Межклеточное вещество: что это?

Межклеточное вещество: что это такое?

Межклеточное вещество — составная часть соединительной ткани позвоночных и многих беспозвоночных животных, включающая соединительнотканные волокна и аморфное основное вещество, выполняющая механическую, опорную, защитную и трофическую функции.

Межклеточное вещество образуется у зародыша из белков, углеводов, липидов, продуцируемых клетками эмбриональной соединительной ткани, начиная со стадии гаструлы.

Гистогенез межклеточного вещества продолжается и в постэмбриональном периоде. Наибольшая роль в образовании межклеточного вещества принадлежит фибробластам, хондробластам, остеобластам. Полагают, что в образовании межклеточного вещества волокнистой соединительной ткани могут участвовать гистиоциты, лаброциты (тучные клетки) и другие.

Соединительнотканные волокна межклеточного вещества могут быть представлены коллагеновыми, эластическими, ретикулярными, или ретикулиновыми (аргирофильными), и другими волокнами, от чего зависит прочность, эластичность и в определенной степени архитектоника соединительной ткани органов (дерма различных участков кожи, сухожилия, строма кроветворных органов и так далее).

Аморфное основное вещество, окружающее соединительнотканные волокна и клетки соединительной ткани, состоит из высокополимерных соединений, от концентрации и состава которых в различных видах соединительной ткани зависят физические, химические и биологические свойства межклеточного вещества (вязкость, гидрофильность, интенсивность метаболических процессов, тургор и другие).

Состав волокон и аморфного вещества неодинаков в различных видах соединительной ткани, в различных ее топографических участках межклеточное вещество может быть минерализованным.

При этом кристаллы минералов (фосфорнокислый кальций, углекислый кальций и другие) импрегнируют органическую основу межклеточного вещества твердых скелетных тканей (дентин, кость). С возрастом межклеточное вещество претерпевает инволюционные изменения: меняется соотношение основного вещества и волокон — масса волокнистых структур коллагена и плотность его «упаковки» возрастают, а масса основного вещества уменьшается, происходят конденсация эластических волокон, глубокие физико-химические изменения межклеточного вещества.

В эксперименте на животных выявлено, что недостаточное питание задерживает развитие возрастных изменений коллагена, а «атерогенная» диета вызывает его постарение.

Характером строения межклеточного вещества в значительной мере определяются функциональными особенности тех или иных видов соединительной ткани.

Чем плотнее межклеточное вещество, тем сильнее выражена механическая, опорная функция, которая достигает наибольшего развития в костной ткани. Трофическая функция, напротив, лучше обеспечивается полужидким по консистенции межклеточным веществом (интерстициальная соединительная ткань, окружающая кровеносные сосуды).

Первый компонент межклеточного вещества

Первый компонент межклеточного вещества соединительной ткани состоит из двух структурных компонентов:

  • первый компонент — основное или аморфное вещество;
  • второй компонент — волокона.

Основное или аморфное вещество состоит из:

белков:

  • коллаген;
  • альбумины;
  • глобулины;

углеводов, которые представлены полимерными формами, в сновном гликозоаминогликанами:

  • сульфатированными: хондроитинсерными кислотами, дерматансульфатом, кератинсульфатом, гепаринсульфатом;
  • несульфатированными: гиалуроновой кислотой.

Углеводные компоненты, образуя длинные полимерные цепи, способны удерживать воду в различном количестве.

Количество воды зависит от качества углеводного компонента. В зависимости от содержания воды аморфное вещество может быть более или менее плотным (в форме золя или геля), что определяет и функциональную роль данной разновидности соединительной ткани. Аморфное вещество обеспечивается транспорт веществ из соединительной ткани к эпителиальной ткани и обратно, в том числе транспорт веществ из крови к клеткам и обратно.

Аморфное вещество образуется прежде всего за счет деятельности фибробластов (коллаген, гликозоаминогликаны), а также за счет веществ плазмы крови (альбумины, глобулины).

Биохимия межклеточного вещества

Коллагеновые и эластические волокна, входящие в состав межклеточного вещества, построены из склеропротеинов — коллагена и эластина. Из коллагена состоят и ретикулиновые волокна отличающиеся повышенным содержанием углеводов и наличием липидов.

