Будова, функції основного речовини. Гістологія
Міжклітинний основна речовина є високогідратірованной, безбарвною і прозорою складною сумішшю макромолекул. Воно заповнює простору між клітинами і волокнами сполучної тканини і, оскільки воно має в'язкість, грає роль як мастила, так і бар'єра, який перешкоджає проникненню сторонніх часток.
При гарній фіксації на гістологічних препаратах його компоненти агрегує і осідають в тканинах у вигляді зернистого матеріалу, який спостерігається на електронномікроскопічних препаратах у вигляді електронно-щільних филаментов або гранул. Основна речовина утворюють головним чином три класи компонентів: глікозаміноглікани, протеоглікани і мультіадгезівние глікопротеїни.
Глікозаміноглікани (первинна назва - кислі мукополісахариди) є лінійними полісахариди, освіченими повторюваними дисахаридного одиницями, які зазвичай складаються з уронової кислоти і гексозаміна. Як гексозаміна може бути глюкозамін або галактозамин, а уронової кислоти - глюкуроновая або ідуроновая кислоти. За винятком гіалуронової кислоти, ці лінійні ланцюги ковалентно пов'язані зі стрижневим білком, в результаті чого утворюється молекула протеогликана.
Внаслідок достатку гідроксильних, карбоксильних і сульфатних груп в вуглеводної частини більшості гликозаминогликанов. ці молекули є різко гідрофільними і мають властивості полианионов. За винятком гіалуронової кислоти, всі інші глікозаміноглікани у дорослих до певної міри Сульфатовані. На вуглеводну частину протеогликанов доводиться 80-90% маси їх макромолекули.
Завдяки таким характеристикам протеоглікани здатні зв'язуватися з великим числом катіонів (зазвичай натрієм) за допомогою електростатичних (іонних) зв'язків. Протеоглікани представляють собою різко гідратованих структури з товстим шаром сольватаціонной води, що оточує молекулу. При повній гідратації протеоглікани заповнюють значно більший обсяг (домен), ніж в безводному стані, і мають високу в'язкістю.
Протеоглікани складаються з стрижневого білка, пов'язаного з чотирма головними глікозаміногліканами, що включають дерматансульфат, хондроитинсульфат, кератансульфатів і гепарансульфат. Протеогликан є тривимірну структуру, яку можна представити як щітку ( «йоржик») для миття пробірок: в ній подовжена основа відповідає стержневому білку, а щетинки - глікозаміногліканам.
Встановлено, що в хрящі молекули протеогліканів пов'язані з ланцюгом гіалуронової кислоти, утворюючи великі молекули - агрегати протеогліканів. Кислотні групи протеогликанов обумовлюють прикріплення цих молекул до основних амінокислотним залишкам колагену. Протеогликанам властиво молекулярне різноманітність; їх можна виявити в цитоплазматичних гранулах (як, наприклад, гепарин - в огрядних клітках), на клітинної поверхні і в міжклітинному речовині.
В одному міжклітинній речовині можуть міститися кілька різних типів стрижневих білків, причому кожен може бути пов'язаний з різними числом гликозаминогликанов різної довжини і складу. Одним з найбільш важливих протеогліканів міжклітинної речовини є аггрекан, який являє собою переважний протеогликан хряща. У аггрекане кілька молекул протеогліканів (що містять ланцюга хондроітінсульфата) нековалентно пов'язані стрижневим білком з молекулою гіалуронової кислоти. Протеоглікани клітинної поверхні прикріплені до плазматичної мембрани клітин багатьох типів, особливо, епітеліальних клітин.
В якості двох прикладів можна привести сіндекан і фіброглікан. Стрижневою білок протеогликанов клітинної поверхні пронизує плазматическую мембрану, продовжуючись у вигляді короткої цитозольних ланцюга. Невелика кількість ланцюгів гликозаминогликанов гепарансульфату або хондроітінсульфата прикріплено до позаклітинної частини осьового білка.
Крім того, що як позаклітинні, так і поверхневі протеоглікани виконують роль структурних компонентів міжклітинної речовини і елементів, які прикріплюють клітини до міжклітинному речовині, вони також пов'язують численні білкові чинники зростання, наприклад трансформуючий фактор росту (TGF-b).
Синтез протеогліканів починається в грЕПС, де відбувається утворення білкової частини молекули. Глікозилювання спочатку протікає в грЕПС і завершується в комплексі Гольджі, де здійснюється також сульфатами.
Мультіадгезівние глікопротеїни є сполуками, що складаються з білкової частини, до якої прикріплені вуглеводи. На відміну від протеогліканів, білкова частина в них зазвичай є переважаючою, причому в цих молекулах немає лінійних полісахаридів, утворених повторюваними дисахаридами, що містять гексозаміни.
Замість цього вуглеводна частина глікопротеїнів часто є розгалужену структуру.
З сполучної тканини виділено кілька гликопротеинов, які відіграють важливу роль не тільки у взаємодії між сусідніми клітинами у дорослого і ембріона, а й в адгезії клітин до їх субстратів. Фібронектин (лат. Fibra - волокно + nexus- з'єднання) - це глікопротеїн, який синтезується фібробластами і деякими епітеліальними клітинами.
Його молекула масою 222-240 кДальтон володіє ділянками зв'язування клітин, колагену і глікозаміногліканів. Взаємодії в цих ділянках сприяють здійсненню нормальної адгезії і міграції клітини. Фібронектин розподілений у вигляді мережі в міжклітинних просторах багатьох тканин.
Ламінін є великий глікопротеїн. бере участь в адгезії епітеліальних клітин до базальної платівці, яка є структурою, багатою ламініном.
Взаємодія клітин з компонентами міжклітинної речовини опосередковують поверхневі клітинні молекули (рецептори матриксу), які зв'язуються з колагеном, фібронектином і ламініном. Цими рецепторами є інтегрини - сімейство трансмембранних сполучних білків.
Інтегріни зв'язуються зі своїми лігандами в міжклітинному речовині з порівняно низькою афінності, що дозволяє клітині обстежити своє оточення, що не втрачаючи прикріплення до матриксу і не опиняючись міцно пов'язаної з ним. Очевидно, що інтегрини повинні взаємодіяти з цитоскелетом, зазвичай актиновими микрофиламентами.
Руйнування протеогліканів здійснюється кількома типами клітин і залежить від присутності ряду лізосомальнихферментів.
Описано деякі розлади, при яких недостатність лізосомальних ферментів викликає блокування руйнування глікозаміногліканів з подальшим накопиченням цих речовин в тканинах.
Виявлено, що відсутність специфічних гидролаз в лізосомах є причиною ряду розладів у людини, включаючи синдроми Хюрлер, Хантера, Санфіліппо і Морков. Внаслідок своєї високої в'язкості міжклітинний речовина відіграє роль бар'єру, що перешкоджає проникненню бактерій та інших мікроорганізмів.
Тому фермент гіалуронідаза. гидролизующий гіалуронову кислоту та інші глікозаміноглікани, що продукується деякими бактеріями, надає їм високу здатність до впровадження (інвазії) в тканини, оскільки він знижує в'язкість основної речовини сполучної тканини.