Инфузионная терапия - Гуменюк Н.И.
ISBN 966-7619-55-9
Скачать (прямая ссылка):
Коллагеновые волокна укрепляют и упорядочивают матрикс, а резиноподобные эластиновые волокна придают ему упругость (рис. 16). Адгезивные белки способствуют прикреплению клеток к внеклеточному матриксу, фибронектин участвует в прикреплении фибробластов и подобных клеток к матриксу в соединительных тканях, а ламинин — в прикреплении эпителиальных клеток к базальной мембране.
Молекулы гликозаминогликана и протеогликана образуют сильно гидратированное гелеподобное "основное вещество", в которое погружены фибриллярные белки. Водная фаза полисахаридного геля обеспечивает диффузию питательных веществ, метаболитов и гормонов между кровью и клетками ткани.
Гликозаминогликаны — это длинные не-разветвленные полисахаридные цепи, состоящие из повторяющихся дисахаридных звеньев. Их называют гликозаминогликанами потому, что один из двух остатков в повторяющемся дисахариде — это всегда аминосахар (N-аце-тилглюкозамин или N-ацетилгалактозамин). В большинстве случаев один из этих аминосаха-ров сульфатирОван, а второй представляет собой уроновую кислоту. Наличие у многих са-
РиСш 16. Сеть эластических волокон матрикса (электронная микрофотография)
34
Глава 1
харных остатков сульфатных или карбоксильных групп придает гликозамино-гликанам большой отрицательный заряд. По типу сахарных остатков, типу связей между ними, а также по числу и положению сульфатных групп различают четыре главные группы гликозаминогликанов: 1) гиалуроновая кислота; 2) хондроитинсульфат и дерматансульфат; 3) гепарансульфат и гепарин; 4) ке-ратансульфат.
Полисахаридные цепи недостаточно гибки, чтобы, подобно многим поли-пептидным цепям, складываться в компактные глобулярные структуры. Кроме того, они в высокой степени гидрофильны. Поэтому гликозаминогликаны стремятся принять конформацию очень рыхлого, неупорядоченного клубка, который занимает огромный для своей массы объем, и образуют гели даже в очень низких концентрациях. Благодаря высокой плотности отрицательных зарядов их молекулы притягивают множество таких осмотически активных ионов, как Na\ что ведет к всасыванию в матрикс большого количества воды. Это создает давление набухания (тургор), позволяющее матриксу противостоять сжимающим силам (в противоположность коллагеновым волокнам, противодействующим растяжению). Именно таким образом сопротивляется сжатию, например, матрикс хряща.
Количество гликозаминогликанов в соединительной ткани обычно составляет менее 10% от содержания фибриллярных белков. Поскольку, однако, они образуют рыхлый гидратированный гель, цепи гликозаминогликана заполняют большую часть межклеточного пространства, обеспечивая ткани механическую опору и в то же время не препятствуя быстрой диффузии водорастворимых молекул и миграции клеток.
За исключением гиалуроновой кислоты, все гликозаминогликаны ковалентно связаны с белком в форме протеогликанов. Молекулы протеогликанов по форме напоминают ершик для мытья бутылок. Они состоят из полипептидной цепи (сердцевинный белок) и множества боковых полисахаридных цепей. Сердцевинный белок протеогликана может быть и гликопротеином. Протеогликаны могут содержать по массе до 95 % углеводной составляющей, большая часть которой представлена различным числом (от одной до нескольких сотен) неразве-твленных цепей гликозаминогликана, в типичных случаях каждая примерно из 80 сахарных остатков. Молекулярная масса протеогликанов значительна. Один из наиболее полно охарактеризованных протеогликанов — главный компонент хряща — как правило, содержит около 100 цепей хондроитинсульфата и примерно 50 цепей кератансульфата, связанных с сердцевинным белком, который богат серином и состоит из более чем 2000 аминокислот (рис. 17). Его общая молекулярная масса составляет около 3 000 000. С другой стороны, многие протеогликаны значительно меньше и имеют только от 1 до 10 гликозаминогликановых цепей.
Строение протеогликанов допускает почти неограниченное разнообразие. Они могут существенно различаться по содержанию белка, величине молекул и числу и типу гликозаминогликановых цепей в молекуле. Кроме того, хотя для них всегда характерны повторяющиеся последовательности дисахаридов, длина
Гомеостазис внутренних сред организма как условие нормальной жизнедеятельности
35
1 мкм Протеогликановый агрегат
Рис. 17. Протеогликановый агрегат
и состав цепей гликозаминогликанов могут сильно варьировать, так же как и пространственное расположение гидроксильных, сульфатных и карбоксильных групп вдоль цепи.
Роль протеогликанов не сводится лишь к созданию гидратированного пространства вокруг клеток и между ними. Протеогликаны связывают различные сигнальные молекулы, локализуя их действие (например, фактор роста фибробластов). Протеогликаны могут образовывать гели с разной величиной пор и разной плотностью зарядов и служить фильтрами, регулирующими движение молекул и клеток в соответствии с их размерами и зарядом. Подобную функцию они выполняют, например, в базальной мембране почечных клубочков, фильтрующей молекулы из кровотока в мочу.
