Fibronektín je glukoproteín a hrá hlavnú úlohu pri súdržnosti buniek tela alebo v nich krv zrážanie. V organizme vykonáva mnoho rôznych funkcií súvisiacich so schopnosťou vytvárať adhézne sily. Štrukturálne chyby pri tvorbe fibronektínu môžu viesť až ťažké spojivové tkanivo slabiny.
Čo je fibronektín?
Fibronektín predstavuje glukoproteín s molekulovou hmotnosťou 440 kDa (kilodaltonov). Slúži na tvorbu adhéznych síl medzi bunkami, medzi bunkami tela a rôznymi substrátmi, medzi bunkami tela a medzibunkovou matricou a medzi doštičky počas krv zrážanie. Preto podporuje hojenie rán, embryogenéza, hemostáza, bunková adhézia počas bunkovej migrácie alebo väzby antigénu na fagocyty. Primárny fibronektín obsahuje 2355 aminokyseliny a tvorí 15 izoforiem. Nachádza sa v extracelulárnej oblasti, ako aj vo vnútri somatických buniek. Mimo buniek predstavuje nerozpustný proteín. Vo vnútri bunkovej plazmy je to rozpustný proteín. Všetky formy fibronektínu sú kódované rovnakým FN1 gen. Rozpustný fibronektín obsahuje dva izomérne proteínové reťazce spojené disulfidovým mostíkom. V nerozpustnom fibronektíne tieto molekuly sú navzájom opäť spojené disulfidom mosty aby vytvorili vláknitú štruktúru.
Anatómia a štruktúra
V základnej štruktúre predstavuje fibronektín heterodimér dvoch proteínových reťazcov podobných tyčinkám. Tie sú spojené disulfidovým mostíkom. Izomérne proteínové reťazce sú exprimované rovnako gen, gén FN1. Rôzna bázová sekvencia je výsledkom alternatívneho zostrihu gen. Každý gén obsahuje exóny a intróny. Exóny sú segmenty, ktoré sú preložené do proteínovej štruktúry. Introny sú na druhej strane neaktívne génové segmenty. Pri alternatívnom zostrihu zostáva sekvencia párov báz rovnaká, ale exóny a intróny sa nachádzajú v rôznych génových segmentoch. Pri preklade genetickej informácie sú čitateľné exóny spojené a intróny sú vyrezané. Táto alternatívna translácia rovnakej genetickej informácie umožňuje tvorbu viacerých izomérnych proteínových reťazcov z rovnakého génu. Fibronektín tvorený z dvoch izomérnych proteínových reťazcov je rozpustný a tvorí sa v pečeň a vstupuje do krv plazma. Tam je zodpovedný za zrážanie krvi v kontexte hojenie rán a regenerácia tkanív. Nerozpustný fibronektín sa produkuje v makrofágoch, endoteliálnych bunkách alebo fibroblastoch. Obsahuje rovnakú základnú štruktúru. Tu však individuálny fibronektín molekuly sú opäť navzájom spojené disulfidom mosty za vzniku fibrilárnych proteínových štruktúr, ktoré držia bunky pohromade. Schopnosť vytvárať adhézne sily je dôsledkom často sa vyskytujúcej aminokyselinovej sekvencie arginín-glycín-aspartát. To vedie k adhézii fibronektínu k takzvaným integrínom (adhézne receptory na povrchu buniek). Proteínové reťazce fibronektínu sú zložené z mnohých domén obsahujúcich 40 až 90 aminokyseliny. Na základe homológie domén sú polypeptidové reťazce fibronektínu rozdelené do troch štruktúrnych typov, I, II a III.
Funkcia a roly
Fibronektín všeobecne slúži na udržanie určitých štruktúrnych jednotiek pohromade. Patria sem bunky, extracelulárna matrica, určité substráty a doštičky. V minulosti sa preto fibronektín označoval aj ako bunkové lepidlo. Zaisťuje, že bunky v tkanivách zostávajú pohromade a nerozdeľujú sa od seba. Hrá tiež hlavnú úlohu pri migrácii buniek. Aj ukotvenie makrofágov k antigénom je sprostredkované fibronektínom. Fibronektín ďalej tiež riadi mnoho procesov embryogenézy a bunkovej diferenciácie. U malígnych nádorov je však fibronektín často znížený. To umožňuje nádoru rast do tkaniva a formovať sa metastázy vylučovaním nádorových buniek. Rozpustný fibronektín v krvnej plazme umožňuje tvorbu krvných zrazenín na zastavenie krvácania rany. V tomto procese, jednotlivé krvi doštičky sú navzájom spojené tvorbou fibrínu. Ako opsonín sa fibronektín viaže na povrch makrofágov ako receptory. Pomocou týchto receptorov môžu makrofágy viazať a inkorporovať určité patogénne častice. V extracelulárnom priestore je nerozpustný fibronektín zodpovedný za tvorbu matrice, ktorá fixuje bunky.
Choroby
Nedostatok alebo štrukturálne abnormality fibronektínu sú často vážne zdravie následky. Napríklad v dôsledku rakovina rast v nádore, fibronektín koncentrácie klesá. Asociácia buniek v nádore sa stáva voľnejšou a bunky migrujú od seba. To vedie k častým metastázy spôsobené odštiepením nádorových buniek a migráciou cez lymfatický systém alebo krvnú plazmu do iných častí tela. Okrem toho z dôvodu nedostatku fibronektínu rakovina bunky môžu tiež rast rýchlejšie do susedného tkaniva a tým ho vytesniť. Ďalej existujú dedičné choroby, ktoré viesť na vadu spojivové tkanivo, Jedným z príkladov je Ehlers-Danlosov syndróm. Ehlers-Danlosov syndróm nie je jedinou chorobou, ale predstavuje komplex spojivové tkanivo vady. Typ X je spôsobený chýbajúcim alebo chybným fibronektínom. Je to mutácia v géne FN1. Z toho vyplýva drastická situácia slabosť spojivového tkaniva. Toto ochorenie sa dedí autozomálne recesívnym spôsobom. Prejavuje sa veľmi ochabnutým dojmom koža a hypermobilita spoločnosti kĺby. Napriek veľkým rozdielom v príčine vzniku slabosť spojivového tkaniva, príznaky jednotlivých chorôb tohto komplexu sú podobné. Podľa dánskeho dermatológa Edvarda Ehlersa a francúzskeho dermatológa Henri-Alexandre Danlosa sú kardinálne príznaky Ehlers-Danlosov syndróm sú silné preťaženie a roztrhnutie koža. Nakoniec môže tiež dôjsť k určitej mutácii v géne FN1 viesť na glomerulopatiu (ochorenia obličkových teliesok). Toto je vážne oblička choroba, ktorá si často vyžaduje dialýza liečba.