В эластических волокнах имеется микрофибриллярный компонент, отличный от эластина по аминокислотному составу. Этот же компонент образует особую разновидность немногочисленных, сходных с эластическими волокнами межклеточного веществ (окситалановых), волокон резистентных к действию эластазы.

Свойства основного вещества определяются преимущественно углеводно-белковыми биополимерами — гликозаминогликанами и гликопротеидами. Наличие гликозаминогликанов придает основному веществу межклеточного вещества выраженную базофильность. Качественные и количественные соотношения этих биополимеров, отличающихся интенсивным метаболизмом, различны в разных видах соединительной ткани.

Склеропротеины, гликозаминогликаны и гликопротеиды межклеточного вещества синтезируются соединительнотканными клетками, но заключительные этапы «сборки» макромолекул, их агрегатов, образование волокон, а также процессы катаболизма протекают в межклеточном веществе, в котором имеются необходимые для этого ферменты.

При взаимодействии макромолекул межклеточного вещества происходит самосборка агрегатов возрастающей степени сложности. Вначале связываются гомотипические макромолекулы, затем происходит гетеротипическое взаимодействие — гликозаминогликаны соединяются с неколлагеновыми полипептидами, образуя протеогликаны и еще более сложные агрегаты, включающие гликопротеиды.

На третичном уровне взаимодействия в состав агрегатов включаются волокна. Так создается упорядоченная супрамолекулярная структура межклеточного вещества, специфичная для каждого вида соединительной ткани, от которой зависят ее физиологические и биомеханические свойства.

Коллагеновые волокна обеспечивают устойчивость к растяжению. Трехмерная сеть электростатически заряженных, связывающих большое количество воды агрегатов протеогликанов создает устойчивость к сжатию, особо выраженную у хрящевой ткани, избирательно задерживает катионы, создавая условия для минерализации кости, регулирует диффузию белковых молекул. Стабильность супрамолекулярной организации межклеточного вещества является важным фактором регуляции биосинтезирующей активности соединительнотканных клеток.

Во взаимодействии между межклеточным веществом и клетками, а также клеток между собой большая роль принадлежит углеводсодержащему белку фибронектину, располагающемуся в зоне соприкосновения клеток и межклеточного вещества.

Компоненты межклеточного вещества вызывают хемотаксис клеток и таким образом участвуют в процессах морфогенеза.

Роль межклеточного вещества в патологии

При развитии патологических процессов в организме физико-химические свойства межклеточного вещества, его проницаемость могут изменяться.

Разнообразные изменения межклеточного вещества, обеспечивающего транспортно-обменную функцию, связаны прежде всего с расстройством микроциркуляции. При расстройствах крово- и лимфообращения на уровне микроциркуляторного русла, сопровождающихся венозным застоем и лимфостазом, развивается отек межклеточного вещества, что связано с повышением сосудистой проницаемости.

При длительном отеке увеличивается количество коллагеновых волокон, что объясняется повышением синтеза коллагена фибробластами в условиях развивающейся гипоксии. Резкое повышение проницаемости микрососудов завершается диапедезными кровоизлияниями в межклеточное вещество.

При нарушениях обмена соединительной ткани, то есть мезенхимальных дистрофиях, в межклеточном веществе накапливаются продукты метаболизма, которые могут приноситься с кровью и лимфой, быть результатом патологического синтеза или появляться в результате деструкции основного вещества и волокон соединительной ткани.

Расстройства обмена белков и гликозаминогликанов межклеточного вещества ведут к развитию мукоидного и фибриноидного набухания с образованием фибриноида, что завершается гиалинозом.

Эти виды мезенхимальных диспротеинозов рассматриваются как последовательные стадии дезорганизации соединительной ткани при коллагеновых болезнях. Расстройства обмена гликопротеидов межклеточного вещества приводят к слизистой дистрофии.

Наследственные нарушения обмена гликозаминогликанов межклеточного вещества проявляются так называемыми болезнями накопления — мукополисахаридозами, в том числе гаргоилизмом. Наследственная несостоятельность основного вещества и волокнистых структур соединительной ткани лежит в основе болезни Марфана.

Как в межклеточном веществе, так и в клетках соединительной ткани могут накапливаться липиды, особенно холестерин, что встречается при системных липидозах, в частности семейном гиперхолестеринемическом ксантоматозе.

