Matriu extracel·lular

De la Viquipèdia, l'enciclopèdia lliure
Infotaula anatomiaMatriu extracel·lular
Identificadors
MeSHD005109 Modifica el valor a Wikidata
THH2.00.03.0.02001
Recursos externs
EB Onlinescience/extracellular-matrix Modifica el valor a Wikidata
Terminologia anatòmica

La matriu extracel·lular és un producte de secreció de les cèl·lules que s'acumula més enllà de la membrana plasmàtica, formant una xarxa tridimensional.[1] Es troba entre les cèl·lules de quasi tots els teixits animals (en el teixit epitelial és escassa i té una composició particular) i actua com a nexe d'unió, omplint els espais intercel·lulars, i donant consistència als teixits i òrgans.[2] Representa un 20%, aproximadament, de tota la massa corporal humana. Les seves alteracions estan implicades en la patogènesi d'un gran nombre de malalties.[3] Per exemple: l'osteoporosi i l'osteomalàcia,[4] l'osteogènesi imperfecta tipus XI,[5] la síndrome d'Ehlers-Danlos,[6] la síndrome de Stickler,[7] la miopatia de Bethlem,[8] l'esclerosi múltiple,[9] la malaltia d'Alzheimer,[10] l'epidermòlisi ampul·lar,[11] la diabetis mellitus tipus 1,[12] el reflux vesicoureteral congènit,[13] el glaucoma,[14] la hipertensió arterial pulmonar,[15] l'ateroesclerosi,[16] l'edema pulmonar,[17] els sarcomes de teixits tous[18] o la fibrosi renal[19] i cardíaca.[20]

La matriu extracel·lular és especialment abundant en els teixits connectius,[21] com el conjuntiu i el cartilaginós;[22] pot acumular dipòsits de sals minerals (carbonat de calci i fosfat de calci), com en el teixit ossi,[23] quitina (exoesquelet dels artròpodes),[24] o sílice (mesoglea de les esponges silícies).

A grans trets, en els teixits vegetals la paret cel·lular es pot considerar com una matriu extracel·lular especialitzada amb unes característiques molt diferents a la dels teixits animals. Té un paper crucial en l'obtenció de la rigidesa de les cèl·lules i, per tant, la de tota la planta.[25] Entre altres funcions, com la transducció de senyals,[26] evita la permeabilitat excessiva i protegeix contra les agressions mecàniques i els microorganismes patògens.[27]

Estructura[modifica]

La matriu està composta per una xarxa de fibres proteiques immersa en una substància fonamental amorfa gelatinosa.[28]

  • Fibres
    • Col·lagen. Proteïna fibrosa formada per tres cadenes enrotllades en espiral sobre si mateixes. Proporciona estructura, resistència a la ruptura i consistència a la matriu.[29]
    • Elastina. Proteïna fibrosa que es comporta enfront de la tracció com una goma elàstica. Proporciona elasticitat a la matriu.[30]
    • Fibronectina.[31] Glicoproteïna que forma una trama fibrosa amb funció adherent. Facilita l'adhesió entre cèl·lules i entre elles i les fibres de col·lagen.[32]
  • Substància fonamental amorfa

Funcions[modifica]

  • Manté unides les cèl·lules que formen els teixits i els teixits que formen els òrgans.[36]
  • Dona als teixits consistència, elasticitat i resistència a la compressió i a la tracció. Té un paper essencial en el procés de curació de les ferides.[37]
  • Permet la difusió de substàncies, la migració de cèl·lules[38] i influeix en la disposició en l'espai de les cèl·lules que engloba.[39]

Usos en tecnologia de biomaterials i enginyeria tissular[modifica]

A partir de plantilles de matriu descel·lularitzada s'han desenvolupat biomaterials que tenen un gran nombre d'aplicacions mèdiques, Per exemple: revestiment de malles quirúrgiques per evitar reaccions de cos estrany,[40] cultiu d'organoides gastrointestinals[41] o empelts per reparar lesions de teixits tous.[42] La matriu descel·lularitzada tambe és un element fonamental en els estudis sobre la generació d'hidrogels[43] i d'òrgans sencers.[44]

Referències[modifica]

