अंतरकोशिकीय पदार्थ (मैट्रिक्स)। बाह्यकोशिकीय मैट्रिक्स प्रोटीनोग्लाइकेन्स और ग्लाइकोएमिनोग्लाइकेन्स स्वामी हैं

अंतरकोशिकीय मैट्रिक्स एक सुपरमॉलेक्यूलर कॉम्प्लेक्स है जो परस्पर जुड़े मैक्रोमोलेक्यूल्स के एक जटिल नेटवर्क द्वारा निर्मित होता है।

शरीर में, अंतरकोशिकीय मैट्रिक्स उपास्थि, टेंडन, बेसमेंट झिल्ली और (कैल्शियम फॉस्फेट के द्वितीयक जमाव के साथ) हड्डियों और दांतों जैसी अत्यधिक विशिष्ट संरचनाएं बनाता है। ये संरचनाएं आणविक संरचना और अंतरकोशिकीय मैट्रिक्स के विभिन्न रूपों में मुख्य घटकों (प्रोटीन और पॉलीसेकेराइड) को व्यवस्थित करने के तरीकों में एक दूसरे से भिन्न होती हैं।

अंतरकोशिकीय मैट्रिक्स की रासायनिक संरचना

अंतरकोशिकीय मैट्रिक्स की संरचना में शामिल हैं: 1). कोलेजन और इलास्टिन फाइबर . वे कपड़े को यांत्रिक शक्ति देते हैं, उसे फैलने से रोकते हैं; 2). अनाकार पदार्थ जीएजी और प्रोटीयोग्लाइकेन्स के रूप में। यह पानी और खनिजों को बरकरार रखता है और ऊतक संपीड़न को रोकता है; 3). गैर-कोलेजनस संरचनात्मक प्रोटीन - फ़ाइब्रोनेक्टिन, लैमिनिन, टेनस्किन, ओस्टियोनेक्टिन, आदि। इसके अलावा, यह अंतरकोशिकीय मैट्रिक्स में मौजूद हो सकता है खनिज घटक - हड्डियों और दांतों में: हाइड्रॉक्सीपैटाइट, कैल्शियम, मैग्नीशियम फॉस्फेट, आदि। यह हड्डियों, दांतों को यांत्रिक शक्ति देता है और शरीर में कैल्शियम, मैग्नीशियम, सोडियम और फास्फोरस का भंडार बनाता है।

अंतरकोशिकीय मैट्रिक्स का कार्य

अंतरकोशिकीय मैट्रिक्स शरीर में विभिन्न कार्य करता है:

अंगों और ऊतकों का ढाँचा बनाता है;

एक सार्वभौमिक "जैविक" गोंद है;

जल-नमक चयापचय के नियमन में भाग लेता है;

अत्यधिक विशिष्ट संरचनाएं (हड्डियां, दांत, उपास्थि, टेंडन, बेसमेंट झिल्ली) बनाती हैं।

आसपास की कोशिकाएं, उनके जुड़ाव, विकास, प्रसार, संगठन और चयापचय को प्रभावित करती हैं।

1. कोलेजन

कोलेजन - फाइब्रिलर प्रोटीन, अंतरकोशिकीय मैट्रिक्स का मुख्य संरचनात्मक घटक। कोलेजन में अत्यधिक ताकत होती है (कोलेजन समान क्रॉस-सेक्शन के स्टील के तार से अधिक मजबूत होता है; यह अपने वजन से 10,000 गुना अधिक भार का सामना कर सकता है) और व्यावहारिक रूप से विस्तार योग्य नहीं है। यह शरीर में सबसे प्रचुर मात्रा में पाया जाने वाला प्रोटीन है, जो शरीर में प्रोटीन की कुल मात्रा का 25 से 33% तक होता है, यानी। 6% शरीर का वजन. सभी कोलेजन प्रोटीन का लगभग 50% कंकाल के ऊतकों में, लगभग 40% त्वचा में और 10% आंतरिक अंगों के स्ट्रोमा में पाया जाता है।

कोलेजन की संरचना

कोलेजन दो पदार्थों को संदर्भित करता है: ट्रोपोकोलेजन और प्रोकोलेजन।

अणु ट्रोपोकोलेजन इसमें 3 α-श्रृंखलाएँ होती हैं। लगभग 30 प्रकार की α-श्रृंखलाएँ ज्ञात हैं, जो अमीनो एसिड संरचना में भिन्न हैं। अधिकांश α-श्रृंखलाओं में लगभग 1000 AA होते हैं। ट्रोपोकोलेजन में 33% ग्लाइसिन, 25% प्रोलाइन और 4-हाइड्रॉक्सीप्रोलाइन, 11% एलानिन, हाइड्रॉक्सीलिसिन, थोड़ा हिस्टिडीन, मेथियोनीन और टायरोसिन, कोई सिस्टीन और ट्रिप्टोफैन नहीं होता है।

