Что такое внеклеточный матрикс и как он участвует в жизни организма

НаукаНаука

Зачем клетки липнут друг к другу

Все слышали о том, что организм состоит из клеток, но не все задумывались, как они организуются и работают. Все клетки нашего организма на той или иной стадии своего развития растут и живут в адгезивном (прикрепленном) состоянии.

Подготовила Наталия Лескова

ВКМ мозга с растущими на нем клетками (синим красителем окрашены клеточные ядра). Фото: Коммерсантъ

Адгезия, или налипание,— важное свойство наших клеток, которое обеспечивает организму многоклеточное существование. «Прилипая» друг к другу и к внеклеточным структурам, клетки объединяются в одни органы и отделяются от других. В этом им помогает внеклеточный матрикс. Как все это работает, объясняет Елена Петерсен, кандидат медицинских наук, доцент, заведующая лабораторией молекулярно-биологических и нейробиологических проблем и биоскрининга МФТИ.

Елена Петерсен. Фото: Андрей Афанасьев, Коммерсантъ

Много гиалуроновой кислоты не всегда хорошо

Внеклеточный матрикс (ВКМ) — это совокупность структурных белков, образующих фибриллярный (нитевидный) каркас органов и тканей. Внешне ВКМ можно представить себе в виде сетки, повторяющей очертания органа и его структурных элементов. Клетки же, в свою очередь, группируются определенным образом на различных сторонах этой сетки, образуя ткани, а все вместе они образуют органы. В зависимости от типа ткани и органа состав и строение ВКМ изменяется. Так, мы знаем, например, что для кожи доминирующие типы коллагена — это 1 и 3, а для хрящевой ткани — 2. Также ВКМ меняется в зависимости от возраста и состояния организма. Например, по мере развития эмбриона вокруг его клеток формируется первичный матрикс, который больше напоминает не фибриллы, а нежный гидрогель или желе. Состоит он преимущественно из гиалуроновой кислоты.

Такое строение первичного внеклеточного матрикса позволяет клеткам активно перемещаться, выстраивая цепочки, которые двигаются в определенном направлении и образуют новые ткани растущих органов. Взаимодействуя с мезенхимальными стволовыми клетками, жесткий ВКМ может изменить конечную дифференцировку по хондрогенному (хрящевому) или остеогенному (костному) направлению. С возрастом процент гиалуроновой кислоты в составе тканей снижается, клетки экспрессируют (создают) вокруг себя фибриллярные (нитевидные) белки, в основном коллаген и эластин, которые образуют сетчатый внеклеточный матрикс, замещающий собой первичный и обеспечивающий большую прочность тканям и органам.

Но в ряде случаев — например, при раковой прогрессии — происходит увеличение процента гиалуроновой кислоты в ткани, раковые клетки активно синтезируют ее. Такое повышение ничего хорошего не предвещает. Это один из неблагоприятных диагностических маркеров. То есть много гиалуронки не всегда хорошо.

В последние десять лет стало понятно, что значение ВКМ гораздо более важное, чем простая поддержка органов и ограничение их структуры. Он также выполняет ключевые функции в регуляции клеточной активности и важен для множества биологических процессов за счет связанных с ним сигнальных молекул, влияющих на клеточное поведение, включая самоподдержание нормального количества клеток, сохранение их «молодости» и «работоспособности».

Что подложить под клетку

Начиная с 1970–1980-х годов с подъемом клеточных технологий первой волны начали появляться реферируемые статьи об использовании клеток для лечения ран. В первую очередь речь велась о заживлении ран и ожогов кожи. Для этого использовали клетки, получаемые из кусочка тканей самого пациента или донора, которые в условиях лаборатории росли прикрепленными в специальной емкости, а для дальнейшего использования после нарастания нужного количества их нужно было открепить.

Делали это с помощью различных ферментов или скребков, что могло травмировать клетки. Сами клетки, будучи открепленными от дна своих емкостей, могли погибать при транспортировке и хранении перед нанесением их на рану.

Решением этого вопроса было использование подложек — вкладок в специальную посуду для выращивания клеток, на которых они могли расти, после чего вместе с этой подложкой переноситься на рану. В виде таких подложек использовались всевозможные материалы — от синтетических до природных. В частности, искусственно синтезированные — например, поливинилхлоридные пленки, а также естественные матриксы из различных тканей (подслизистая тонкого кишечника, дерма кожи, губчатое вещество кости). По мере накопления опыта использования различных подложек стало понятно, что они все обладают различным действием на клетки.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Свинячьи грибы, или маслята Свинячьи грибы, или маслята

Маслята — одни из самых собираемых грибов в России

Наука и жизнь
Ксения Хаирова Ксения Хаирова

О Валентине Талызиной, актрисе поистине уникальной

Караван историй
Счастье для всех недаром Счастье для всех недаром

Писатель Шамиль Идиатуллин — о роли Аркадия Стругацкого в его жизни

Weekend
Музыка — не в нотах Музыка — не в нотах

Что мы потеряли в музыке за последние сто лет, педантично следуя нотам?

