Fibronektyna jest glukoproteiną i odgrywa ważną rolę w utrzymywaniu razem komórek ciała lub w krzepnięciu krwi. Pełni wiele różnych funkcji w organizmie, które są związane z jego zdolnością do tworzenia sił adhezyjnych. Błędy strukturalne w strukturze fibronektyny mogą prowadzić do poważnego osłabienia tkanki łącznej.
Co to jest fibronektyna?
Fibronektyna jest glukoproteiną o masie cząsteczkowej 440 kDa (kilodaltonów) i służy do tworzenia sił adhezyjnych między komórkami, między komórkami ciała a różnymi substratami, między komórkami ciała a macierzą międzykomórkową oraz między płytkami krwi podczas krzepnięcia krwi. Dlatego wspomaga gojenie się ran, embriogenezę, hemostazę, adhezję komórek podczas migracji komórek czy wiązanie antygenu z fagocytami.
Pierwotna fibronektyna zawiera 2355 aminokwasów i tworzy 15 izoform. Występuje zarówno w obszarze pozakomórkowym, jak iw komórkach ciała. Poza komórkami jest białkiem nierozpuszczalnym, natomiast wewnątrz plazmy komórkowej jest białkiem rozpuszczalnym. Wszystkie formy fibronektyny są kodowane przez ten sam gen FN1. Rozpuszczalna fibronektyna zawiera dwa izomeryczne łańcuchy białkowe połączone mostkiem dwusiarczkowym. W przypadku nierozpuszczalnej fibronektyny cząsteczki te są ponownie połączone ze sobą mostkami dwusiarczkowymi, tworząc strukturę podobną do fibryli.
Anatomia i budowa
W swojej podstawowej budowie fibronektyna jest heterodimerem zbudowanym z dwóch pręcikowych łańcuchów białkowych połączonych mostkiem dwusiarczkowym. Izomeryczne łańcuchy białkowe ulegają ekspresji przez ten sam gen, gen FN1. Inna sekwencja zasad wynika z alternatywnego składania tego genu. Każdy gen zawiera egzony i introny. Egzony to sekcje, które są tłumaczone na strukturę białka. Natomiast introny są nieaktywnymi segmentami genów. Przy alternatywnym splicingu sekwencja par zasad pozostaje taka sama, ale egzony i introny znajdują się w różnych segmentach genów. Podczas tłumaczenia informacji genetycznej następuje scalenie czytelnych eksonów i wycięcie intronów. Ta alternatywna translacja tej samej informacji genetycznej umożliwia utworzenie kilku izomerycznych łańcuchów białkowych z tego samego genu.
Fibronektyna, zbudowana z dwóch izomerycznych łańcuchów białkowych, jest rozpuszczalna, tworzy się w wątrobie i przenika do osocza krwi. Tam odpowiada za krzepnięcie krwi w ramach gojenia się ran i regeneracji tkanek. Nierozpuszczalna fibronektyna jest wytwarzana w makrofagach, komórkach śródbłonka lub fibroblastach. Zawiera tę samą podstawową strukturę. Tutaj jednak poszczególne cząsteczki fibronektyny są z kolei połączone ze sobą mostkami dwusiarczkowymi, tworząc włókniste struktury białkowe, które utrzymują komórki razem.
Zdolność do tworzenia sił adhezyjnych wynika z często występującej sekwencji aminokwasów arginina - glicyna - asparaginian. Prowadzi to do adhezji fibronektyny do tzw. Integryn (receptorów adhezyjnych na powierzchni komórek). Łańcuchy białkowe fibronektyny składają się z wielu domen zawierających od 40 do 90 aminokwasów. Ze względu na homologię domen, łańcuchy polipeptydowe fibronektyny są podzielone na trzy typy strukturalne I, II i III.
Funkcja i zadania
Fibronektyna na ogół służy do utrzymywania razem pewnych jednostek strukturalnych. Należą do nich komórki, macierz zewnątrzkomórkowa, określone substraty, a nawet płytki krwi. Kiedyś nazywano fibronektynę Klej komórkowy wyznaczony. Zapewnia, że komórki w tkankach pozostają razem i nie oddalają się od siebie.
Odgrywa również ważną rolę w migracji komórek. Nawet w dokowaniu makrofagów antygenami pośredniczy fibronektyna. Ponadto fibronektyna kontroluje wiele procesów embriogenezy i różnicowania komórek.
Jednak fibronektyna jest często zmniejszona w nowotworach złośliwych. Umożliwia to wzrost guza w tkankę i tworzenie przerzutów poprzez odszczepianie komórek nowotworowych.
Rozpuszczalna fibronektyna w osoczu krwi umożliwia tworzenie się skrzepów krwi w celu zamknięcia krwawiących ran. Poszczególne płytki krwi są sklejane ze sobą poprzez tworzenie fibryny. Jako opsonina, fibronektyna wiąże się z powierzchnią makrofagów jako receptory. Z pomocą tych receptorów makrofagi mogą wiązać się i inkorporować pewne cząsteczki chorobotwórcze. W przestrzeni zewnątrzkomórkowej nierozpuszczalna fibronektyna jest odpowiedzialna za tworzenie macierzy, która wiąże komórki.
Choroby
Niedobór lub nieprawidłowości strukturalne fibronektyny często mają poważne skutki zdrowotne. W wyniku wzrostu raka w obrębie guza stężenie fibronektyny spada. Struktura komórkowa guza rozluźnia się, a komórki oddalają się. Prowadzi to do częstych przerzutów z powodu odszczepiania się komórek nowotworowych i ich migracji przez układ limfatyczny lub osocze krwi do innych części ciała. Ponadto, ze względu na brak fibronektyny, komórki rakowe mogą szybciej wrastać w sąsiednią tkankę i tym samym ją wypierać.
Ponadto istnieją choroby dziedziczne, które prowadzą do uszkodzenia tkanki łącznej. Jednym z przykładów jest zespół Ehlersa-Danlosa. Zespół Ehlersa-Danlosa nie jest jednorodną chorobą, lecz raczej zespołem defektów tkanki łącznej, a typ X jest spowodowany brakiem lub uszkodzeniem fibronektyny. Jest to mutacja w genie FN1. Prowadzi to do drastycznego osłabienia tkanki łącznej. Stan ten jest dziedziczony jako cecha autosomalna recesywna. Objawia się bardzo obwisłą skórą i nadmierną ruchomością stawów. Mimo dużych różnic w przyczynie słabej tkanki łącznej objawy poszczególnych schorzeń tego kompleksu są podobne. Według duńskiego dermatologa Edvarda Ehlersa i francuskiego dermatologa Henri-Alexandre Danlosa, kardynalnymi objawami zespołu Ehlersa-Danlosa są silne nadmierne rozciąganie i rozdarcie skóry.
Wreszcie pewna mutacja w genie FN1 może również prowadzić do kłębuszków nerkowych (choroby ciałek nerkowych). Jest to poważna choroba nerek, która często wymaga dializoterapii.