α श्रृंखला की प्राथमिक संरचना में दोहराए जाने वाले अमीनो एसिड अनुक्रम होते हैं: ग्लाइसिन- एक्स - वाई . में एक्सस्थिति में अक्सर प्रोलाइन और इन शामिल होते हैं वाई- 4-हाइड्रॉक्सीप्रोलाइन या 5-हाइड्रॉक्सीलिसिन।

α-श्रृंखला की स्थानिक संरचना को बाएं हाथ के हेलिक्स द्वारा दर्शाया जाता है जिसमें प्रति मोड़ 3 AA होते हैं।

3 α-श्रृंखलाएं एक साथ मुड़कर दाएं हाथ के सुपरहेलिक्स में बदल जाती हैं ट्रोपोकोलेजन . इसे हाइड्रोजन बांड द्वारा स्थिर किया जाता है, और एए रेडिकल्स को बाहर की ओर निर्देशित किया जाता है।

अणु प्रोकोलेजन ट्रोपोकोलेजन के समान ही संरचित है, लेकिन इसके सिरों पर होते हैं एस-आई एन -प्रोपेप्टाइड्स, ग्लोब्यूल्स बनाना। एन-टर्मिनल प्रोपेप्टाइड में 100 एए होता है, सी-टर्मिनल प्रोपेप्टाइड में 250 एए होता है। सी- और एन-प्रोटियोपेप्टाइड्स में सिस्टीन होता है, जो डाइसल्फ़ाइड पुलों के माध्यम से एक गोलाकार संरचना बनाता है।

10.07.2017 अरोड़ा

हमारी वेबसाइट की सामग्रियों में हम अक्सर "बाह्यकोशिकीय मैट्रिक्स" की अवधारणा का उल्लेख करते हैं, लेकिन अब तक हमने इसकी संरचना और संरचना के बारे में विस्तार से बात नहीं की है। इस लेख में, हम इस शब्द को पूरी तरह से समझेंगे और दिखाएंगे कि मैट्रिक्स में कौन से पदार्थ शामिल हैं, उनकी क्या आवश्यकता है, और सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि अंतरकोशिकीय वातावरण के स्वास्थ्य को कैसे बनाए रखा जाए।

तो, मानव शरीर में, कोशिकाएँ लगभग 20% होती हैं, और शेष 80% बाह्य कोशिकीय मैट्रिक्स होती हैं। आपको लग सकता है कि मैट्रिक्स एक प्रकार का पदार्थ है जिसमें कोशिकाएँ तैरती हैं। वास्तव में, कोई भी चीज़ कहीं भी तैरती नहीं है; हर चीज़ की एक सख्ती से व्यवस्थित संरचना होती है। यह अलग-अलग ऊतकों में भिन्न हो सकता है, लेकिन ज्यादातर मामलों में तस्वीर लगभग एक जैसी ही होती है।

आइए कोशिका झिल्ली के एक योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व के साथ शुरुआत करें। यह लिपिड की एक द्विपरत है, जिनमें से अधिकांश फॉस्फोलिपिड हैं।

इंटीग्रिंस, डिस्ट्रोग्लाइकेन्स और डिस्कोइडिन डोमेन रिसेप्टर्स (डीडीआर) प्रोटीन हैं जो कोशिका झिल्ली को फैलाते हैं। ये सेलुलर रिसेप्टर्स हैं जो बाहरी वातावरण के साथ बातचीत करते हैं और विभिन्न अंतरकोशिकीय संकेतों को प्रसारित करते हैं।

और फिर बेसमेंट झिल्ली आती है, जो कोशिका को संयोजी ऊतक (मैट्रिक्स) से अलग करती है। अर्थात् अधिकांश ऊतकों की कोशिकाएँ सीधे मैट्रिक्स से संपर्क नहीं करती हैं। बेसमेंट झिल्ली लैमिनिन (लाइट प्लेट) और टाइप 4 कोलेजन (डार्क प्लेट) द्वारा बनाई जाती है। प्रोटीन निडोजेन (या एंटेक्टिन) से बंधे हुए, वे एक स्थानिक संरचना बनाते हैं और मुख्य रूप से कोशिकाओं के यांत्रिक समर्थन और सुरक्षा की भूमिका निभाते हैं। फाइब्रोनेक्टिन, एक ग्लाइकोप्रोटीन जो ऊतक संरचना के लिए भी जिम्मेदार है, मल्टीमेरिक चेन बना सकता है। कोशिकाओं के आसंजन, यानी सामंजस्य में भाग लेता है।

यहां पेर्लेकैन प्रोटीन अणु भी पाए जाते हैं। यह एंडोथेलियल बाधा को बनाए रखने में मदद करता है, जो संचार प्रणाली और केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के बीच एक शारीरिक बाधा है। यह तंत्रिका ऊतक को रक्त में घूमने वाले सूक्ष्मजीवों, विषाक्त पदार्थों, सेलुलर और प्रतिरक्षा प्रणाली के हास्य कारकों से बचाता है, जो तंत्रिका ऊतक को विदेशी मानते हैं। प्रोटीयोग्लाइकेन एग्रीन न्यूरोमस्कुलर जंक्शन पर एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, जो मांसपेशियों की कोशिकाओं तक तंत्रिका आवेगों की डिलीवरी के लिए जिम्मेदार होता है।

