7/02/2013
III.
Fibrine / fibronectine Laminine
3.
2.
1.
Suikers en polysacchariden Proteoglycanen Glycosaminoglycanen
Proteoglycanen
2.
1.
Gespecialiseerde eiwitten
2.
Collageen Elastine
Ann DEVOS
7/02/2013
De componenten van de ECM in de praktijk
3.
2.
1.
Vezelachtige eiwitten
De componenten van de ECM
II II.
1.
De ECM – algemeen
I.
Indeling
Ann DEVOS
en wondzorg
Proteoglycanen
Extracellulaire matrix,
1
De ECM
I.
7/02/2013
Ann DEVOS
7/02/2013
De ECM
Ann DEVOS
• Basale membraan
• Pericellulaire ruimten
• Interstitiële matrix (tussen weefsels)
• Maakt het grootste deel uit van de (normale) huid • Geeft aan de huid zijn unieke eigenschappen van elasticiteit, rek- en samendrukbaarheid
• Is het deel van dierlijk weefsel dat zich buiten de cellen bevindt • Structurele ondersteuning aan cellen • Buffer tegen druk die op cellen wordt uitgeoefend • Scheiden van verschillende weefsels • Regelen van intercellulaire communicatie
I.
2
Proteoglycanen en glycosaminoglycanen (GAGs)
•
III.
Fibrine / fibronectine Laminine
3.
2.
1.
Suikers en polysacchariden Proteoglycanen Glycosaminoglycanen
Proteoglycanen
2.
1.
Gespecialiseerde eiwitten
Collageen Elastine
Ann DEVOS
7/02/2013
De componenten van de ECM in de praktijk
3.
2.
2.
1.
Vezelachtige eiwitten
De componenten van de ECM
II II.
1.
De ECM – algemeen
I.
Indeling
7/02/2013
Gespecialiseerde proteïnen: fibronectine-fibrine, laminine, …
•
Ann DEVOS
Structurele proteïnen: collageen en elastine, elastine …
De ECM
•
I.
3
II.1.1
De basissubstantie van de dermis gezien onder de microscoop
II.1.1
7/02/2013
http://www.pg.com/science/skincare/Skin_tws_31.htm/
Ann DEVOS
z
z
z
in mindere mate door epitheliale cellen
Fib bl t Fibroblasten
Type I, II, III 7/02/2013
z
>20 verschillende types
Grootste groep van vezelachtige eiwitten in de ECM
z
z
Aangemaakt door
Collageen
Ann DEVOS
Collageen en elastine vezels in de dermis (EM)
Collageen
4
Aligneren van de triplexen is weefselspecifiek en variëert in kraakbeen, beenmatrix, dentine, huid, pezen en bindweefsel Ann DEVOS
Crosslinken van de triplexen geeftft meer sterkte t kt
most interstitial tissue, assoc. with type I epithelia
300nm small 67nm fibrils 300nm,
300nm, small 67nm fibrils
390nm C-term globular domain, nonfibrillar
390nm N-term globular domain, small fibers
150nm, N+C term. globular domains, microfibrils, 100nm banded fibrils
450nm, dimer
[D1(I)]2[D(I)]
[D1(II)]3
[D1(III)]3
[D1(IV)2[D2(IV)]
[D1(V)][D2(V)][D3(V)]
[D1(VI)][D2(VI)][D3(VI)]
II
III
IV
V
VI
300nm, small fibers
?, ?
[D1(XI)][D2(XI)][D3(XI)]
D1(XII)
XI
XII
Ann DEVOS
7/02/2013
150nm, C-term. globular domain
[D1(X)]3
Type I-V : vezelvormend
cartilage, assoc. with type II hypertrophic and mineralizing cartilage
200nm, N-term. globular domain, bound proteoglycan
[D1(IX)][D2(IX)][D3(IX)]
X
http://web.indstate.edu/thcme/mwking/extracellularmatrix.html http://themedicalbiochemistrypage.org/extracellularmatrix.html
interacts with types I and III
cartilage
some endothelial cells
IX
?, ?
[D1(VII)]3
[D1(VIII)]3
VII
VIII
most interstitial tissue, assoc. with type I
all basal lamina
Huid, spier, vaak samen mettype I
Kraakbeen glasachtig lichaam Kraakbeen,
Localization huid, pees, bot, etc.
Structural Details
300nm, 67nm banded fibrils
Chain Composition
I
Types
7/02/2013
Verschillende types collageen
http://herkules.oulu.fi/isbn9514253728/html/x174.html/
z
z
Elk van de monomeren kan licht van elkaar verschillen
Opgebouwd uit 3 helixen
z
z
Monomeer ~1000 az
z
Overzicht van de stappen die nodig zijn voor de aanmaak van collageenvezels door de fibroblasten.