  1. Mouw, JK; Ou, G; Weaver, VM «Extracellular matrix assembly: a multiscale deconstruction» (en anglès). Nat Rev Mol Cell Biol, 2014 Des; 15 (12), pp: 771-785. PMID: 25370693. DOI: 10.1038/nrm3902. PMC: 4682873 [Consulta: 1r desembre 2022].
  2. Alberts, B; Johnson, A; Lewis, J; Raff, M; et al «The Extracellular Matrix of Animals» (en anglès). A: Molecular Biology of the Cell. 4th edition; Garland Science, New York, 2002; NBK26810, pàgs: 20. ISBN 0-8153-3218-1 [Consulta: 10 novembre 2022].
  3. Iozzo, RV; Gubbiotti, MA «Extracellular Matrix: The driving force of mammalian diseases» (en anglès). Matrix Biol, 2018 Oct; 71-72, pp: 1-9. PMID: 29625183. DOI: 10.1016/j.matbio.2018.03.023. PMC: 6146050 [Consulta: 12 novembre 2022].
  4. Sroga, GE; Vashishth, D «Phosphorylation of Extracellular Bone Matrix Proteins and Its Contribution to Bone Fragility» (en anglès). J Bone Miner Res, 2018 Des; 33 (12), pp: 2214-2229. ISSN 1523-4681. DOI: 10.1002/jbmr.3552. PMID: 30001467 [Consulta: 25 novembre 2022].
  5. Barnes, AM; Cabral, WA; Weis, M; Makareeva, E; Mertz, EL; et al «Absence of FKBP10 in recessive type XI osteogenesis imperfecta leads to diminished collagen cross-linking and reduced collagen deposition in extracellular matrix» (en anglès). Hum Mutat, 2012 Nov; 33 (11), pp: 1589-1598. PMID: 22718341. DOI: 10.1002/humu.22139. PMC: 3470738 [Consulta: 5 desembre 2022].
  6. Byers, PH; Murray, ML «Ehlers-Danlos syndrome: a showcase of conditions that lead to understanding matrix biology» (en anglès). Matrix Biol, 2014 Gen; 33, pp: 10-15. ISSN 1569-1802. DOI: 10.1016/j.matbio.2013.07.005. PMID: 23920413 [Consulta: 5 desembre 2022].
  7. Soh, Z; Richards, AJ; McNinch, A; Alexander P; et al «Dominant Stickler Syndrome» (en anglès). Genes (Basel), 2022 Jun 18; 13 (6), pp: 1089. PMID: 35741851. DOI: 10.3390/genes13061089. PMC: 6337388 [Consulta: 13 desembre 2022].
  8. Zamurs, LK; Idoate, MA; Hanssen, E; Gomez-Ibañez, A; et al «Aberrant mitochondria in a Bethlem myopathy patient with a homozygous amino acid substitution that destabilizes the collagen VI α2(VI) chain» (en anglès). J Biol Chem, 2015 Feb 13; 290 (7), pp: 4272-4281. PMID: 25533456. DOI: 10.1074/jbc.M114.632208. PMC: 4326835 [Consulta: 21 desembre 2022].
  9. Mohan, H; Krumbholz, M; Sharma, R; Eisele, S; Junker, A; Sixt, M; et al «Extracellular matrix in multiple sclerosis lesions: Fibrillar collagens, biglycan and decorin are upregulated and associated with infiltrating immune cells» (en anglès). Brain Pathol, 2010 Set; 20 (5), pp: 966-975. PMID: 20456365. DOI: 10.1111/j.1750-3639.2010.00399.x. PMC: 8094740 [Consulta: 9 desembre 2022].
  10. Sun, Y; Xu, S; Jiang, M; Liu, X; et al «Role of the Extracellular Matrix in Alzheimer's Disease» (en anglès). Front Aging Neurosci, 2021 Ag 27; 13, pp: 707466. PMID: 34512308. DOI: 10.3389/fnagi.2021.707466. PMC: 8430252 [Consulta: 25 gener 2023].
  11. Monteavaro Mariath, L; Tosetto Santin, J; Schuler-Faccini, L; Kiszewski, AL «Inherited epidermolysis bullosa: update on the clinical and genetic aspects» (en anglès). An Bras Dermatol, 2020 Set-Oct; 95 (5), pp: 551-569. PMID: 32732072. DOI: 10.1016/j.abd.2020.05.001. PMC: 7563003 [Consulta: 21 desembre 2022].