СНОБ
Изнанка малого бизнеса: как структурировать процессы с первого дня Изнанка малого бизнеса: как структурировать процессы с первого дня

Истории малого бизнеса, который на ощупь выстраивал управление задачами

Inc.
Недетский полет: 5 вопросов о прыжках с парашютом в тандеме для тех, кто хочет попробовать Недетский полет: 5 вопросов о прыжках с парашютом в тандеме для тех, кто хочет попробовать

Кому можно прыгать с парашютом и как это делается

ТехИнсайдер
Львинохвостые макаки, или Вандеру Львинохвостые макаки, или Вандеру

Львинохвостые макаки – очень капризные и не желающие быть фотомоделями

Знание – сила
Физлицом к рынку Физлицом к рынку

Розничные инвесторы нарастили вложения вдвое, предпочитая облигации акциям

Ведомости
Астрономы нашли наиболее вероятного кандидата в беззвездное гало темной материи субгалактической массы Астрономы нашли наиболее вероятного кандидата в беззвездное гало темной материи субгалактической массы

Астрономы подтвердили статус Cloud-9 как кандидата в объекты типа RELHIC

N+1
20 легендарных мультфильмов для всех возрастов, которые должен посмотреть каждый хоть раз в жизни 20 легендарных мультфильмов для всех возрастов, которые должен посмотреть каждый хоть раз в жизни

Мультики, которые стоит посмотреть всем вне зависимости от возраста

Правила жизни
Марина Монгуш: «Креативная экономика — это не только про деньги, но и про социальные эффекты» Марина Монгуш: «Креативная экономика — это не только про деньги, но и про социальные эффекты»

Почему креативная экономика становится движущей силой развития России?

ФедералПресс
Братские портреты Братские портреты

Братские портреты навсегда остались бы неизвестными, если бы не парное сочетание

Дилетант
Академик Петр Чумаков: вирусы позволяют увидеть раковые клетки и сформировать иммунный ответ Академик Петр Чумаков: вирусы позволяют увидеть раковые клетки и сформировать иммунный ответ

Вирусы дают надежду в лечении самых злокачественных видов рака

Наука
Пушки или масло Пушки или масло

Как технологии двойного назначения помогли послевоенной конверсии

Эксперт
Поклон Осаке Поклон Осаке

Футуристическая, эксцентричная Осака сохранила дух настоящего нонконформизма

Y Magazine
Ничего личного Ничего личного

Как защититься от хейта в Интернете

Лиза
Крыло, похожее на тюльпан, – винт вертолета Крыло, похожее на тюльпан, – винт вертолета

Как всего два винта делают вертолёт летающей машиной?

Наука и техника
ИИ в школе: инструмент или угроза? ИИ в школе: инструмент или угроза?

Внедрение ИИ — неизбежный этап. Какова будущая роль учителя в новой системе?

Монокль
Алексей Маслов: «Для Китая Россия — это прежде всего точки продаж» Алексей Маслов: «Для Китая Россия — это прежде всего точки продаж»

Как развиваются связи РФ и КНР и чего ждать в будущем

РБК
Не время паниковать: почему осенью волосы начинают выпадать сильнее Не время паниковать: почему осенью волосы начинают выпадать сильнее

Рассказываем, почему осенью волос на расческе остается больше обычного

ТехИнсайдер
«Инк» и «Космос-4» нашли главные страхи бизнесменов при развитии личного бренда «Инк» и «Космос-4» нашли главные страхи бизнесменов при развитии личного бренда

Как внутренние страхи и нехватка времени мешают развивать личный бренд

Inc.
Почему мир заговорил о белом водороде: новый источник чистой энергии Почему мир заговорил о белом водороде: новый источник чистой энергии

Белый водород — новый уникальный источник энергии?

ТехИнсайдер
Выживет ли грузинский прагматизм Выживет ли грузинский прагматизм

Как Тбилиси не остаться на обочине и сохранить взвешенную внешнюю политику

Монокль
Путь к свободе Путь к свободе

Ferretti Yachts 940 заменила 920 и при всем сходстве заметно от нее отличается

Y Magazine
Ядерная медицина и нанотехнологии: как в Ульяновской области развивают инновации Ядерная медицина и нанотехнологии: как в Ульяновской области развивают инновации

Ульяновская область: ядерные инновации для будущего России

ФедералПресс
Визит в страну чучхе: зачем ехать и как не нарушить правила Визит в страну чучхе: зачем ехать и как не нарушить правила

КНДР: невероятно замкнутая и одновременно чарующая страна

ФедералПресс
Другая история Другая история

Человеческому терпению нет предела, но это явно не тот случай!

Знание – сила
Все мы не молодеем: 5 тестов для оценки скорости старения Все мы не молодеем: 5 тестов для оценки скорости старения

Простые тесты, которые помогут понять, насколько вы справляетесь со старением

ТехИнсайдер
Колледж учит жизни Колледж учит жизни

Куда идут работать после выпуска из учебного заведения выпускники колледжей

Ведомости
Корабль с игрушками Корабль с игрушками

Чем заняться в чартере? Вопрос на первый взгляд кажется риторическим

Y Magazine
Открыть в приложении