हम आगे बढ़ते हैं, जहां अंतरकोशिकीय मैट्रिक्स या संयोजी ऊतक शुरू होता है। यह कोलेजन फाइबर से भरा हुआ है। यह एक फाइब्रिलर प्रोटीन है जो शरीर के संयोजी ऊतक (टेंडन, हड्डियां, उपास्थि, डर्मिस, आदि) का आधार बनाता है और इसकी ताकत और लोच सुनिश्चित करता है।

इलास्टिन प्रोटीन फाइबर का एक त्रि-आयामी नेटवर्क बनाता है। यह नेटवर्क न केवल ऊतक की यांत्रिक शक्ति के लिए महत्वपूर्ण है, बल्कि कोशिकाओं के बीच संपर्क भी प्रदान करता है, कोशिकाओं के लिए प्रवास पथ बनाता है जिसके साथ वे आगे बढ़ सकते हैं (उदाहरण के लिए, भ्रूण के विकास के दौरान), विभिन्न कोशिकाओं और ऊतकों को एक दूसरे से अलग करता है (के लिए) उदाहरण के लिए, जोड़ों में ग्लाइडिंग प्रदान करता है)।

एग्रेकेन (प्रोटियोग्लाइकेन चोंड्रोइटिन सल्फेट) - पानी, हायल्यूरोनिक एसिड और प्रोटीन को बांधता है और ऑस्मोसिस बनाता है, तदनुसार इंटरवर्टेब्रल डिस्क और अन्य उपास्थि सहित संयोजी ऊतक देता है, भारी भार के लिए प्रतिरोध।

हयालूरोनिक एसिड ऊतक पुनर्जनन में शामिल होता है। श्लेष द्रव सहित कई जैविक तरल पदार्थों में निहित, यह संयोजी ऊतक की चिपचिपाहट के लिए जिम्मेदार है। एग्रेकेन के साथ मिलकर, यह संपीड़न के लिए प्रतिरोध बनाता है। इसके अलावा, हयालूरोनिक एसिड जैविक स्नेहक और आर्टिकुलर कार्टिलेज का मुख्य घटक है, जिसमें यह प्रत्येक कोशिका (चोंड्रोसाइट) के खोल के रूप में मौजूद होता है।

टाइप 7 कोलेजन का उल्लेख करना बाकी है, जो एक कनेक्टिंग संरचनात्मक तत्व की भूमिका निभाता है। उदाहरण के लिए, त्वचा में ये डर्मिस (स्वयं त्वचा) और एपिडर्मिस के लिगामेंट में लंगर तंतु होते हैं।

बेशक, मैट्रिक्स में पानी भी शामिल है - हड्डी के ऊतकों में 25% से लेकर रक्त प्लाज्मा में 90% तक।

तो आख़िर में हम अपने सामने क्या देखते हैं? - एक क्रमबद्ध संरचना जो किसी न किसी रूप में सभी मानव ऊतकों में पाई जाती है।

उदाहरण के लिए, बाईं ओर की छवि कॉर्निया के स्तरीकृत उपकला को दिखाती है। इसमें ऊपरी परत की चपटी कोशिकाएँ, मध्य परत, बेसल परत की लम्बी कोशिकाएँ होती हैं, और फिर बेसमेंट झिल्ली और संयोजी ऊतक आते हैं।
और दाईं ओर श्वासनली उपकला है - और यहां हम मूल रूप से वही चीज़ देखते हैं। केवल ऊपरी परत में गॉब्लेट कोशिकाएँ होती हैं। इसके बाद बेसमेंट मेम्ब्रेन और मैट्रिक्स आता है।
और संयोजी ऊतक में हम किस प्रकार की कोशिकाएँ देखते हैं? अधिकांश ऊतकों में, ये फ़ाइब्रोब्लास्ट होते हैं - कोशिकाएं जो कोलेजन, इलास्टिन और प्रोटीयोग्लाइकेन्स का उत्पादन करती हैं। उपास्थि में वसा कोशिकाएं, प्लाज्मा कोशिकाएं, चोंड्रोब्लास्ट और चोंड्रोसाइट्स आदि भी हो सकती हैं। कपड़े के प्रकार पर निर्भर करता है.