  12. Bogdani, M; Korpos, E; Simeonovic, CJ; Parish, CR; et al «Extracellular matrix components in the pathogenesis of type 1 diabetes» (en anglès). Curr Diab Rep, 2014 Des; 14 (12), pp: 552. PMID: 25344787. DOI: 10.1007/s11892-014-0552-7. PMC: 4238291 [Consulta: 1r desembre 2022].
  13. Tokhmafshan, F; Brophy, PD; Gbadegesin, RA; Gupta, IR «Vesicoureteral reflux and the extracellular matrix connection» (en anglès). Pediatr Nephrol, 2017 Abr; 32 (4), pp: 565-576. PMID: 27139901. DOI: 10.1007/s00467-016-3386-5. PMC: 5376290 [Consulta: 30 gener 2023].
  14. Keller, KE; Peters, DM «Pathogenesis of glaucoma: Extracellular matrix dysfunction in the trabecular meshwork - A review» (en anglès). Clin Exp Ophthalmol, 2022 Mar; 50 (2), pp: 163-182. PMID: 35037377. DOI: 10.1111/ceo.14027. PMC: 9199435 [Consulta: 2 gener 2023].
  15. Thenappan, T; Chan, SY; Weir, EK «Role of extracellular matrix in the pathogenesis of pulmonary arterial hypertension» (en anglès). Am J Physiol Heart Circ Physiol, 2018 Nov 1; 315 (5), pp: H1322-H1331. PMID: 30141981. DOI: 10.1152/ajpheart.00136.2018. PMC: 6297810 [Consulta: 2 gener 2023].
  16. Katsuda, S; Kaji, T «Atherosclerosis and extracellular matrix» (en anglès). J Atheroscler Thromb, 2003; 10 (5), pp: 267-274. PMID: 14718743. DOI: 10.5551/jat.10.26. ISSN: 1880-3873 [Consulta: 7 desembre 2022].
  17. Pelosi, P; Rocco, PRM; Negrini, D; Passi, A «The extracellular matrix of the lung and its role in edema formation» (en anglès). An Acad Bras Cienc, 2007 Jun; 79 (2), pp: 285-297. ISSN 1678-2690. DOI: 10.1590/s0001-37652007000200010. PMID: 17625682 [Consulta: 10 gener 2023].
  18. Pankova, V; Thway, K; Jones, RL; Huang, PH «The Extracellular Matrix in Soft Tissue Sarcomas: Pathobiology and Cellular Signalling» (en anglès). Front Cell Dev Biol, 2021 Des 9; 9, pp: 763640. PMID: 34957097. DOI: 10.3389/fcell.2021.763640. PMC: 8696013 [Consulta: 10 gener 2023].
  19. Bülow, RD; Boor, P «Extracellular Matrix in Kidney Fibrosis: More Than Just a Scaffold» (en anglès). J Histochem Cytochem, 2019 Set; 67 (9), pp: 643-661. PMID: 31116062. DOI: 10.1369/0022155419849388. PMC: 6713975 [Consulta: 25 novembre 2022].
  20. Ma, ZG; Yuan, YP; Wu, HM; Zhang, X; Tang, QZ «Cardiac fibrosis: new insights into the pathogenesis» (en anglès). Int J Biol Sci, 2018 Set 7; 14 (12), pp: 1645-1657. PMID: 30416379. DOI: 10.7150/ijbs.28103. PMC: 6216032 [Consulta: 25 gener 2023].
  21. McKee, TJ; Perlman, G; Morris, M; Komarova, SV «Extracellular matrix composition of connective tissues: a systematic review and meta-analysis» (en anglès). Sci Rep, 2019 Jul 22; 9 (1), pp: 10542. PMID: 31332239. DOI: 10.1038/s41598-019-46896-0. PMC: 6646303 [Consulta: 11 novembre 2022].
  22. Han, L; Grodzinsky, AJ; Ortiz, C «Nanomechanics of the Cartilage Extracellular Matrix» (en anglès). Annu Rev Mater Res, 2011 Jul 1; 41, pp: 133-168. PMID: 22792042. DOI: 10.1146/annurev-matsci-062910-100431. PMC: 3392687 [Consulta: 11 novembre 2022].
