Mezibuněčná hmota

- Mluvili jsme hodně o jednotlivých buňkách, což mělo dobrý důvod. Buňky jsou základní jednotkou života a jsou samy o sobě velmi fascinující. Jak jsme viděli v jiných videích, v buňkách se nachází celé vesmíry. Uvnitř se ukrývají daleko složitější věci, než by mnohé z nás před studiem buněk napadlo. Ale jak se dostaneme od buněk ke tkáním? Tak třeba když se podíváte na svou kůži, na tkáň své kůže, nebo na šlachy, nebo když si vezmete třeba tkáně vašeho srdce, nebo tkáně jiných orgánů. Jak se dostanete od tkáně, která vás samozřejmě nakonec dovede k celému mnohobuněčnému organismu. Se všemi těmi tkáněmi a orgány dostanete celý organismus. Jak se tedy buňky spojí, zkoordinují a sestaví ze sebe třeba mě nebo vás? Odpovědí na tuto otázku je něco, čemu říkáme extracelulární matrix. Extracelulární matrix. Už jsme mluvili o tom, že vnitřek buněk není jen hromada plovoucích organel, ale že se tam nachází cytoskeleton, který dává vnitřku buňky strukturu a dovoluje jí dokonce, aby se mohla hýbat a dělit a přepravovat různé věci. Budeme-li brát tento flek jako buňku, ta žlutá část uvnitř bude cytoskeleton a něco podobného, co pomáhá buňkám lépe mezi sebou komunikovat, najdeme i zvenku. A právě to máme na mysli, když mluvíme o extracelulární matrix. Skládá se z množství různých druhů vláken a proteinů a glykoproteinů a asi nejvýznamnější částí je kolagen. Kolagen tady vyznačím žlutě, takže tady máme vlákna kolagenu, což je vlastně nejčastější protein u savců. Tady máme tedy žlutě vyznačený kolagen a tento kolagen podle odhadů tvoří 25 až 35 % proteinů u savců, budeme tedy říkat, že tvoří přibližně 30 % proteinů u savců. Tedy 30 % u savců, proteinů u savců. Takže asi 30 % proteinů ve vašem těle je kolagen a jeho velká část vytváří tato vlákna, která pomáhají vytvářet extracelulární matrix, i když kolagen není jediným proteinem, který to dělá. A tyto buňky tady, které jsem nakreslil, jsou tu v podstatě ukotveny tak, jak jsem to nakreslil. Mohou být upevněné. Vypadají jako by bylo trochu přichycené k matrix, což jim pomáhá držet na místě. A je pravda, že extracelulární matrix, kolagenová vlákna a další věci, které tu můžeme najít, pomáhají upevnit buňky a strukturovat je do tkání. Také pomáhají informovat buňku, dávají jí vědět, kdy má růst a kdy se dělit, a dokonce kdy má zemřít nebo vytvářet různé druhy molekul. Abychom se podívali hlouběji a pochopili, co se tu vlastně děje a jak je buňka vlastně upevněna, je třeba zaostřit detailněji, řekněme třeba na tento čtvereček, takže zaostřuji na buněčnou membránu. Tím se dostaneme k tomuto většímu obrázku, který tu zabírá většinu místa. Toto je tedy takové detailní zobrazení. Takže toto je uvnitř buňky. Vnitřek buňky. A vidíme, že tu máme i aktinové mikrofilamentum, které to pomáhá vytvářet, je to část cytoskeletonu. A pak tady máme kolagenová vlákna, která tvoří část extracelulární matrix. A vidíme, že je to všechno uchyceno k těmto proteinům, které patří do třídy proteinů zvané integriny. Integriny. A ty jsou zabudované v membránách buněk a pomocí jiných vláken, někdy je to třeba fibronektin, mohou být uchyceny k širší extracelulární matrix. Je to fascinující, neboť to vlastně strukturně spojuje tuto extracelulární - řekněme - strukturu, extracelulární matrix k vnitřku buněk, k cytoskeletonu, a to pomocí těchto proteinů, o kterých jsem mluvil; ty proteiny pomáhají držet věci pohromadě, na místě, ale mohou být použity také k signalizování, dokáží cítit napětí dle typu buňky, kterou zkoumáme, dokáží dávat signály buňce, aby se nějak zajímavě aktivovala nebo deaktivovala. Jde o hrozně zajímavou věc a chci, aby vám bylo jasné, že často při studiu biologie, i při úvodní hodině biologie, vidíme takovéhle věci v učebnici a myslíme si: "Jasně máme integriny, které se táhnou skrz buněčnou membránu a jsou přichycené třeba k fibronektinu a ty zase k cytoskeletonu a pojí se ke kolagenovým vláknům skrz extracelulární matrix." A máme pocit, že celá biologie je vlastně už úplně jasná, ale hlavní otázkou je, jak všechny tyto věci vlastně spolupracují, jak si dávají signály a jak buňky vědí, co dělat na základě tlaku a napětí, nebo jak naplněná je daná oblast. Tohle jsou otevřené oblasti výzkumu. Budete-li vše, o čem tu mluvím, chtít prozkoumat na internetu detailněji, což vám můžu jen doporučit, narazíte na aktuální studie, kde se lidé zabývají otázkami, jak třeba integrin ví, co dělat, nebo jak vlastně vysílá signály buňce, nebo jak se vlastně přichytí třeba k cytoskeletu nebo extracelulární matrix? Všechno to jsou zajímavé oblasti výzkumu a lidé je budou zkoumat ještě dlouho, protože se objevují nové otázky, týkající se těchto hrozně složitých proteinů a glykoproteinů - fibronektin je třeba glykoprotein, tedy proteinů, ve kterých mají boční řetězce karbohydrátové neboli sacharidové řetězce, které se z nich větví. Jak tedy všechny tyhle věci komunikují a jak vlastně "vědí, co mají dělat", a jak ty složité signální mechanismy fungují? Je to fascinující oblast výzkumu. Doufám, že vám toto pomohlo lépe porozumět těm složitým mechanismům, které dělají vás vámi. Už jsme mluvili o tom, že buňky jsou složité, ale teď jsou navíc uchycené v extracelulární matrix, což nám pomáhá lépe definovat tkáně a pomáhá buňkám tak nějak žít v této komunitě a vědět, jak s ostatními komunikovat a získávat signály z vnějšího prostředí. Tady jsem nakreslil jeden druh integrinového komplexu, ale podél buňky nebo membrány by jich bylo spousta a nebyly by to jediné proteiny. Buněčné membrány jsou úžasné, často se kreslí jako lipidová dvojvrstva, a najdeme tu všemožné proteiny, které jsou k nim vevnitř přichycené a používají se jako receptory, jež pustí některé molekuly dovnitř a jiné ven. Takže jsou to vlastně taková města, která komunikují se svým širším okolím.