ध्यान दें कि दोनों मामलों में मैट्रिक्स की एक दृश्यमान संरचना है, हालांकि यह छवियों में बहुत स्पष्ट नहीं है। अंतरकोशिकीय मैट्रिक्स की क्रमबद्ध संरचना युवा और स्वास्थ्य का प्रतीक है। लेकिन समय के साथ, बाहरी और आंतरिक कारकों के संपर्क में आने से इस संरचना का क्रमिक विनाश होता है - तदनुसार, कोशिकाओं को उनके सामान्य विकास और विभाजन, तंत्रिका चालन, कोशिकाओं के बीच संचार और उनकी गतिशीलता के लिए पर्याप्त पोषण मिलना बंद हो जाता है।

परिचय

कशेरुकियों के मुख्य ऊतक तंत्रिका, मांसपेशी, उपकला और संयोजी हैं। ऊतकों में कोशिकाएं बड़ी संख्या में बाह्य कोशिकीय मैक्रोमोलेक्यूल्स के संपर्क में रहती हैं, जिन्हें सामूहिक रूप से बाह्य कोशिकीय मैट्रिक्स कहा जाता है। कुछ ऊतकों में, कोशिकाएँ एक दूसरे के साथ सीधे संपर्क के माध्यम से परस्पर क्रिया करती हैं।

कोशिकाओं और मैट्रिक्स के बीच संबंध के प्रकार को देखते हुए, उपकला और संयोजी ऊतक ध्रुवीय होते हैं। संयोजी ऊतकों में, आयतन का एक महत्वपूर्ण हिस्सा बाह्य मैट्रिक्स अणुओं से भरे बाह्य कोशिकीय स्थान द्वारा कब्जा कर लिया जाता है। संयोजी ऊतक का अंतरकोशिकीय पदार्थ इसके मूल गुणों को निर्धारित करता है।

उपकला में, कोशिकाएं ऊतक की अधिकांश मात्रा पर कब्जा कर लेती हैं, जिससे घनी परतें बनती हैं। उनका बाह्य कोशिकीय मैट्रिक्स ख़राब होता है और इसमें एक पतली रूपरेखा होती है जिसे बेसमेंट झिल्ली कहा जाता है। यह उपकला और संयोजी ऊतक के बीच की सीमा पर स्थित है और कोशिका गतिविधि को नियंत्रित करने में एक बड़ी भूमिका निभाता है। पतले अंतःकोशिकीय तंतु प्रत्येक उपकला कोशिका के कोशिकाद्रव्य से होकर गुजरते हैं। ये तंतु प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष रूप से प्लाज्मा झिल्ली में ट्रांसमेम्ब्रेन प्रोटीन से जुड़ते हैं और इस प्रकार कोशिकाओं और अंतर्निहित झिल्ली के बीच विशिष्ट जंक्शन बनाते हैं।

बाह्यकोशिकीय मैट्रिक्स का बायोमेडिकल महत्व

• भ्रूणजनन के दौरान कोशिका की गति मैट्रिक्स अणुओं पर निर्भर करती है
• तीव्र और पुरानी सूजन मैट्रिक्स अणुओं की सक्रिय मध्यस्थता के माध्यम से ऊतकों में प्रकट होती है
• ट्यूमर सेल मेटास्टेसिस की समस्या का बाह्य कोशिकीय मैट्रिक्स से गहरा संबंध है।
• सबसे आम बीमारियाँ - रुमेटीइड गठिया, ऑस्टियोआर्थराइटिस, एथेरोस्क्लेरोसिस - बाह्य मैट्रिक्स अणुओं की भागीदारी के साथ होती हैं।
• कोलेजन रोगों की एक विस्तृत श्रृंखला मैट्रिक्स अणुओं के चयापचय के आनुवंशिक विकारों से जुड़ी है
• लाइसोसोमल हाइड्रॉलिसिस में दोष के कारण गंभीर परिणाम (म्यूकोपॉलीसेकेराइडोसिस) होते हैं।
• उम्र बढ़ने और कॉस्मेटिक समस्याओं का मैट्रिक्स अणुओं के आदान-प्रदान को प्रभावित करने की संभावनाओं से गहरा संबंध है।

अधिकांश अंगों में, मैट्रिक्स अणु फ़ाइब्रोब्लास्ट या इस परिवार की कोशिकाओं (उपास्थि में चोंड्रोब्लास्ट और हड्डी के ऊतकों में ओस्टियोब्लास्ट) नामक कोशिकाओं द्वारा बनते हैं। वे कहते हैं स्थायीकोशिकाएं. इस प्रकार की कोशिकाओं में मैक्रोफेज (हिस्टियोसाइट्स), ऊतक बेसोफिल्स (मस्तूल कोशिकाएं, मस्तूल कोशिकाएं, हेपरिनोसाइट्स), एडिपोसाइट्स (लिपोसाइट्स), मेसेनकाइमल कोशिकाएं, पेरिसाइट्स भी शामिल हैं।

अंतरकोशिकीय पदार्थ की आणविक संरचना प्रभावित होती है क्षणिक कोशिकाएं.ये कोशिकाएं एक विशिष्ट उत्तेजना के जवाब में रक्त से संयोजी ऊतक में स्थानांतरित हो जाती हैं। इनमें लिम्फोसाइट्स, प्लाज्मा कोशिकाएं, ईोसिनोफिल्स, न्यूट्रोफिल्स, बेसोफिल्स आदि शामिल हैं।

