Молекулы внеклеточного матрикса мозга

Матрикс – это решетка из высокополимерных сахаров – основное вещество межклеточного пространства.
Внеклеточный матрикс – это зона трансмиссии – передачи информации (сигналов) от регуляторных систем организма к клетками.

Раньше считалось, что матрикс играет роль некоего каркаса, выполняя в мозге вспомогательную роль. Но исследования последнего десятилетия доказали, что матрикс способен воздействовать на сигнальные функции мозга, это активная материя, способная влиять на информационные и когнитивные функции мозга
участвует в поддержании целостности ткани и образует упорядоченный пространственный остов внутри которого клетки могут перемещаться и взаимодействовать друг с другом
Он влияет на развитие, миграцию, пролиферацию, метаболизм клеток

Структурная и молекулярная организация ВКМ в ЦНС является гетерогенной и зависит от типа клеток и субклеточных доменов, которые связываются с матриксом. В большинстве случаев компоненты внеклеточного матрикса :
Несульфатированный и несвязанный ковалентно с белком гликозаминогликан
гиалуроновая кислота
2. ковалентно связанные с белком гликозаминогликаны в составе протеогликанов
хондроитин сульфат протеогликанов — версикана, бревикана, нейрокана, аггрекана, и фосфакана;
гепаран сульфат протеогликаны — синдеканы, глипиканы, агрин и перлекан;
3. гликопротеины — тенасцин-С и тенасцин-Я, фибронектин, ламинины, и тромбоспондины. В дополнение к вышеупомянутым основным компонентам, ВКМ содержит широкий спектр секретируемых ростовых факторов и других (таМсеПи1аг) белков, которые регулируют взаимодействия клеток между собой и с матриксом.

В центральной нервной системе существует несколько форм внеклеточного матрикса. К ним относятся:
1. Перинейрональные сети, которые окружают тела клеток, проксимальные дендриты и начальные сегменты аксонов некоторых нейронов;
2. Перисинаптический матрикс в нейропиле;
3. Базальная мембрана, входящая в состав капилляров и посткапиллярных венул и являющаяся неотъемлемой частью гематоэнцефалического барьера в ассоциации с перицитами, периваскуляр-ной микроглией и астроцитами;
4. Небольшие области в стенках боковых желудочков мозга, активирующие ростовые факторы в нишах роста нейральных стволовых клеток;
5. Синаптический матрикс

Роль внеклеточтого матрикса (ВКМ) в синаптической пластичности:
1. Нейроны и глиальные клетки секретируют молекулы ВКМ во внеклеточное пространство;
2. Расщепление молекул ВКМ внеклеточными протеазами;
3. Молекулы ВКМ и продукты их протеолиза активируют ВКМ рецепторы и влияют на ионные каналы;
4. Активация ВКМ рецепторов влияет на фосфорилирование, экзо- и эндоцитоз постсинаптических рецепторов;
5. Активация ВКМ рецепторов влияет на актиновый цитоскелет.

Функции молекул внеклеточного матрикса
1. Выполняют механическую поддержку клеток в головном мозге.
2. Осуществляют сигнальные функции
3. Формируют адгезивный субстрат, осуществляют миграцию клеток и морфогенез во время развития, внося вклад в процессы роста нейритов, направленного движения конуса роста, формирования и стабилизация синаптических контактов.
Во взрослом состоянии внеклеточный матрикс принимает участие во многих патофизиологических процессах.
Структура и молекулярный состав внеклеточного матрикса важны также для электрической передачи сигналов в мозге, модуляции синаптической трансмиссии и регуляции синаптической пластичности.
6. Композиция внеклеточного матрикса определяет и диффузию ионов, нейромедиаторов, других нейроактивных субстанций во внеклеточном пространстве.

Матриксные импланты
Выполняют каркасную, заполняя место дефекта, трофическую функции, поддерживают жизнеспособность стимулируют регенерацию, размножение и дифференцировку клеток, а также могут служить системой адресной доставки лекарств.