डॉ. जियोवानी चेट्टा द्वारा संपादित
ईसीएम को आम तौर पर जैव-अणुओं के कई बड़े वर्गों से बना होने के रूप में वर्णित किया जाता है:
- संरचनात्मक प्रोटीन (कोलेजन और इलास्टिन)
- विशिष्ट प्रोटीन (फाइब्रिलिन, फाइब्रोनेक्टिन, लैमिनिन आदि)
- प्रोटीनोग्लाइकेन्स (एग्रीकैंस, सिंडीकैंस) और ग्लूसामिनोग्लाइकेन्स (हाइलूरोनन्स, चोंड्रोइटिन सल्फेट्स, हेपरान सल्फेट्स, आदि)
संरचनात्मक प्रोटीन
कोलेजन जानवरों के साम्राज्य में ग्लाइकोप्रोटीन के सबसे अधिक प्रतिनिधित्व वाले परिवार का निर्माण करते हैं। वे बाह्य मैट्रिक्स (लेकिन सबसे महत्वपूर्ण नहीं) में सबसे अधिक मौजूद प्रोटीन हैं और उचित संयोजी ऊतकों (उपास्थि, हड्डी, प्रावरणी, कण्डरा, स्नायुबंधन) के मूलभूत घटक हैं।
कम से कम 16 विभिन्न प्रकार के कोलेजन होते हैं, जिनमें से I, II और III विशिष्ट तंतुओं के स्तर पर सबसे अधिक मौजूद होते हैं (प्रकार IV एक प्रकार का जालिका बनाता है जो बेसल लैमिनाई के प्रमुख घटक का प्रतिनिधित्व करता है)।
कोलेजन ज्यादातर फाइब्रोब्लास्ट द्वारा संश्लेषित होते हैं, लेकिन उपकला कोशिकाएं भी उन्हें संश्लेषित करने में सक्षम होती हैं।
कोलेजन फाइबर लगातार बाह्य मैट्रिक्स के अन्य अणुओं की एक बड़ी मात्रा के साथ बातचीत करते हैं, जो कोशिका के जीवन के लिए मौलिक जैविक निरंतरता का निर्माण करते हैं। तंतुओं में जुड़े कोलेजन तनाव बलों का विरोध करने में सक्षम संरचनाओं के निर्माण और रखरखाव में एक प्रमुख भूमिका निभाते हैं, लगभग अकुशल होने के कारण (ग्लूकोसामिंग्लीकैन संपीड़न के प्रतिरोध की क्रिया करते हैं)। किसी तरह से कोलेजन का उत्पादन होता है और यांत्रिक भार के एक कार्य के रूप में पुन: चयापचय होता है और इसके विस्को-लोचदार गुण होते हैं, जैसा कि हम पैराग्राफ में देखेंगे "विस्कोलेस्टिकिटी ऑफ़ प्रावरणी", मनुष्य की मुद्रा पर एक बड़ा प्रभाव। पर्यावरणीय प्रभावों के अनुसार बदलने के लिए कोलेजन की क्षमता के एक और प्रदर्शन के रूप में, उदाहरण के लिए। कठोरता, लोच और प्रतिरोध की परिवर्तनशील डिग्री, कोलाजेन होते हैं, जिन्हें FACIT (फाइब्रिल एसोसिएटेड कोलेजन विद इंटरप्टेड ट्रिपल हेलिकॉप्टर) शब्द के साथ परिभाषित किया गया है, जो प्रोटीओग्लाइकेन्स की तरह कार्यात्मक रूप से कार्य करने में सक्षम हैं (पैराग्राफ "ग्लूकोसामिनोग्लाइकेन्स और प्रोटीयोग्लाइकेन्स" में वर्णित है)।
कोलेजन फाइबर, पीजी / जीएजी (प्रोटिओग्लाइकेन्स / ग्लूकोसामिनोग्लाइकेन्स) के उनके कोटिंग के लिए धन्यवाद, बायोसेंसर और बायोकंडक्टर्स के गुण होते हैं: सापेक्ष विद्युत आवेशों के परिणामस्वरूप पानी को बांधने और आयनों का आदान-प्रदान करने की अधिक क्षमता होती है, इसलिए अधिक विद्युत क्षमता होती है।
हम जानते हैं कि संरचनात्मक विकृति उत्पन्न करने में सक्षम कोई भी यांत्रिक बल अंतर-आणविक बंधों पर दबाव डालता है, जिससे एक मामूली विद्युत प्रवाह उत्पन्न होता है, अर्थात पीजोइलेक्ट्रिक करंट (एथेनस्टेड, 1969)। ऐसे मामलों में, कोलेजन फाइबर अपनी उत्तल सतह पर धनात्मक आवेशों और अवतल सतह पर ऋणात्मक आवेशों को वितरित करते हैं, इस प्रकार अर्धचालकों में परिवर्तित हो जाते हैं (वे अपनी एक-तरफ़ा सतह पर इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह की अनुमति देते हैं)। चूंकि पीजोइलेक्ट्रिक ऊर्जा (साथ ही थर्मल स्ट्रेस से उत्पन्न पाइरोइलेक्ट्रिक ऊर्जा) बहुत कम समय (लगभग 10-7 - 10-9 सेकंड) में परिसंचारी आयनों द्वारा बेअसर हो जाती है, सिग्नल पर पीजी / जीएजी की व्यवस्था सिग्नल के प्रसार के लिए निर्णायक है तंतुओं की सतह, जैसे कि विद्युत आवेग