अंतरकोशिकीय मैट्रिक्स में प्रोटीन अणुओं के 3 मुख्य वर्ग शामिल हैं:

• प्रोटीयोग्लाइकेन्स (पीजी) - पॉलीसेकेराइड से जुड़े प्रोटीन द्वारा दर्शाए जाते हैं - ग्लाइकोसामिनोग्लाइकेन्स (जीएजी)
• दो कार्यात्मक प्रकार के फाइब्रिलर प्रोटीन:मुख्य रूप से संरचनात्मक(कोलेजन और इलास्टिन परिवार) और मुख्य रूप से गोंद(फाइब्रोनेक्टिन या लैमिनिन परिवार)।

ये सभी प्रोटीन प्रोटीन-कार्बोहाइड्रेट कॉम्प्लेक्स के समूह से संबंधित हैं।

विज्ञान

अंतरकोशिकीय मैट्रिक्स सिद्धांत

हम सभी जानते हैं कि मानव शरीर कोशिकाओं से बना होता है, लेकिन कम ही लोग सोचते हैं कि उनकी संख्या पूरे शरीर का लगभग 20% है। शेष 80% में शामिल हैं "अंतरकोशिकीय मैट्रिक्स". "अंतरकोशिकीय मैट्रिक्स" क्या है? आप इसे कैसे देख सकते हैं?

मानव शरीर में अंतरकोशिकीय मैट्रिक्स का सबसे स्पष्ट उदाहरण अस्थि ऊतक है।

अस्थि ऊतक का कोशिकीय आधार ओस्टियोब्लास्ट है। ये 5-7 माइक्रोन आकार की कोशिकाएं हैं जो हड्डी के ऊतकों का निर्माण करती हैं। इनकी संख्या वजन के हिसाब से 20% से भी कम है। मानव हड्डी हाइड्रॉक्सीपैटाइट, कोलेजन (प्रकार I) आदि के क्रिस्टल से बनी होती है। बाकी सब कुछ अंतरकोशिकीय मैट्रिक्स है।

मानव उम्र बढ़ने का सिद्धांत

भले ही कोशिकाएं 100% स्वस्थ हों, बुढ़ापे में सबसे पहले अंतरकोशिकीय मैट्रिक्स का विनाश होता है। नतीजतन, त्वचा परतदार हो जाती है, अंतरकोशिकीय मैट्रिक्स नष्ट हो जाता है, त्वचा "लटक जाती है", और हम नग्न आंखों से त्वचा की उम्र बढ़ने के सभी लक्षण देखते हैं। यही बात हम हड्डियों के उदाहरण में भी देख सकते हैं। लोग बीमार नहीं पड़ते क्योंकि उनकी कोशिकाएँ "गलत" व्यवहार करती हैं। ऑस्टियोपोरोसिस के कारण हड्डियाँ भंगुर हो जाती हैं, मुख्यतः अंतरकोशिकीय मैट्रिक्स के नष्ट होने के कारण।

गंजेपन के साथ भी यही समस्याएं उत्पन्न होती हैं। मानव बालों में कोई कोशिकाएँ नहीं होती हैं; इसके विपरीत, बाल कोशिका अपशिष्ट उत्पादों से बने होते हैं, और यह अपने शुद्धतम रूप में अंतरकोशिकीय मैट्रिक्स है। जब अंतरकोशिकीय मैट्रिक्स नष्ट हो जाता है, तो हमारे बाल झड़ जाते हैं।

निम्नलिखित तथ्य इस सिद्धांत के पक्ष में कहते हैं:

आइए एक उदाहरण के रूप में संरचना बहाली, या पुनर्जनन की प्रक्रिया को लें।

उदाहरण के लिए, एक व्यक्ति ने स्वयं को काट लिया। एक बच्चे में कोशिका पुनर्स्थापन लगभग उसी गति से होता है जिस गति से एक बुजुर्ग व्यक्ति में होता है। घावों के ठीक होने की दर में अंतर की गणना प्रतिशत में की जाती है, लेकिन परिमाण के क्रम से नहीं। वृद्ध लोगों में घाव उतनी ही तेजी से, तुलनात्मक दर से ठीक होते हैं, जितने कि युवा लोगों में। यदि किसी युवा व्यक्ति का उथला घाव एक सप्ताह में ठीक हो जाता है, तो किसी बुजुर्ग व्यक्ति का घाव 8-10 दिन में ठीक हो जाता है। अंतर नाटकीय नहीं है; यदि कोई व्यक्ति स्वस्थ है, तो उसके पूरे जीवन में कोशिकाएं लगभग एक ही दर पर विभाजित और पुनर्जीवित होती हैं। यह इंगित करता है कि कोशिकाएं क्रम में हैं, और उम्र के साथ वे पुनर्जीवित और विभाजित होने की अपनी क्षमता नहीं खोती हैं।