Synthese van collageen
5
Blue coloured elastic fibers
Subcutaneous tissue from a young rabbit. Highly magnified. (Elastic fibers labeled at left. )
z
z
z
II.1.2
Nemen snel weer hun oorspronkelijke configuratie in eenmaal ze losgelaten worden.
rek tot malen hun eigen lengte
7/02/2013
Elastine
7/02/2013
Vormen net-structuur waarbij de vezels bedekt wordt met fibrilline, een groot glycoproteïne dat bindt aan elastine en zorgt voor de fysische integriteit van de elastinevezels.
cross-links met belendende elastine moleculen.
belangrijkste component van an elastische vezels
glycoproteïne
Ann DEVOS
z
z
z
z
II.1.2
Ann DEVOS
wordt teruggevonden in alle vertebraten met uitzondering van de primitive kaakloze vissen.
z
z
Elastinevezels
Collageenvezels - rek van MAAR 5% -> echte ‘rek-eigenschappen’ nodig
Elastine
6
Fibrine / fibronectine Laminine
Suikers en polysacchariden Proteoglycanen Glycosaminoglycanen
II.2.1
Ann DEVOS
http://www.ks.uiuc.edu/Research/fibronectin/ 7/02/2013
• Fibrine is oplosbare vorm van fibronectine - aangemaakt door hepatocyten van de lever - circuleert in bloed
•Heeft elastische eigenschappen tot 4x zijn eigen lengte
• Dimeer
7/02/2013
Fibronectine
Ann DEVOS
De componenten van de ECM in de praktijk
3.
2.
1.
Proteoglycanen
2.
1.
Gespecialiseerde eiwitten
Collageen Elastine
• Glycoproteïne met modulaire structuur 12x FN-I FN-I, 2x FN-II en 15-17x FN-III
III.
3.
2.
2.
1.
Vezelachtige eiwitten
De componenten van de ECM
II II.
1.
De ECM – algemeen
I.
Indeling
7
Fibronectine - rol
Fibronectine - rol
7/02/2013
z
z
z
z
z
Ann DEVOS
7/02/2013
Vervangen door een matrix die op normaal weefsel leidt.
Degradatie van bloedklonter
Aantrekken/miggratie van fibroblasten en macrofagen
Vormt een bloedklonter
De plasma-vorm D l fib i fibrine wordt afgezet op de plaats van verwonding
Cruciale rol in wondheling
II.2.1
Ann DEVOS
=> cellen kunnen gaan bewegen in de ECM
-> beïnvloedt b ï l dt stimulatie ti l ti van signalen i l di die celaanhechting, migratie en differentiatie promoten.
-> reorganisatie van het celskelet
• Interaggeert met ECM componenten als collageen, fibrine en heparansulfaat, • Interaggeert met integrine-receptoren in de plasmamembraan van cellen
verbinden van cellen met de ECM
II.2.1
8
7/02/2013
Laminine
Ann DEVOS
z
Gesulfateerde glycolipiden van het celoppervlak Integrine, Specifieke receptoren
Incorporatie van andere componenten
Ann DEVOS
7/02/2013
=> Basale membraan
Polymeriseert en vormt netwerk
z
->Signalen Si l naar cytoskelet t k l t en iinner cellll
z
z
z
Kan binden aan
Essentiëel bestanddeel van de basale membraan (BM)
z
z
z
9
Fibrine / fibronectine Laminine Suikers en polysacchariden Proteoglycanen Glycosaminoglycanen
Ann DEVOS
7/02/2013
De componenten van de ECM in de praktijk
3.
2.
1.
Proteoglycanen
2.
1.
Gespecialiseerde eiwitten
Collageen Elastine
Ann DEVOS
7/02/2013
Proteïne
Suiker
II.3 Proteoglycanen en glycoproteïnen
III.
3.
Ruimtelijk: asymmetrisch kruis
Interaggeert met integrines integrines, collageen type IV, heparansulfaat, ..
2.
Geven aanleiding tot 11 laminines
2.
1.
Vezelachtige eiwitten
De componenten van de ECM
z
z
Indeling De ECM – algemeen
z
II II.
I.
1.
Groot eiwitcomplex opgebouwd uit 3 polypeptideketens DEJ E
12 verschillende lamininepolypeptideketens DEJ
z
Laminine
Verankert de celoppervlakken aan de basale lamina
II.2.2
II.2.2
10
II.3.1
II.3.1
2012-2013
Biochemie - Ann DEVOS
2012-2013
Suikers en polysacchariden
Biochemie - Ann DEVOS
Suikers Suikers en polysacchariden
11
2012-2013
Proteoglycanen
Biochemie - Ann DEVOS
C
C
C
C
z
z
z
Ann DEVOS
De proteïnen in proteoglycanen zijn rijk aan serines omdat zij de koppeling van GAG mogelijk maken.
