plasmazellen) und ist häufig Ort von Entzündungsprozessen, Entzündungen und / oder Traumata, die das im Fettgewebe, das eine Art Bindegewebe ist, sammeln sich Lipide, wichtige Nahrungsreserven, während im lockeren Bindegewebe Wasser und Elektrolyte gespeichert werden (dank des hohen Gehalts an Mucopolissacaridien) und ca. 1/ 3 der gesamten Plasmaproteine befinden sich im interzellulären Kompartiment des Bindegewebes.
Aber nicht nur das, wir wissen heute, dass das Bindesystem über spezifische Membranproteine (Integrine) mit zellulären Mechanismen interagieren kann.
Es ist daher der Kristall des Bindesystems, der unseren globalen Zustand bestimmt und hervorhebt.

Die mechanische Kommunikation erreicht auch den Zellkern über das Zytoskelett. Diese Verbindungen wirken, indem sie die Form der Zelle und damit die physiologischen Eigenschaften verändern. Die Studien von Ingber D., die 1998 in der Zeitschrift "Scientific American" veröffentlicht wurden, haben nämlich gezeigt, dass es möglich ist, allein durch die Veränderung der Zellform verschiedene genetische Prozesse auszulösen. Indem lebende Zellen gezwungen wurden, unterschiedliche Formen anzunehmen, indem sie auf "klebrigen Inseln" aus extrazellulärer Matrix platziert wurden, stellte sich heraus, dass sich flache, gestreckte Zellen eher teilen, was diesen Zustand als Notwendigkeit interpretierte, mehr Zellen bereitzustellen, um den umgebenden Raum zu füllen ( wie z. B. bei Wunden), aktivierte die abgerundete, die durch Zusammendrücken an ihrer Ausbreitung gehindert wurde, ein Programm des Todes durch Apoptose (programmierter funktioneller Tod), um eine tumorerzeugende Überfüllung zu vermeiden. Waren die Zellen dagegen weder zu stark expandiert noch zu komprimiert, führten sie aufgrund ihrer Herkunft und Differenzierung (die Kapillarzellen bildeten hohle Kapillarröhrchen, die Leberzellen die typischen Proteine, die von der Leber an die Blut usw.),

Die meisten Krebsstudien konzentrieren sich auf chemische Signale, aber die Verbindungen zwischen der Mikroumgebung des Gewebes und der Onkogenese könnten die Identifizierung neuer therapeutischer Ziele ermöglichen; Tumorgewebe sind steifer als normales Gewebe, und das Abtasten einer steifen Masse ist manchmal eine nützliche Methode, um ihr Vorhandensein zu erkennen. Eine Studie, die sich auf Integrine konzentriert und 2005 in der Zeitschrift "Cancer Cell" veröffentlicht wurde, hob einen Zusammenhang zwischen Gewebesteifigkeit und Tumorbildung hervor und zeigte auf, wie mechanische Kräfte das Zellverhalten regulieren können, indem sie die molekularen Signale beeinflussen, die die Ausbreitung von Krebszellen steuern. Die Forscher untersuchten sich entwickelnde Krebszellen innerhalb eines dreidimensionalen gallertartigen Systems, in dem die Steifigkeit genau kontrolliert werden konnte. Sie fanden heraus, dass selbst eine leichte Zunahme der Härte der umgebenden extrazellulären Matrix die Gewebearchitektur stört und die Gewebearchitektur fördert Aktivierung von Wachstumsfaktoren. Während eine Abnahme der Rho- oder ERK-Aktivität (Enzyme, die onkogene Faktoren darstellen, da sie häufig am Metastasierungsprozess beteiligt sind) bei Krebszellen mit einer nachfolgenden Abnahme der fokalen Adhäsion und der Umkehrung morphologischer Veränderungen in Verbindung gebracht wurde. der Zusammenhang zwischen Gewebesteifigkeit und dem Verhalten von Krebszellen ist noch nicht vollständig verstanden.