Grundbestandteile von Bindegewebe und extrazellulärer Matrix: Elastin, Fibrillin, Fibuline, Fibrinogen, Fibronektin, Laminin, Tenascine und Thrombospondine
Kollagene sind die am häufigsten vorkommenden Bestandteile der extrazellulären Matrix und vieler Arten von Weichteilen. Elastin ist ein weiterer wichtiger Bestandteil bestimmter Weichteile, wie Arterienwände und Bänder. Viele andere Moleküle, obwohl sie in geringerer Menge vorhanden sind, fungieren als wesentliche Bestandteile der extrazellulären Matrix in Weichteilen. Einige davon werden in diesem Kapitel besprochen. Neben ihrer grundlegenden Struktur, Biochemie und Physiologie werden ihre Rollen bei Erkrankungen von Weichteilen nur kurz diskutiert, da sich die meisten Kapitel in diesem Band mit relevanten Einzelverbindungen befassen. Fibronektin spielt mit seiner Muldomain-Struktur eine Rolle als “Master Organizer” bei der Matrixanordnung, da es eine Brücke zwischen Zelloberflächenrezeptoren, z., integrine und Verbindungen wie Kollagen, Proteoglykane und andere fokale Adhäsionsmoleküle. Es spielt auch eine wesentliche Rolle bei der Assemblierung von Fibrillin-1 zu einem strukturierten Netzwerk. Laminine tragen zur Struktur der extrazellulären Matrix (ECM) bei und modulieren zelluläre Funktionen wie Adhäsion, Differenzierung, Migration, Stabilität des Phänotyps und Resistenz gegen Apoptose. Obwohl die primäre Rolle von Fibrinogen in der Gerinnselbildung liegt, bindet es nach Umwandlung in Fibrin durch Thrombin auch an eine Vielzahl von Verbindungen, insbesondere an verschiedene Wachstumsfaktoren, und als solches ist Fibrinogen ein Akteur in der kardiovaskulären und extrazellulären Matrixphysiologie. Elastin, ein unlösliches Polymer des monomeren löslichen Vorläufers Tropoelastin, ist der Hauptbestandteil elastischer Fasern im Matrixgewebe, wo es einer Vielzahl von Bindegeweben, z. B. Aorta und Bändern, elastischen Rückstoß und Elastizität verleiht. Elastische Fasern regulieren die Aktivität von TGFßs durch ihre Assoziation mit Fibrillin-Mikrofibrillen. Elastin spielt auch eine Rolle bei der Zelladhäsion, der Zellmigration und hat die Fähigkeit, an der Zellsignalisierung teilzunehmen. Mutationen im Elastin-Gen führen zu Cutis laxa. Fibrilline stellen den vorherrschenden Kern der Mikrofibrillen sowohl in elastischen als auch in nicht elastischen extrazellulären Matrizen dar und interagieren eng mit Tropoelastin und Integrinen. Mikrofibrillen sorgen nicht nur für die strukturelle Integrität spezifischer Organsysteme, sondern bilden auch ein Gerüst für die Elastogenese in elastischen Geweben. Fibrillin ist wichtig für den Zusammenbau von Elastin zu elastischen Fasern. Mutationen im Fibrillin-1-Gen sind eng mit dem Marfan-Syndrom assoziiert. Fibuline sind eng mit Basalmembranen, elastischen Fasern und anderen Komponenten der extrazellulären Matrix verbunden und nehmen an der Bildung elastischer Fasern teil. Tenascine sind polymorphe ECM-Glykoproteine, die in vielen Bindegeweben des Körpers vorkommen. Ihre Expression wird sowohl während der Entwicklung als auch im Erwachsenenalter durch mechanische Beanspruchung reguliert. Tenascine vermitteln sowohl entzündliche als auch fibrotische Prozesse, um eine effektive Gewebereparatur zu ermöglichen und spielen eine Rolle bei der Pathogenese von Ehlers-Danlos, Herzerkrankungen sowie der Regeneration und Erholung von Muskel-Sehnen-Gewebe. Eine der Rollen von Thrombospondin 1 ist die Aktivierung von TGFß. Eine erhöhte Expression von Thrombospondin und TGFß-Aktivität wurde bei fibrotischen Hauterkrankungen wie Keloiden und Sklerodermie beobachtet. Knorpel-oligomeres Matrixprotein (COMP) oder Thrombospondin-5 ist hauptsächlich im Knorpel vorhanden. Hohe COMP-Werte sind bei fibrotischen Narben und systemischer Sklerose der Haut sowie bei Sehnen vorhanden, insbesondere bei körperlicher Aktivität, Belastung und nach Verletzungen. Es spielt eine Rolle bei der Gefäßwandumgestaltung und wurde auch in atherosklerotischen Plaques gefunden.