कई वर्षों तक, दुनिया के प्रमुख वैज्ञानिकों के लिए यह एक बड़ा रहस्य था - कोशिकाओं को वास्तव में पोषण कैसे मिलता है? यह लंबे समय से सभी के लिए स्पष्ट है कि सभी पोषक तत्व रक्त वाहिकाओं के माध्यम से, केशिकाओं के माध्यम से रक्त के साथ कोशिकाओं में प्रवेश करते हैं। आगे क्या? यदि आप एक माइक्रोस्कोप लें और अपनी कोशिकाओं को देखें, तो आप पाएंगे कि केशिकाएं आपके शरीर की प्रत्येक कोशिका तक नहीं जाती हैं, बल्कि कोशिकाओं के बहुत बड़े समूहों को ऑक्सीजन और पोषक तत्व प्रदान करती हैं। आगे क्या होगा?

अंतरकोशिकीय मैट्रिक्स की संरचना बहुत जटिल होती है। अंतरकोशिकीय मैट्रिक्स में, उपयोगी पदार्थों के परिवहन और अपशिष्ट उत्पादों को हटाने के लिए रास्ते बनते हैं, और ये रास्ते हमेशा मौजूद नहीं होते हैं, और दिन के समय, किसी व्यक्ति की स्थिति के आधार पर, वे "सुरंगों" के रूप में बन सकते हैं ”, राजमार्ग, आदि। वे एक ही स्थान पर बन सकते हैं. यह सड़कों पर प्रतिवर्ती लेन के समान है, जहां लोग सुबह एक दिशा में और शाम को विपरीत दिशा में गाड़ी चलाते हैं।

इंटरसेलुलर मैट्रिक्स की संरचना पूरी तरह से ज्ञात नहीं है।

लेकिन यह बिल्कुल स्पष्ट रूप से सिद्ध हो चुका है: अंतरकोशिकीय मैट्रिक्स में कई मुख्य घटक होते हैं। वैज्ञानिक समुदाय में यह आम तौर पर स्वीकार किया जाता है कि इंटरसेलुलर मैट्रिक्स का मुख्य घटक हयालूरोनिक एसिड है। इसलिए, यह अब बहुत फैशनेबल है और कॉस्मेटिक क्रीम, आहार अनुपूरक आदि में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इसके अलावा, इसमें कोलेजन या अनाकार प्रोटीन, चोंड्रोइटिन, विशेष रूप से चोंड्रोइटिन सल्फेट होता है, जो विशेष रूप से जोड़ों में प्रचुर मात्रा में होता है। और इसके अलावा, हालिया शोध से पता चलता है कि सबसे महत्वपूर्ण तत्व सिलिका है। यह एक प्राथमिक संरचना बनाता है, जिसमें सिलिकॉन यौगिक (SiO2) होते हैं। बाइबल की पंक्तियाँ बहुत याद दिलाती हैं, जब "भगवान ने मनुष्य को मिट्टी से बनाया," और मिट्टी, जैसा कि हम जानते हैं, सिलिका, सिलिकॉन ऑक्साइड से बनी होती है।

यद्यपि मानव शरीर के ऊतकों में सिलिकॉन की मात्रा बड़ी नहीं है (केवल 2%), यह एक बड़ी भूमिका निभाती है। इस तथ्य के बावजूद कि प्रकृति में बहुत सारा सिलिकॉन है - यह पृथ्वी की पपड़ी में मुख्य तत्व है, जैवउपलब्ध सिलिकॉन बहुत कम है। साधारण सिलिका (रेत, धूल, पृथ्वी) एक अत्यंत रासायनिक रूप से निष्क्रिय पदार्थ है जो रासायनिक प्रतिक्रियाओं में प्रवेश नहीं करता है। ऐसा प्रतीत होता है कि यह बहुत अधिक है, लेकिन शरीर के पास इसे लेने के लिए व्यावहारिक रूप से कोई जगह नहीं है।

अस्थिशोषकों

ऑस्टियोसाइट्स

अस्थिकोरक

अस्थि कोशिकाएं

अस्थि ऊतक के कार्य

व्याख्यान संख्या

विषय: अस्थि ऊतक की जैव रसायन

संकाय: दंत चिकित्सा.

