Guinguette Marais Poitevin

Extracellulaire matrix van dierlijke cellen

De meeste dierlijke cellen geven materialen af aan de extracellulaire ruimte. De belangrijkste bestanddelen van deze materialen zijn eiwitten, en het eiwit dat het meest voorkomt is collageen. Collageenvezels zijn verweven met koolhydraat-bevattende eiwitmoleculen, proteoglycanen genaamd. Tezamen worden deze materialen de extracellulaire matrix genoemd (figuur 1). De extracellulaire matrix houdt niet alleen de cellen bijeen om een weefsel te vormen, maar zorgt er ook voor dat de cellen in het weefsel met elkaar kunnen communiceren. Hoe kan dit gebeuren?

Figuur 1. De extracellulaire matrix bestaat uit een netwerk van eiwitten en koolhydraten.

Cellen hebben eiwitreceptoren op de extracellulaire oppervlakken van hun plasmamembranen. Wanneer een molecuul in de matrix bindt aan de receptor, verandert de moleculaire structuur van de receptor. De receptor verandert op zijn beurt de conformatie van de microfilamenten die zich net binnen het plasmamembraan bevinden. Deze veranderingen in conformatie veroorzaken chemische signalen in de cel die de celkern bereiken en de transcriptie van specifieke delen van het DNA “aan” of “uit” zetten, hetgeen van invloed is op de productie van geassocieerde eiwitten, waardoor de activiteiten in de cel veranderen.

Bloedstolling geeft een voorbeeld van de rol van de extracellulaire matrix in celcommunicatie. Wanneer de cellen die een bloedvat bekleden beschadigd zijn, vertonen zij een eiwitreceptor die weefselfactor wordt genoemd. Wanneer weefselfactor bindt met een andere factor in de extracellulaire matrix, zorgt dit ervoor dat bloedplaatjes zich aan de wand van het beschadigde bloedvat hechten, stimuleert het de aangrenzende gladde spiercellen in het bloedvat om samen te trekken (en zo het bloedvat te vernauwen), en zet het een reeks stappen in gang die de bloedplaatjes stimuleren om stollingsfactoren te produceren.

Intercellulaire Juncties

Cellen kunnen ook met elkaar communiceren via direct contact, dat intercellulaire juncties wordt genoemd. Er zijn enkele verschillen in de manier waarop planten- en dierencellen dit doen. Plasmodesmata zijn knooppunten tussen plantencellen, terwijl dierlijke celcontacten bestaan uit tight junctions, gap junctions en desmosomen.

Plasmodesmata

In het algemeen kunnen lange stukken van de plasmamembranen van naburige plantencellen elkaar niet raken, omdat ze van elkaar gescheiden zijn door de celwand die elke cel omringt. Hoe kan een plant dan water en andere voedingsstoffen uit de bodem overbrengen van de wortels, via de stengels, naar de bladeren? Voor dit transport wordt in de eerste plaats gebruik gemaakt van de vaatweefsels (xyleem en floëem). Er bestaan ook structurele aanpassingen die plasmodesmata (enkelvoud = plasmodesma) worden genoemd, talrijke kanalen die tussen celwanden van aangrenzende plantencellen lopen, hun cytoplasma met elkaar verbinden en het transport van materialen van cel naar cel, en zo door de hele plant, mogelijk maken (figuur 2).

Figuur 2. Een plasmodesma is een kanaal tussen de celwanden van twee aangrenzende plantencellen. Plasmodesmata maken het mogelijk dat materialen van het cytoplasma van een plantencel naar het cytoplasma van een aangrenzende cel gaan.

Tight Junctions

Een tight junction is een waterdichte afsluiting tussen twee aangrenzende dierlijke cellen (figuur 3). De cellen worden stevig tegen elkaar gehouden door eiwitten (voornamelijk twee eiwitten die claudinen en occludinen worden genoemd).

Figuur 3. Strakke juncties vormen waterdichte verbindingen tussen aangrenzende dierlijke cellen. Eiwitten zorgen voor hechting tussen de tight junctions.

Deze hechting voorkomt dat materialen tussen de cellen kunnen lekken; tight junctions worden vooral aangetroffen in epitheelweefsels die de binnenste organen en holten bekleden, en in het grootste deel van de huid. De hechte verbindingen tussen de epitheelcellen die uw urineblaas bekleden, voorkomen bijvoorbeeld dat urine weglekt naar de extracellulaire ruimte.

Desmosomen

Ook alleen in dierlijke cellen worden desmosomen gevonden, die als puntlassen tussen aangrenzende epitheelcellen fungeren (figuur 4). Korte eiwitten, cadherinen genaamd, in het plasmamembraan verbinden zich met intermediaire filamenten om desmosomen te vormen. De cadherinen verbinden twee aangrenzende cellen met elkaar en houden de cellen in een vel-achtige formatie in organen en weefsels die uitrekken, zoals de huid, het hart en de spieren.

Figuur 4. Een desmosoom vormt een zeer sterke puntlas tussen cellen. Het ontstaat door de koppeling van cadherinen en intermediaire filamenten.

Gap Junctions

Gap junctions in dierlijke cellen lijken op plasmodesmata in plantencellen: het zijn kanalen tussen aangrenzende cellen die het transport mogelijk maken van ionen, voedingsstoffen en andere stoffen die cellen in staat stellen met elkaar te communiceren (figuur 5). Qua structuur verschillen gap junctions en plasmodesmata echter van elkaar.

Figuur 5. Een “gap junction” is een met eiwitten beklede porie die water en kleine moleculen doorlaat tussen aangrenzende dierlijke cellen.

Gap junctions ontstaan wanneer een set van zes eiwitten (connexines genaamd) in het plasmamembraan zichzelf rangschikken in een langgerekte donut-achtige configuratie die een connexon wordt genoemd. Wanneer de poriën (“donutgaten”) van connexons in aangrenzende dierlijke cellen op één lijn liggen, vormt zich een kanaal tussen de twee cellen. Gap junctions zijn vooral belangrijk in de hartspier: het elektrische signaal voor het samentrekken van de spier wordt efficiënt door gap junctions geleid, waardoor de hartspiercellen in tandem kunnen samentrekken.

Bijdraaien!

Verbeter deze paginaLees meer