  23. Lin, X; Patil, S; Gao, YG; Qian, A «The Bone Extracellular Matrix in Bone Formation and Regeneration» (en anglès). Front Pharmacol, 2020 Maig 26; 11, pp: 757. PMID: 32528290. DOI: 10.3389/fphar.2020.00757. PMC: 7264100 [Consulta: 11 novembre 2022].
  24. Merzendorfer, H; Zimoch, L «Chitin metabolism in insects: structure, function and regulation of chitin synthases and chitinases» (en anglès). J Exp Biol, 2003 Des; 206 (Pt 24), pp: 4393-4412. ISSN 1477-9145. DOI: 10.1242/jeb.00709. PMID: 14610026 [Consulta: 11 novembre 2022].
  25. Guerriero, G; Hausman, JF; Legay, S «Silicon and the Plant Extracellular Matrix» (en anglès). Front Plant Sci, 2016 Apr 12; 7, pp: 463. PMID: 27148294. DOI: 10.3389/fpls.2016.00463. PMC: 4828433 [Consulta: 27 desembre 2022].
  26. Seifert, GJ; Blaukopf, C «Irritable walls: the plant extracellular matrix and signaling» (en anglès). Plant Physiol, 2010 Jun; 153 (2), pp: 467-748. PMID: 20154095. DOI: 10.1104/pp.110.153940. PMC: 2879813 [Consulta: 27 desembre 2022].
  27. Megías, M; Molist, P; Pombal, MA «Atlas de Histología vegetal y animal. La célula (2). Matriz extracelular» (en castellà). Departamento de Biología Funcional y Ciencias de la Salud. Facultad de Biología, Universidad de Vigo, 2022; Ag 24 (rev), pàgs: 4 [Consulta: 1r desembre 2022].
  28. Theocharis, AD; Skandalis, SS; Gialeli, C; Karamanos, NK «Extracellular matrix structure» (en anglès). Adv Drug Deliv Rev, 2016 Feb 1; 97, pp: 4-27. PMID: 26562801. DOI: 10.1016/j.addr.2015.11.001. ISSN: 1872-8294 [Consulta: 12 novembre 2022].
  29. Kolácná, L; Bakesová, J; Varga, F; Kostáková, E; Plánka, L; Necas, A; et al «Biochemical and biophysical aspects of collagen nanostructure in the extracellular matrix» (en anglès). Physiol Res, 2007; 56 (Supl 1), pp: S51-S60. PMID: 17552894. DOI: 10.33549/physiolres.931302. ISSN: 1802-9973 [Consulta: 10 novembre 2022].
  30. Midwood, KS; Schwarzbauer, JE «Elastic fibers: building bridges between cells and their matrix» (en anglès). Curr Biol, 2002 Abr 16; 12 (8), pp: R279-R281. PMID: 11967167. DOI: 10.1016/s0960-9822(02)00800-x. ISSN: 1879-0445 [Consulta: 10 novembre 2022].
  31. Dalton, CJ; Lemmon, CA «Fibronectin: Molecular Structure, Fibrillar Structure and Mechanochemical Signaling» (en anglès). Cells, 2021 Set 16; 10 (9), pp: 2443. PMID: 34572092. DOI: 10.3390/cells10092443. PMC: 8471655 [Consulta: 10 novembre 2022].
  32. Singh, P; Carraher, C; Schwarzbauer, JE «Assembly of fibronectin extracellular matrix» (en anglès). Annu Rev Cell Dev Biol, 2010; 26, pp: 397-419. PMID: 20690820. DOI: 10.1146/annurev-cellbio-100109-104020. PMC: 3628685 [Consulta: 10 novembre 2022].
  33. Silva, JC; Carvalho, MS; Han, X; Xia, K; Mikael, PE; Sampaio Cabral, JM; et al «Compositional and structural analysis of glycosaminoglycans in cell-derived extracellular matrices» (en anglès). Glycoconj J, 2019 Abr; 36 (2), pp: 141-154. PMID: 30637588. DOI: 10.1007/s10719-019-09858-2. PMC: 6487206 [Consulta: 10 novembre 2022].