Появление в межклеточном веществе пигментов является признаком различных болезней и патологических процессов общего и местного характера. Так, общий гемосидероз, развивающийся при накоплении гемосидерина в клетках и межклеточном веществе, встречается при болезнях системы кроветворения (анемия, гемобластоз), интоксикациях гемолитическими ядами, некоторых инфекционных заболеваниях, переливаниях несовместимой крови, резус-конфликте и так далее, а местный гемосидероз — при кровоизлияниях, хроническом венозном застое в пределах органа, как это наблюдается, например, при буром уплотнении легких.

Отложения порфиринов в межклеточном веществе скелетных тканей (кость, дентин) находят при врожденной порфирии, меланина — в дерме при аддисоновой болезни и пигментной ксеродерме.

В межклеточном веществе могут выпадать соли мочевой кислоты, как это встречается при подагре; соли кальция в межклеточном веществе появляются при кальцинозе. В воспалительной реакции межклеточное вещество принимает непосредственное участие; с ним связана экссудация в ткани и полости тела плазмы, миграция клеток крови и образование экссудата.

В межклеточном веществе может образоваться воспалительный инфильтрат, возникать гранулемы при острых (брюшной и сыпной тифы) и хронических (бруцеллез, туберкулез, лепра, сифилис) инфекционных заболеваниях; развертываться местные аллергические реакции как немедленного, так и замедленного типа. Межклеточное вещество — обязательный компонент многих опухолей; в опухолях мягких тканей, костей и одонтогенных оно может преобладать над клеточными элементами. Для выявления патологических изменений межклеточного вещества широко используются методы гистохимии, иммунофлюоресценции, поляризационной и электронной микроскопии, рентгеноструктурного анализа и ауторадиографии.

Понятие о межклеточном веществе

Клетка-  это основа строения жизнедеятельности организма; элементарно-структурная, функциональная и генетическая единица всех организмов.

Микроворсинки — тонкие складки цитоплазматической мембраны, которые увеличивают поверхность клетки и принимают участие во взаимообмене веществ с окружающей средой.

Клеточная, или цитоплазматическая, мембрана — полупроницаемая оболочка клетки, через которую осуществлюется взаимообмен структур клетки с внешней средой.

Складчатый эндоплазматический ретикулум — система мембран и микроканалов, в которых размещаются рибосомы.

Вакуоли — ограниченные мембраной полости, служащие для хранения питательных веществ и выделения секрета.

Микрофиламенты — тонкие нити, состоящие из белка, связанные с внутренними протоками в клетке и ответственные за сокращения мышечных волокон.

Гладкий эндоплазматический ретикулум — система мембран и канальцев, которая упрощает транспортировку веществ внутри клетки.

Аппарат Гольджи — совокупность полостей и трубочек, основной задачей которых является преобразование, транспортировка и удаление химических веществ, необходимых для клеточной активности.

Центриоли — трубчатые органеллы, принимающие участие в процессе деления клетки.

Внутриклеточные нити — трубчатые волокна, формирующие тип внутренней формы клетки и отвечающие за ее форму.

Лизосома — крошечная полость, содержащая ферменты и ответственная за расщепление питательных веществ и удаление ненужных клетке структур.

Ядро — сферическое образование, содержащее генетический материал, ответственный за функционирование клетки и передачу наследственных признаков.

Ядрышко — маленькое сферическое тельце в ядре клетки, которое посылает сигналы рибосомам в цитоплазме о необходимости выработки белков.

Ядерная оболочка — оболочка ядра, отделяющая его от цитоплазмы.

Митохондрия — органелла клетки, в которой происходит сжигание питательных веществ и выработка энергии.

Цитоплазма — вещество желеобразной консистенции, заполняющее внутреннюю часть клетки, в котором содержатся питательные вещества, органеллы клетки и клеточное ядро.

Рибосома — органелла в форме зерна, синтезирующая белки.

Межклеточное вещество – это один из многочисленных видов соединительной ткани.

Оно присутствует в различных частях нашего организма, и в зависимости от местонахождения меняется и его состав. Как правило, такая связующая субстанция выделяется опорно-трофическими тканями, которые отвечают за целостность работы всего организма.

Состав межклеточного вещества можно также охарактеризовать в общем. Это плазма крови, лимфа, белковые, ретикулиновые и эластиновые волокна.

cyber
Оцените автора
CyberLesson | Быстро освоить программирование Pascal и C++. Решение задач Pascal и C++
Добавить комментарий