Concetti Chiave
- Il glicocalice è uno strato che aderisce alla membrana plasmatica, contenente carboidrati e materiali extracellulari secreti dalla cellula.
- La matrice extracellulare (MEC) è cruciale per la forma e le attività cellulari, fornendo supporto meccanico e fungendo da barriera tra tessuti.
- Il collagene, principale componente della MEC, è caratterizzato da una struttura a tripla elica e conferisce resistenza meccanica a tessuti come tendini e cartilagine.
- I proteoglicani formano un gel idratato che resiste alla compressione, contribuendo alla solidità della MEC e della cartilagine.
- Le laminine, glicoproteine a forma di croce, influenzano la migrazione e la crescita cellulare, interagendo con altri componenti della membrana basale.
N. B.= Glicocalice => strato strettamente aderente alla superficie esterna della membrana plasmatica; contiene carboidrati ed altri materiali extracellulari secreti dalla cellula nello spazio esterno, dove restano esternamente associati alla superficie cellulare.
Ruolo della matrice extracellulare
La matrice extracellulare (MEC), presente in molti tipi di cellule animali, è una rete organizzata di materiali extracellulari presente nelle vicinanze della membrana plasmatica, può giocare un ruolo chiave nel determinare la forma e le attività di una cellula. Una delle matrici extracellulari meglio definite è la Membrana Basale (o lamina basale) uno strato spesso circa 50-200 nm che circonda le cellule muscolari ed adipose che è presente al di sotto della superficie basale delle cellule epiteliali, come nell’epidermide, nel rivestimento interno del canale digerente e respiratorio e nel rivestimento interno dei vasi sanguigni, inoltre fornisce un supporto meccanico per le adesioni delle cellule, fungono come barriera cellula-cellula separando tessuti adiacenti all’interno di un organo.
Composizione della matrice extracellulare
La matrice extracellulare può assumere diverse forme ma generalmente è composta da proteine molto simili; composte da estese molecole di tipo fibroso.
Tra le molecole più importanti:
- Collagene = appartiene alla famiglia delle glicoproteine e sono proteine fibrose appartenenti esclusivamente alla matrice extracellulare, costituendo il 25% delle proteine totali (più alto), sono caratterizzate da un’alta Resistenza alla Trazione. Vi sono diversi tipi di collagene ma tutte hanno le stesse caratteristiche strutturali:
---> sono trimeri, formati da 3 catene polipeptidiche chiamate catene α.
---> sono avvolte per gran parte della loro lunghezza in una tripla elica.
Alcuni collageni, tra cui i tipi I, II e III sono chiamati Collageni Fibrillari perché si assemblano in fibrille a forma di cavo; all’interno di ogni fibrilla, le singole molecole di collagene non sono allineate in registro ma sono sfalsate, ciò fa si che aumenti la resistenza meccanica del complesso e produce il caratteristico bandeggio delle fibre collagene. Tra i vari componenti della MEC, le molecole di collagene costituiscono l’ intelaiatura insolubile che determina molte delle proprietà meccaniche della MEC, ad esempio: i tendini, che connettono i muscoli alle ossa, devono resistere ad enormi forze di trazione durante la contrazione muscolare. Non tutti i collageni formano fibrille, come quello di tipo IV la cui distribuzione è limitata alle membrane basali che sono delle lamine di supporto molto sottili nelle quali le molecole di collagene sono organizzate a formare una rete che fornisce un supporto meccanico e funziona come un traliccio per la deposizione d’altri materiali extracellulari.
- Proteoglicani = complesso proteico-polisaccaridico formati da una proteina centrale alla quale sono legate covalentemente catene di (GAG) glicosamminoglicani. Data la natura acida dei GAG, i proteoglicani possono legare enormi quantità di cationi, che attirano un enorme numero di molecole d’acqua, formando cosi un gel poroso, idratato che resiste alla compressione. Insieme ai collageni essi danno alla cartilagine e alle MEC solidità e resistenza alle deformazioni.
- Fibronectina = formata da 2 catene polipeptidiche simili, unite da un paio di legami disolfuro, ciascun polipeptide è composto di una serie lineare di moduli distinti che sono organizzati in alcune unità funzionali più grandi. Ciascuna delle due catene polipeptidiche contiene:
---> siti di Legame per altri componenti della MEC, inclusi collageni e proteoglicani;
---> siti di Legame per recettori della superficie cellulare che mantengono le cellule stabilmente legate alla MEC.
- Laminina = sono una famiglia di glicoproteine extracellulari che hanno 3 differenti catene polipeptiche legate da ponti disolfuro (ed organizzate a formare una molecola a forma di croce) esse possono influenzare fondamentalmente le capacità di migrazione, di crescita e di differenziazione di una cellula. Inoltre oltre a legarsi a recettori della superficie cellulare, a molecole di laminino stesse ed altri componenti della membrana basale si ritiene che assieme al collagene di tipo IV possano formate reti separati ma interconnesse fornendo alle membrana basale sia resistenza che flessibilità.
Domande da interrogazione
- Qual è il ruolo della matrice extracellulare (MEC) nelle cellule animali?
- Quali sono i principali componenti della matrice extracellulare?
- Che cos'è il collagene e qual è la sua importanza nella matrice extracellulare?
- Come i proteoglicani contribuiscono alla funzionalità della matrice extracellulare?
- Qual è la funzione della laminina nella matrice extracellulare?
La matrice extracellulare gioca un ruolo chiave nel determinare la forma e le attività delle cellule, fornendo supporto meccanico e fungendo da barriera tra tessuti adiacenti (come descritto nel testo).
I principali componenti della MEC includono collagene, proteoglicani, fibronectina e laminina, ognuno con funzioni specifiche che contribuiscono alla struttura e alla resistenza della matrice (come evidenziato nel testo).
Il collagene è una glicoproteina fibrosa che costituisce circa il 25% delle proteine totali nella MEC, caratterizzata da alta resistenza alla trazione e fondamentale per la struttura meccanica di tendini e altri tessuti (come spiegato nel testo).
I proteoglicani, grazie alla loro capacità di legare cationi e acqua, formano un gel poroso che resiste alla compressione, conferendo solidità e resistenza alle deformazioni alla cartilagine e alla MEC (come indicato nel testo).
La laminina, una glicoproteina a forma di croce, influisce sulla migrazione, crescita e differenziazione delle cellule, e collabora con il collagene di tipo IV per formare reti che conferiscono resistenza e flessibilità alla membrana basale (come descritto nel testo).
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