  34. Papy-Garcia, D; Morin, C; Huynh, MB; Siñeriz, F; Sissoeff, L; et al «Glycosaminoglycans, protein aggregation and neurodegeneration» (en anglès). Curr Protein Pept Sci, 2011 Maig; 12 (3), pp: 258-268. PMID: 21348835. DOI: 10.2174/138920311795860188. ISSN: 1389-2037 [Consulta: 14 desembre 2022].
  35. Nusgens, B-V «Acide Hyaluronique et matrice extracellulaire: une molécule primitive?» (en francès). Ann Dermatol Venereol, 2010 Abr; 137 (Supl 1), pp: S3-S8. ISSN 0151-9638. DOI: 10.1016/S0151-9638(10)70002-8. PMID: 20435253 [Consulta: 10 novembre 2022].
  36. Lahir, YK «A dynamic component of tissues - extracellular matrix: structural, functional and adaptive approach» (en anglès). Biochem Cell Arch, 2015 Oct; 15 (2), pp: 331-347. ISSN 0976-1772 [Consulta: 12 novembre 2022].
  37. Olczyk, P; Mencner, L; Komosinska-Vassev, K «The role of the extracellular matrix components in cutaneous wound healing» (en anglès). Biomed Res Int, 2014 Mar 17; 2014, pp: 747584. PMID: 24772435. DOI: 10.1155/2014/747584. PMC: 3977088 [Consulta: 12 novembre 2022].
  38. Merino-Casallo, F; Gomez-Benito, MJ; Hervas-Raluy, S; Garcia-Aznar, JM «Unravelling cell migration: defining movement from the cell surface» (en anglès). Cell Adh Migr, 2022 Des; 16 (1), pp: 25-64. PMID: 35499121. DOI: 10.1080/19336918.2022.2055520. PMC: 9067518 [Consulta: 9 desembre 2022].
  39. Doyle, AD; Nazari, SS; Yamada, KM «Cell-extracellular matrix dynamics» (en anglès). Phys Biol, 2022 Gen 12; 19 (2), pp: 1-15. ISSN 1478-3975. DOI: 10.1088/1478-3975/ac4390. PMID: 34911051 [Consulta: 11 novembre 2022].
  40. Wolf, MT; Carruthers, CA; Dearth, CL; Crapo, PM; Huber, A; et al «Polypropylene surgical mesh coated with extracellular matrix mitigates the host foreign body response» (en anglès). J Biomed Mater Res A, 2014 Gen; 102 (1), pp: 234-246. PMID: 23873846. DOI: 10.1002/jbm.a.34671. PMC: 3808505 [Consulta: 20 novembre 2022].
  41. Rezakhani, S; Gjorevski, N; Lutolf, MP «Extracellular matrix requirements for gastrointestinal organoid culture» (en anglès). Biomaterials, 2021 Set; 276, pp: 121020. ISSN 1878-5905. DOI: 10.1016/j.biomaterials.2021.121020. PMID: 34280822 [Consulta: 20 novembre 2022].
  42. Jiang, Y; Li, R; Han, C; Huang, L «Extracellular matrix grafts: From preparation to application (Review)» (en anglès). Int J Mol Med, 2021 Feb; 47 (2), pp: 463-474. PMID: 33416123. DOI: 10.3892/ijmm.2020.4818. PMC: 7797433 [Consulta: 20 novembre 2022].
  43. Davidov, T; Efraim, Y; Hayam, R; Oieni, J; et al «Extracellular Matrix Hydrogels Originated from Different Organs Mediate Tissue-Specific Properties and Function» (en anglès). Int J Mol Sci, 2021 Oct 27; 22 (21), pp: 11624. PMID: 34769054. DOI: 10.3390/ijms222111624. PMC: 8583810 [Consulta: 18 gener 2023].
  44. Song, JJ; Ott, HC «Organ engineering based on decellularized matrix scaffolds» (en anglès). Trends Mol Med, 2011 Ag; 17 (8), pp: 424-432. ISSN 1471-4914. DOI: 10.1016/j.molmed.2011.03.005. PMID: 21514224 [Consulta: 20 novembre 2022].

Bibliografia[modifica]

Enllaços externs[modifica]

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Matriu extracel·lular