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

Здоровый микробиом — здоровый организм Здоровый микробиом — здоровый организм

Как поддерживать баланс в микробиоме и какие исследования ведутся в этой области

Наука
Дом северного света Дом северного света

Архитектуру и интерьер этого дома осмыслили как единую с ландшафтом композицию

SALON-Interior
В этот раз я не родился курьером В этот раз я не родился курьером

Ведь доставлять можно не только продукты... можно нести что-то большее

Правила жизни
Огненная саламандра Огненная саламандра

Мифический «дух огня» с точки зрения биологии

Вокруг света
Дизайн человека Дизайн человека

Что такое Нuman design — красивая теория или опасный самообман?

Лиза
Безопасно ли прыгать в сухие листья Безопасно ли прыгать в сухие листья

Прыжки в кучи сухих листьев могут представлять опасность для здоровья

ТехИнсайдер
Мир, где весело и нет времени Мир, где весело и нет времени

Все самое важное о Дживсе и Вустере

Weekend
Как подключить телефон к машине: 3 способа Как подключить телефон к машине: 3 способа

Зачем подключать телефон к машине и как это сделать?

РБК
«Операция „Барбаросса“: Начало конца нацистской Германии» «Операция „Барбаросса“: Начало конца нацистской Германии»

Что мешало немцам продвигаться к Москве

N+1
Иллюзия объективности Иллюзия объективности

Почему опасно бездумно полагаться на нейросети в образовании?

Монокль
Бренды и тренды Бренды и тренды

Будущее автомобилей направлено исключительно вверх

Men Today
5 привычек, которые бесят всех врачей 5 привычек, которые бесят всех врачей

Почему врач не может поставить вам правильный диагноз?

Maxim
Доходы сбавляют темп Доходы сбавляют темп

Почему гонка зарплат на российском рынке труда может закончиться

Ведомости
Курьерист Курьерист

Уже давно никто никому не звонит. Мне, например, звонит только мама

Правила жизни
Дарвиновский музей: по пути эволюции Дарвиновский музей: по пути эволюции

О сегодняшнем дне Дарвиновского музея

Наука и жизнь
Сцена Сцена

Важнейшие события российской театральной сцены 2025

RR Люкс.Личности.Бизнес.
Яркие акценты Яркие акценты

Заказчик хотел интерьер спокойной цветовой палитры, но с яркими акцентами

Идеи Вашего Дома
США: ловушка долгового государства США: ловушка долгового государства

Чем грозит раскручивание долговой спирали и кто в США может решиться на дефолт?

Монокль
Заполярная одиссея Заполярная одиссея

Путешествие под парусом в Арктике

Вокруг света
Владимир Маркони Владимир Маркони

Отучившись на агронома, прославился благодаря авторскому шоу «Реутов ТВ»

Правила жизни
Под крышей света Под крышей света

Архитекторы превратили старую мансарду в элегантные двухуровневые апартаменты

SALON-Interior
Фитнес с питомцем Фитнес с питомцем

Фитнес с питомцем не только поможет улучшить форму, но и укрепит вашу связь

Здоровье
Жилой аутсайдер Жилой аутсайдер

Московские новостройки бизнес-класса показывают самые низкие темпы роста цен

Ведомости
Недообход Хабаровска Недообход Хабаровска

Почему трасса обхода Хабаровска не привела к улучшению автодорожной ситуации

Монокль
Непохожая Непохожая

Софья Синицына — о драмеди «Виноград» и о том, как играть на сопротивление

Grazia
Хороший, плохой, злой Хороший, плохой, злой

Как относиться к демонизации косметических ингредиентов

VOICE
Пиво сделало людей более привлекательными для комаров Пиво сделало людей более привлекательными для комаров

Пиво привлекает комаров, а душ и солнцезащитный крем отталкивают

N+1
Не только варенье Не только варенье

Какие заготовки на зиму делают иностранцы

Лиза
«Я по роду своей профессиональной деятельности всегда говорю про детей…» «Я по роду своей профессиональной деятельности всегда говорю про детей…»

О Русских международных школах и перспективах российского образования за рубежом

Знание – сила
Равнодушные сотрудники и старые технологии: за что Sony не полюбил СССР Равнодушные сотрудники и старые технологии: за что Sony не полюбил СССР

Визит Акио Мориты в СССР: почему советские рабочие отпугнули основателя Sony

ТехИнсайдер
Открыть в приложении