हड्डीअत्यधिक खनिजयुक्त अंतरकोशिकीय पदार्थ वाला एक प्रकार का संयोजी ऊतक है।

1. आकार देना

2. समर्थन (मांसपेशियों, आंतरिक अंगों का निर्धारण)

3. सुरक्षात्मक (छाती, खोपड़ी, आदि)

4. भंडारण (खनिजों का भंडार: कैल्शियम, मैग्नीशियम, फास्फोरस, सोडियम, आदि)।

5. सीबीएस का विनियमन (एसिडोसिस के साथ Na +, Ca 3 (PO 4) 2 निकलता है)

मानव शरीर में, अस्थि ऊतक 2 प्रकार के होते हैं: रेटिकुलोफाइबरस (स्पंजी हड्डी पदार्थ) और लैमेलर (कॉम्पैक्ट हड्डी पदार्थ)। इनसे विभिन्न प्रकार की हड्डियाँ बनती हैं: ट्यूबलर, स्पंजी, आदि।

किसी भी कपड़े की तरह, हड्डी कोशिकाओं और अंतरकोशिकीय मैट्रिक्स से मिलकर बनता है।

अस्थि ऊतक में मेसेनकाइमल मूल की 2 प्रकार की कोशिकाएँ होती हैं।

1 प्रकार:

ए) ओस्टोजेनिक स्टेम कोशिकाएं;

बी) अर्ध-स्टेम स्ट्रोमल कोशिकाएं;

ग) ऑस्टियोब्लास्ट (जिससे ऑस्टियोसाइट्स बनते हैं);

घ) ऑस्टियोसाइट्स;

प्रकार 2:

ए) हेमेटोपोएटिक स्टेम कोशिकाएं;

बी) अर्ध-स्टेम हेमेटोपोएटिक कोशिकाएं (जिनसे मायलोइड कोशिकाएं और मैक्रोफेज बनते हैं);

सी) यूनिपोटेंट कॉलोनी बनाने वाली मोनोसाइट कोशिका (इससे एक मोनोब्लास्ट → प्रोमोनोसाइट → मोनोसाइट → ऑस्टियोक्लास्ट बनता है);

युवा, गैर-विभाजित कोशिकाएं जो हड्डी के ऊतकों का निर्माण करती हैं। उनके अलग-अलग आकार हैं: घन, पिरामिडनुमा, कोणीय। 1 कोर शामिल है. व्यापक ईआर, माइटोकॉन्ड्रिया और गोल्गी कॉम्प्लेक्स साइटोप्लाज्म में अच्छी तरह से विकसित होते हैं। कोशिका में बहुत सारा आरएनए, उच्च क्षारीय फॉस्फेट गतिविधि और सक्रिय प्रोटीन जैवसंश्लेषण (कोलेजन, प्रोटीयोग्लाइकेन्स, एंजाइम) होता है।

वे केवल पेरीओस्टेम की गहरी परतों और हड्डी के ऊतकों के पुनर्जनन के स्थानों में पाए जाते हैं। विकासशील हड्डी बीम की पूरी सतह को कवर करें।

अस्थि ऊतक की प्रमुख कोशिकाएँ ऑस्टियोब्लास्ट से बनती हैं। वे विभाजन करने में सक्षम नहीं हैं, उनका आकार शाखित होता है, कोशिका के केंद्र में एक बड़ा केंद्रक होता है, उनमें कुछ अंगक होते हैं और सेंट्रीओल्स नहीं होते हैं। वे लैकुने में स्थित होते हैं और अंतरकोशिकीय पदार्थ के घटकों का उत्पादन करते हैं।

हेमेटोजेनस प्रकृति की विशाल बहुकेंद्रीय कोशिकाएं। सेल में 2 जोन होते हैं. कोशिका में कई रसधानियाँ, माइटोकॉन्ड्रिया और लाइसोसोम होते हैं। कुछ राइबोसोम हैं, खुरदरा ईआर खराब विकसित है।

ऑस्टियोक्लास्ट गतिविधि को साइटोकिन्स के माध्यम से टी लिम्फोसाइटों द्वारा नियंत्रित किया जाता है। ऑस्टियोक्लास्ट कैल्सीफाइड उपास्थि या हड्डी को नष्ट करने में सक्षम हैं। वे अंतरकोशिकीय द्रव में CO2 और कार्बोनिक एनहाइड्रेज़ छोड़ते हैं। एच 2 ओ + सीओ 2 = एच 2 सीओ 3 एसिड के संचय से कैल्शियम लवण और कार्बनिक मैट्रिक्स का विनाश होता है।

अस्थि ऊतक के अंतरकोशिकीय मैट्रिक्स में कार्बनिक और अकार्बनिक पदार्थ शामिल होते हैं। कॉम्पैक्ट हड्डी में, अकार्बनिक घटक हड्डी के द्रव्यमान का 70% बनाता है, कार्बनिक घटक हड्डी के द्रव्यमान का 20% बनाता है, और पानी हड्डी के द्रव्यमान का 10% बनाता है। साथ ही, मात्रा के हिसाब से, अकार्बनिक घटक हड्डी का लगभग ¼ हिस्सा ही बनता है; शेष पर कार्बनिक घटकों और पानी का कब्जा है।

स्पंजी हड्डी के ऊतकों में, अकार्बनिक घटक हड्डी के द्रव्यमान का 33-40%, कार्बनिक घटक - हड्डी के द्रव्यमान का 50%, और पानी - हड्डी के द्रव्यमान का 10% बनाता है।