De linker is gekoppeld aan een Serine residue in het eiwit
Binden van GAGs aan het eiwit via een specifieke suikercomponent
7/02/2013
core protein
GAG i extensions
Extracellulaire matrixproteïnen waarop suikerpolymeren vastgehecht
Suikers: Suikers: reacties en derivaten
12
z
7/02/2013
Ann DEVOS
7/02/2013
GAGs met fysiologische betekenis
Ann DEVOS
Weinig samendrukbaar, Ideaal als smeersel en schokdemper in gewrichten
Negatief geladen - sterk hydrofiel -> Vormen gels bij zeer lage concentratie -> zwelling door druk = turgor
z
= een herhaling van steeds hetzelfde disaccharide Dit disaccharide bevat een N-geacetyleerd hexosamine (een suiker met op C6 een aminoacetylgroep)
Lange onvertakte heteropolysaccharide
z
z
Meest voorkomende polysacchariden in het lichaam
z
Glycosaminoglycanen (GAGs)
13
ECM van los bindweefsel, corpus vitreum van oog, synoviaal vocht van gewrichten
Hyaluransulfaat
Essentials of Glycobiology Second Chapter 15, FigureEdition 1
bestaat uit een herhaling van het disaccharide N-acetylglucosamine en glucuronzuur
Het GAG hyaluronzuur van de ECM
7/02/2013
Basale membranen, componenten van celoppervlakken
Heparansulfaat
Ann DEVOS
Mastcellen langs de arteriën van de longen, lever , huid
Cornea, botweefsel, kraakbeen wanneer geaggregeerd met chondroïtinesulfaten
Huid, pezen (50%), hartkleppen, wand van grote arteries = beta-heparine
Pezen, huid, nucleus pulposus van de wervelkolom, speeksel
Kraakbeen (40%), huid, botweefsel, navelstreng
cornea
Locatie
Heparine
Keratansulfaat
Chondroïtinesulfaat B of Dermatansulfaat
Chondroïtinesulfaat C
Chondroïtine A
Chondroïtine
GAG
Glucosaminoglycanen
14
1 enkel lang hyaluronzuur molecule
z
z
z
z
Kan 4000 nm lang en diameter van 500 nm
z
Regelt afzetting van collageenvezels
z
Aggrecanen
versicanen
z
z
Ann DEVOS
7/02/2013
Verhoogde stijfheid
z
Geaggregeerde proteoglycanen
Verhoogde waterretentie – gelvorming
z
Functie van deze aggregaten:
vastgehecht op een hyaluronzuur ruggengraat
z
Vormen grote aggregaten
Samenvatting proteoglycanen
http://www.bioinfo.org.cn/book/biochemistry/chapt11/bio2.htm Chapter 15, Figure 1
veel moleculen van het core-eiwit die elk op hun beurt covalent gebonden chondroitinesulfaat & keratansulfaat b tt bevatten
is niet-covalent gebonden met
Grootste PS gevonden in vertebraten
z
Hyaluronzuur
15
Fibrine / fibronectine Laminine
3.
2.
1.
Suikers en polysacchariden Proteoglycanen Glycosaminoglycanen
Proteoglycanen
2.
1.
Gespecialiseerde eiwitten
2.
Collageen Elastine
Vezelachtige eiwitten 1.
Ann DEVOS
7/02/2013
De componenten van de ECM in de praktijk
3.
2.
1.
De componenten van de ECM
De ECM – algemeen
Remodelling (6,7) van de ECM C
Proliferatie (4, 5)
Inflammatie (3)
Haemostase (1-2)
Ann DEVOS
7/02/2013
Doorheen deze fasen speelt de ECM een belangrijke rol bij het regelen en integreren van deze helingsprocessen
z
z
z
z
Normale heling verloopt in 4 overlappende fasen:
De ECM in acute wonden
III.
II II.
I.
Indeling
16
7/02/2013
Vezels ernstig verzwakt
z
Ann DEVOS
7/02/2013
Na een verwonding wordt de weefselspanning pas opnieuw opgebouwd door fibroblasten
-> bacteriële adhesiemoleculen herkennen dit -> aanhechten -> infectie.
-> Cellen trekken aan ECM vezels -> vezels vaak gestrekt -> Bacteriën hechten niet goed
Vezels van de ECM onder turgor
z
III De ECM in de praktijk acute wonden
Ann DEVOS
bereiken van een goede heling.
B Belang l van hhett hherstellen t ll van een ffunctionele ti l ECM iin een wondbed db d
• CHRONISCHE WONDEN bevatten verhoogde hoeveelheden van inflammatoire cellen.
• IN ACUTE WONDEN bestaat de voorlopige wondmatrix hoofdzakelijk uit fibrine en fibronectine dat een houvast vormt voor de cellen die betrokken zijn bij wondheling
III. De ECM in de praktijk
17
7/02/2013
Plasma of wondvocht uit:
Ann DEVOS
7/02/2013
VU1, VU2: Veneuze ulcera DU1, DU2: Diabetische voet ulcera MF1, MF2: acute mastectomie wonde Plasma geïncubeerd met chronisch wondvocht
Fibronectine stalen
Ann DEVOS
Fibroblasten blijven minder goed vast zitten in wondvocht van chronische wonden dan in normaal serum REDEN: proteasen -> degradatie van gelatine
Aanhechting van fibroblasten in gelatine gelatine--gecoate petrischaaltjes
18
Na-Carboxyl-Methyl-Cellulose
Na-Carboxyl-Methyl-Cellulose + gelatine + pectine
z
z
7/02/2013
GAG
z
Ann DEVOS
Hyaluronzuur
z
7/02/2013
Elastine/collageen
z
Ann DEVOS
Collageenvezels g
z
http://www.woundsource.com/product-category/dressings
Geldressings – verbanden
19
