Dalla matrice extracellulare alla postura. Il sistema connettivo è il nostro vero Deus ex machina?

A cura del Dott. Giovanni Chetta

 

Il network extracellulare


La MEC può quindi essere considerata come un complessissimo network in cui proteine, PGS e GAGs forniscono innumerevoli funzioni fra cui quelle di supporto strutturale e regolazione di ogni attività tissutale e organica. Occorre considerare l'omeostasi globale cellulare come un complesso di meccanismi che possono trovare origine e sviluppo all'interno della cellula o all'esterno nella MEC; in quest'ultimo caso, la cellula può rappresentare il bersaglio intermedio o finale. Le componenti extracellulari, oltre a rappresentare strutture di sostegno fisico all'impalcatura cellulare, fungono anche da vere e proprie sedi di inizio, svolgimento e termine di processi vitali riguardanti sia l'ambiente endocellulare sia organi ed apparati. Siamo di fronte a un infinito network biochimico in grado di generare, modulare, variare e propagare, anche a distanza, milioni e milioni di informazioni.
Ogni cellula del corpo interagisce costantemente con la MEC, sia sotto l'aspetto meccanico che chimico ed energetico, con effetti "drammatici" sull'architettura statica e dinamica dei tessuti. I fibroblasti, ad es., agiscono in modo sostanziale sul collagene da loro prodotto elaborandolo continuamente, così da poterlo compattare e predisporre nelle forme e quantità richieste dalla specifica sede funzionale organica. Se si pongono due piccoli frammenti di tessuto embrionale distanti fra loro ma nella medesima coltura di gel di collagene, si assiste dapprima ad una formazione di fibre di neocollagene, perfettamente allineate, che interconnettono i due monconi. Successivamente i fibroblasti migrano al di fuori dei due frammenti  lungo le neo-fibre collagene controllandone la deposizione e venendo a loro volta monitorati. Tale sincizio funzionale è verosimilmente presente durante i processi rigenerativi della MEC e costituisce un continuum funzionale perenne in grado di autoregolarsi fronteggiando, in condizioni fisiologiche, le costanti variazioni richieste dalle diverse vitali funzioni tissutali (Albergati, 2004).
Secondo P. A. Bacci (2004) la matrice interstiziale rappresenta veramente la madre delle reazioni vitali, il luogo dove, prima di tutto, avvengono gli scambi tra materia ed energia. Tutti i tessuti sono collegati e funzionalmente integrati fra loro non in sistemi chiusi ma aperti; fra essi avvengono continui scambi, che possono attuarsi sia a livello locale che sistemico, sfruttando messaggi biochimici, biofisici ed elettromagnetici, ossia utilizzando le varie forme di energia. La composizione ionica dello spazio interstiziale extracellulare costituisce una sostanza fondamentale che non solo permette gli scambi e la vita ma che agisce anche sull'espressività genica di ogni cellula.
Come afferma F. G. Albergati (2004), la cellula e la matrice extracellulare rappresentano due mondi solo apparentemente separati, che necessariamente per tutta la durata della vita, ad ogni istante, devono interagire per poter operare in modo corretto e sinergico. Ciò richiede una straordinaria serie di segnali a cui segue un altrettanto incredibile serie di attività biologico-molecolari.

 

Rimodellamento della MEC


La MEC va considerata come una struttura in perenne e costante "rimodellamento" morfo-funzionale, sia in condizioni fisiologiche che patologiche, in base alle richieste funzionali provenienti sia dal proprio interno (mediante l'azione delle metalloproteasi) sia dalle cellule (per l'azione delle numerose frazioni proteiche di adesione). Una ridotta o assente capacità di rimodellamento della MEC è letale per la cellula. Come abbiamo visto, tutte le funzioni cellulari si esprimono in virtù della corrispondente funzione delle strutture della MEC e i processi patologici possono risultare primari o secondari alle modifiche della MEC.
Chiari esempi di rimodellamento della MEC sono la riparazione degli strati dermo-ipodermici (tale processo richiede precise sequenze di degradazione della matrice, migrazione di specifiche cellule in tale sede, sintesi di una matrice provvisoria composta da fibronectina, fibrine e grandi quantità di collagene tipo III, fase di rimodellamento della matrice provvisoria fondamentale per il ripristino funzionale dei suoi componenti e di conseguenza del ripristino strutturale del tessuto stesso) e la neoangiogenesi (fisiologico processo di formazione di nuovi capillari in tessuti e organi in varie situazioni patologiche, fra cui quella oncologica). La neoangiogenesi viene studiata a scopo terapeutico con l'obiettivo di ripristinare la corretta irrorazione in tessuti ischemici, ad es. nel muscolo cardiaco o nel circolo periferico, così come per inibirne il processo, ad es. in campo tumorale (Shishido et al, 2003)

 

Le metalloproteasi (MMPs) sono una famiglia di endopeptidasi contenenti zinco e calcio che mostrano la capacità potenziale di degradare tutte le proteine e i componenti proteoglicani della MEC. Esse possiedono sequenze analoghe al collagene interstiziale e si collocano sul versante esterno della membrana cellulare in forma inattiva (attivata al bisogno). La loro attività è inibita tramite uno specifico agente definito TIMP (Tissue Inhibitors of MetalloProteases).
In passato denominate collagenasi o gelatinasi per la loro caratteristica di denaturare il collagene nativo o quello denaturato (gelatina) - Birkedal-Hansen (1993). Tali enzimi sono implicati in numerosi processi fisiologici e patologici inclusi angiogenesi, embriogenesi, risposte infiammatorie, aterosclerosi e numerose patologie artroreumatiche (artrite reumatoide inclusa - Dieppe, 1995).

 

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