Extrazelluläre Matrix

Als extrazelluläre Matrix (EZM) bezeichnet man die Gesamtheit der Makromoleküle, die den Raum außerhalb der Plasmamembran von Zellen der verschiedenen Gewebe ausfüllen, und die für deren Integrität essentiell sind.

Aus der Vielfalt der verschiedenen Anforderungen an die EZM ergibt sich eine in ihrem Aufbau und ihrer Funktion komplexe Struktur, die sich je nach Gewebe und Organ unterscheidet und die typische Histoarchitektur bestimmt. Sie entwickelt sich in der frühen embryonalen Entwicklung aus dem mittleren Keimblatt, dem Mesoderm.

In einigen Geweben nimmt die extrazelluläre Matrix nur einen schmalen Raum ein (Muskulatur, Leber etc.), in anderen stellt sie dagegen den eigentlichen Funktionsträger des Gewebes dar (Knochen, Knorpel, Sehnen etc.). Sie erfüllt auf der einen Seite verschiedene mechanische Funktionen wie die Ausbildung eines Stützgerüsts zur Anhaftung und Migration der Zellen oder die Bildung von Gleitlagern in Gelenken und Sehnenscheiden. Auf der anderen Seite stehen regulative Aufgaben. So versorgt die EZM die Zellen mit bestimmten biologischen Informationen und nimmt damit Einfluss auf Zellaktivitäten, wie die Adhäsion, Zellproliferation und -differenzierung, Migration und Apoptose.

Diese gegenseitige Beeinflussung zwischen Zellen und EZM findet entweder direkt über Zellrezeptor-Matrix-Bindungen statt oder indirekt über assoziierte Faktoren, die in diesem Zusammenspiel von größter Bedeutung sind. Zu diesen Faktoren gehören Chemokine, Wachstumsfaktoren und die auf die Matrix einwirkenden Enzyme sowie deren Inhibitoren. Funktionell bildet diese Gruppe aus EZM, Zellen und den angesprochenen assoziierten Faktoren eine Einheit, die sowohl im Rahmen physiologischer als auch pathologischer Mechanismen eine wichtige Rolle spielt.

Beispiele für pathologische Vorgänge der EZM sind Organfibrosen, Tumorwachstum, Metastasierung sowie Autoimmunerkrankungen.

Hauptkomponente der EZM sind die Kollagene. Daneben tragen nichtkollagene Glykoproteine, Proteoglykane und Glykosaminoglykane zur Struktur und Funktion der EZM bei. Eine scharfe Abgrenzung der strukturellen Gruppen voneinander ist aber nicht immer möglich, da beispielsweise einige Kollagene Glykosaminoglykanseitenketten oder auch sehr lange nichtkollagene Domänen aufweisen.