En biología , la matriz extracelular ( MEC ) es una red tridimensional que consta de macromoléculas y minerales extracelulares , como colágeno , enzimas , glicoproteínas e hidroxiapatita, que brindan soporte estructural y bioquímico a las células circundantes. [1] [2] [3] Porque la multicelularidadevolucionado de forma independiente en diferentes linajes multicelulares, la composición de ECM varía entre estructuras multicelulares; sin embargo, la adhesión celular, la comunicación de célula a célula y la diferenciación son funciones comunes del ECM. [4]
La matriz extracelular animal incluye la matriz intersticial y la membrana basal . [5] La matriz intersticial está presente entre varias células animales (es decir, en los espacios intercelulares). Los geles de polisacáridos y proteínas fibrosas llenan el espacio intersticial y actúan como un amortiguador de compresión contra la tensión ejercida sobre el ECM. [6] Las membranas basales son depósitos de MEC en forma de láminas sobre los que descansan varias células epiteliales . Cada tipo de tejido conectivo en animales tiene un tipo de MEC: las fibras de colágeno y el mineral óseo comprenden la MEC del tejido óseo ;las fibras reticulares y la sustancia fundamental comprenden el ECM del tejido conectivo laxo ; y el plasma sanguíneo es la ECM de la sangre .
La ECM de la planta incluye componentes de la pared celular , como celulosa, además de moléculas de señalización más complejas. [7] Algunos organismos unicelulares adoptan biopelículas multicelulares en las que las células están incrustadas en un ECM compuesto principalmente por sustancias poliméricas extracelulares (EPS). [8]
Los componentes de la ECM son producidos intracelularmente por células residentes y secretados en la ECM a través de exocitosis . [9] Una vez secretadas, se agregan a la matriz existente. El ECM está compuesto por una malla entrelazada de proteínas fibrosas y glicosaminoglicanos (GAG).
Los glicosaminoglicanos (GAG) son polímeros de carbohidratos y en su mayoría se unen a proteínas de la matriz extracelular para formar proteoglicanos (el ácido hialurónico es una excepción notable; ver más abajo). Los proteoglicanos tienen una carga negativa neta que atrae iones de sodio cargados positivamente (Na + ), que atraen moléculas de agua por ósmosis, manteniendo la MEC y las células residentes hidratadas. Los proteoglicanos también pueden ayudar a atrapar y almacenar factores de crecimiento dentro del ECM.
El sulfato de heprano (HS) es un polisacárido lineal que se encuentra en todos los tejidos animales. Ocurre como un proteoglicano (PG) en el que dos o tres cadenas HS están unidas muy cerca de la superficie celular o de las proteínas ECM. [10] [11] Es en esta forma que la HS se une a una variedad de ligandos de proteínas y regula una amplia variedad de actividades biológicas, incluidos los procesos de desarrollo , la angiogénesis , la coagulación sanguínea y la metástasis tumoral .