के "पुनरावर्तक" के रूप में कार्य करना। विशेष रूप से, लगभग की एक अनुदैर्ध्य आवधिकता। ६४ एनएम (जो ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप के नीचे एक लकीर के रूप में प्रकट होता है) लगभग ६४ मीटर / सेकंड (तेज तंत्रिका तंतुओं की चालन गति के अनुरूप) के बराबर आवेग की प्रसार गति की अनुमति देता है - रेंगलिंग, २००१। कोलेजन तंतुओं का मजबूत द्विध्रुवीय क्षण और उनकी अनुनाद क्षमता (सभी पेप्टाइड संरचनाओं के लिए सामान्य संपत्ति), साथ ही साथ एमईसी के कम ढांकता हुआ स्थिरांक, विद्युत चुम्बकीय संकेतों के संचरण की सुविधा प्रदान करते हैं। इसलिए त्रि-आयामी और सर्वव्यापी कोलेजन नेटवर्क में बायोइलेक्ट्रिक संकेतों के संचालन की अजीब विशेषता भी है अंतरिक्ष के तीन आयाम, कोलेजन तंतुओं और कोशिकाओं के बीच सापेक्ष व्यवस्था के आधार पर, अभिवाही दिशा में (ईसीएम से कोशिकाओं तक) या, इसके विपरीत, अपवाही।
यह सब एक वास्तविक समय एमईसी-सेल संचार प्रणाली का प्रतिनिधित्व करता है और इस तरह के विद्युत चुम्बकीय जैव-संकेतों से महत्वपूर्ण जैव रासायनिक परिवर्तन हो सकते हैं, उदाहरण के लिए, हड्डी में, ओस्टियोक्लास्ट पीजोइलेक्ट्रिकली चार्ज हड्डी (ओशमैन, 2000) को "पचा" नहीं सकते हैं।
अंत में, इस बात पर जोर दिया जाना चाहिए कि सेल, आश्चर्यजनक रूप से, लगातार और ऊर्जा के काफी खर्च (लगभग 70%) सामग्री के साथ उत्पादन करता है, जिसे अनिवार्य रूप से विशेष रूप से प्रोटोकोलजेन (कोलेजन के जैविक अग्रदूत) के विशेष भंडारण के माध्यम से निष्कासित किया जाना चाहिए। वेसिकल्स (अल्बर्गटी, 2004)।
कशेरुकी ऊतकों के विशाल बहुमत को दो महत्वपूर्ण विशेषताओं की एक साथ उपस्थिति की आवश्यकता होती है: शक्ति और लोच। इन ऊतकों के ईसीएम के अंदर स्थित लोचदार फाइबर का एक वास्तविक नेटवर्क, मजबूत कर्षण के बाद प्रारंभिक स्थितियों में लौटने की अनुमति देता है। लोचदार फाइबर किसी अंग या उसके एक हिस्से की कम से कम पांच गुना तक विस्तार करने में सक्षम होते हैं। लंबे, अकुशल कोलेजन फाइबर लोचदार फाइबर के बीच "ऊतकों के कर्षण के कारण अत्यधिक विरूपण को सीमित करने के सटीक कार्य के साथ प्रतिच्छेदित होते हैं। एल"इलास्टिन लोचदार फाइबर के प्रमुख घटक का प्रतिनिधित्व करता है। यह एक अत्यंत हाइड्रोफोबिक प्रोटीन है, लंबाई में लगभग 750 अमीनो एसिड, क्योंकि कोलेजन प्रोलाइन और ग्लाइसिन से भरपूर होता है, लेकिन कोलेजन के विपरीत, यह ग्लाइकेटेड नहीं होता है और इसमें कई हाइड्रॉक्सीप्रोलाइन अवशेष होते हैं न कि हाइड्रॉक्सिलिसिन। इलास्टिन अनियमित रूप से त्रि-आयामी आकार के एक वास्तविक जैव रासायनिक नेटवर्क के रूप में प्रकट होता है, जो फाइबर और लैमेली से बना होता है जो सभी संयोजी ऊतकों के ईसीएम में प्रवेश करता है। यह विशेष रूप से लोचदार विशेषताओं के साथ रक्त वाहिकाओं में प्रचुर मात्रा में पाया जाता है (यह ईसीएम का प्रोटीन अधिक है धमनियों में मौजूद है और महाधमनी के कुल शुष्क वजन का 50% से अधिक का प्रतिनिधित्व करता है), स्नायुबंधन में, फेफड़े में और त्वचा में। डर्मिस में, कोलेजन के साथ क्या होता है, इसके विपरीत, इलास्टिन का घनत्व और मात्रा समय के साथ बढ़ जाती है, लेकिन पुराना इलास्टिन आमतौर पर सूजा हुआ, लगभग सूजा हुआ दिखाई देता है, अक्सर खंडित रूप के साथ और घटक में कमी के साथ। "अनाकार" (पासक्वाली रोचेट्टी एट अल, 2004)। चिकनी पेशी कोशिकाएँ और फ़ाइब्रोब्लास्ट इसके अग्रदूत, ट्रोपोएलास्टिन के प्रमुख उत्पादक हैं, जो बाह्य कोशिकीय स्थानों में स्रावित होते हैं।
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