Fibronectine is een glucoproteïne en speelt een belangrijke rol bij de cohesie van lichaamscellen of in bloed stolling. In het organisme vervult het veel verschillende functies die verband houden met zijn vermogen om adhesieve krachten te vormen. Structurele defecten bij de vorming van fibronectine kunnen leiden tot ernstig bindweefsel zwakheden.
Wat is fibronectine?
Fibronectine vertegenwoordigt een glucoproteïne met een molecuulgewicht van 440 kDa (kilodalton). Het dient om adhesiekrachten te vormen tussen cellen, tussen lichaamscellen en verschillende substraten, tussen lichaamscellen en de intercellulaire matrix, en tussen bloedplaatjes gedurende bloed stolling. Daarom ondersteunt het wond genezen, embryogenese, hemostaseceladhesie tijdens celmigratie of antigeenbinding aan fagocyten. Primair fibronectine bevat 2355 aminozuren en vormt 15 isovormen. Het wordt zowel in het extracellulaire gebied als in somatische cellen aangetroffen. Buiten de cellen vertegenwoordigt het een onoplosbaar eiwit. In het celplasma is het een oplosbaar eiwit. Alle vormen van fibronectine worden gecodeerd door dezelfde FN1 gen Oplosbaar fibronectine bevat twee isomere eiwitketens die zijn verbonden door een disulfidebrug. In onoplosbaar fibronectine, deze moleculen zijn weer met elkaar verbonden door disulfide bruggen om een vezelachtige structuur te vormen.
Anatomie en structuur
In basisstructuur vertegenwoordigt fibronectine een heterodimeer van twee staafachtige eiwitketens. Deze zijn verbonden door een disulfidebrug. De isomere eiwitketens worden hieruit tot expressie gebracht gen, het FN1-gen. De verschillende basenvolgorde is het resultaat van een alternatieve splitsing hiervan gen Elk gen bevat exons en introns. Exons zijn segmenten die worden vertaald in eiwitstructuur. Introns daarentegen zijn inactieve gensegmenten. Bij alternatieve splitsing blijft de sequentie van basenparen hetzelfde, maar exons en introns worden gevonden op verschillende gensegmenten. Bij de vertaling van genetische informatie worden de leesbare exons aan elkaar gesplitst en de introns uitgesneden. Deze alternatieve vertaling van dezelfde genetische informatie maakt de vorming mogelijk van meerdere isomere eiwitketens uit hetzelfde gen. Het fibronectine gevormd uit twee isomere eiwitketens is oplosbaar, wordt gevormd in de lever en komt de bloed plasma. Daar is het verantwoordelijk voor de bloedstolling in de context van wond genezen en weefselregeneratie. Onoplosbaar fibronectine wordt geproduceerd in macrofagen, endotheelcellen of fibroblasten. Het bevat dezelfde basisstructuur. Hier echter het individuele fibronectine moleculen zijn weer met elkaar verbonden door disulfide bruggen om fibrillaire eiwitstructuren te vormen die de cellen bij elkaar houden. Het vermogen om adhesieve krachten te vormen is te danken aan de vaak voorkomende aminozuursequentie arginine-glycine-aspartaat. Dit resulteert in de adhesie van fibronectine aan zogenaamde integrines (adhesie receptoren op het oppervlak van de cellen). De eiwitketens van fibronectine zijn samengesteld uit vele domeinen die 40 tot 90 bevatten aminozuren Op basis van de homologie van de domeinen worden fibronectine-polypeptideketens geclassificeerd in drie structurele typen, I, II en III.
Functie en rollen
Fibronectine dient in het algemeen om bepaalde structurele eenheden bij elkaar te houden. Deze omvatten cellen, de extracellulaire matrix, bepaalde substraten en bloedplaatjes In het verleden werd fibronectine daarom ook wel cellijm genoemd. Het zorgt ervoor dat de cellen in de weefsels bij elkaar blijven en niet uit elkaar drijven. Het speelt ook een belangrijke rol bij celmigratie. Zelfs het koppelen van macrofagen aan antigenen wordt gemedieerd door fibronectine. Bovendien regelt fibronectine ook veel processen van embryogenese en celdifferentiatie. Bij kwaadaardige tumoren wordt fibronectine echter vaak verlaagd. Hierdoor kan de tumor groeien in het weefsel en vorm metastasen door tumorcellen af te werpen. In bloedplasma maakt oplosbaar fibronectine de vorming van bloedstolsels mogelijk om bloedingen te stoppen wonden In dit proces wordt het individuele bloed bloedplaatjes zitten aan elkaar vast door de vorming van fibrine. Als opsonine bindt fibronectine zich als receptoren aan het oppervlak van macrofagen. Met behulp van deze receptoren kunnen de macrofagen bepaalde pathogene deeltjes binden en opnemen. In de extracellulaire ruimte is onoplosbaar fibronectine verantwoordelijk voor de vorming van een matrix die de cellen fixeert.
Ziekten
Een tekort aan of structurele afwijkingen van fibronectine zijn vaak ernstig volksgezondheid gevolgen. Bijvoorbeeld als gevolg van kanker groei in de tumor, fibronectine concentratie neemt af. De celassociatie binnen de tumor wordt losser en de cellen migreren uit elkaar. Dit leidt tot de frequente metastasen veroorzaakt door afsplitsing van tumorcellen en migreren door het lymfestelsel of bloedplasma naar andere delen van het lichaam. Bovendien, vanwege het gebrek aan fibronectine, de kanker cellen kunnen ook groeien sneller in het aangrenzende weefsel en dus verplaatsen. Verder zijn er erfelijke ziekten die leiden aan een defect van de bindweefsel. Een voorbeeld hiervan is Ehlers-Danlos syndroom. Ehlers-Danlos syndroom is geen enkele ziekte, maar vertegenwoordigt een complex van bindweefsel gebreken. Type X wordt veroorzaakt door afwezig of defect fibronectine. Het is een mutatie in het FN1-gen. Dit resulteert in een ingrijpende zwakte van het bindweefsel De ziekte wordt op autosomaal recessieve wijze overgeërfd. Het manifesteert zich door erg slap huid en hypermobiliteit van de gewrichten Ondanks grote verschillen in de oorzaak van zwakte van het bindweefsel, de symptomen van individuele ziekten van dit complex zijn vergelijkbaar. Volgens de Deense dermatoloog Edvard Ehlers en de Franse dermatoloog Henri-Alexandre Danlos zijn de hoofdsymptomen van Ehlers-Danlos syndroom zijn ernstige overstrekking en scheuren van de huid Ten slotte kan een bepaalde mutatie in het FN1-gen ook leiden tot glomerulopathie (ziekten van de nierlichaampjes). Dit is een ernstige zaak nier ziekte die vaak vereist dialyse behandeling.