अस्थि ऊतक का कार्बनिक घटकइसमें मुख्य रूप से (90-95%) कोलेजन फाइबर (टाइप 1 कोलेजन) होते हैं, जिनमें बहुत अधिक हाइड्रॉक्सीप्रोलाइन, लाइसिन, सेरीन से जुड़े फॉस्फेट और थोड़ा हाइड्रॉक्सीलिसिन होता है।

अस्थि ऊतक के कार्बनिक घटक में थोड़ी मात्रा में प्रोटीयोग्लाइकेन्स और जीएजी होते हैं। मुख्य प्रतिनिधि चोंड्रोइटिन-4-सल्फेट, कुछ चोंड्रोइटिन-6-सल्फेट, केराटन सल्फेट, हायल्यूरोनिक एसिड हैं।

अस्थि ऊतक में गैर-कोलेजन संरचनात्मक प्रोटीन ओस्टियोकैल्सिन, ओस्टियोनेक्टिन, ओस्टियोरोन्टिन आदि होते हैं। ओस्टियोनेक्टिन कैल्सीफिकेशन का मध्यस्थ है, यह कैल्शियम और फास्फोरस को कोलेजन से बांधता है। पेप्टाइड (49एके) जिसमें 3 γ-कार्बोक्सीग्लूटामिक एसिड अवशेष होते हैं। विटामिन K इस पेप्टाइड के संश्लेषण में शामिल है; यह ग्लूटामिक एसिड के कार्बोक्सिलेशन को सुनिश्चित करता है।

निष्क्रिय ऊतक में एंजाइम होते हैं: क्षारीय फॉस्फेट (बढ़ती हड्डियों में बहुत अधिक), एसिड फॉस्फेट (थोड़ा), कोलेजनेज़, पाइरोफॉस्फेट। फॉस्फेटेज़ कार्बनिक यौगिकों से फॉस्फेट छोड़ते हैं। पायरोफॉस्फेटस पायरोफॉस्फेट को तोड़ता है, जो कैल्सीफिकेशन का अवरोधक है।

इसके अलावा, कार्बनिक घटक को विभिन्न कार्बनिक अम्लों, फ्यूमरिक, मैलिक, लैक्टिक आदि द्वारा दर्शाया जाता है। लिपिड मौजूद होते हैं.

अस्थि ऊतक का खनिज घटकएक वयस्क में मुख्य रूप से हाइड्रॉक्सीपैटाइट (अनुमानित संरचना Ca 10 (PO 4) 6 (OH) 2) होता है, इसके अलावा, इसमें कैल्शियम फॉस्फेट (Ca 3 (PO 4) 2), मैग्नीशियम (Mg 3 (PO 4) 2) शामिल होते हैं। कार्बोनेट, फ्लोराइड, हाइड्रॉक्साइड, साइट्रेट (1%), आदि। हड्डियों की संरचना में अधिकांश Mg 2+, लगभग एक चौथाई Na+ और शरीर में निहित K+ का एक छोटा हिस्सा शामिल होता है। छोटे बच्चों में, अनाकार कैल्शियम फॉस्फेट (सीए 3 (पीओ 4) 2) हड्डी के ऊतकों के खनिज घटक में प्रबल होता है, यह कैल्शियम और फास्फोरस का एक प्रयोगशाला भंडार है;

हाइड्रोक्सीएपेटाइट क्रिस्टल में प्लेट या छड़ का आकार होता है, जो लगभग 8-15Å मोटा, 20-40Å चौड़ा, 200-400Å लंबा होता है। हाइड्रॉक्सीपैटाइट के क्रिस्टल जाली में, Ca 2+ को अन्य द्विसंयोजक धनायनों द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है। भारी धातु आयनों को हाइड्रॉक्सीपैटाइट के बढ़ते क्रिस्टल जाली में पेश किया जा सकता है: सीसा, रेडियम, यूरेनियम और यूरेनियम के क्षय के दौरान बनने वाले भारी तत्व, जैसे स्ट्रोंटियम।

फॉस्फेट और हाइड्रॉक्सिल के अलावा अन्य आयन या तो छोटे क्रिस्टल द्वारा निर्मित बड़े सतह क्षेत्र पर अवशोषित होते हैं या क्रिस्टल जाली के हाइड्रेशन शेल में घुल जाते हैं। Na + आयन क्रिस्टल की सतह पर अधिशोषित होते हैं।

पेप्टाइड (49 AA) के γ-कार्बोक्सीग्लूटामिक एसिड अवशेषों का उपयोग करके हाइड्रॉक्सीएपेटाइट क्रिस्टल Ca 2+ के माध्यम से एक दूसरे से जुड़े होते हैं।

कार्बनिक और अकार्बनिक घटकों द्वारा निर्मित क्रिस्टलीय संरचना के कारण, हड्डी का लोचदार मापांक कंक्रीट के समान होता है।