Fibronektin je glukoprotein a hraje hlavní roli v soudržnosti buněk těla nebo v něm krev srážení. V organismu vykonává mnoho různých funkcí souvisejících s jeho schopností vytvářet adhezní síly. Strukturální vady při tvorbě fibronektinu mohou vést těžké pojivové tkáně slabé stránky.
Co je fibronektin?
Fibronektin představuje glukoprotein s molekulovou hmotností 440 kDa (kilodaltonů). Slouží k vytváření adhezních sil mezi buňkami, mezi tělními buňkami a různými substráty, mezi tělními buňkami a mezibuněčnou matricí a mezi destičky během krev srážení. Proto podporuje hojení ranembryogeneze, hemostáza, buněčná adheze během buněčné migrace nebo vazby antigenu na fagocyty. Primární fibronektin obsahuje 2355 aminokyseliny a tvoří 15 izoforem. Nachází se v extracelulární oblasti i uvnitř somatických buněk. Mimo buňky představuje nerozpustný protein. Uvnitř buněčné plazmy je to rozpustný protein. Všechny formy fibronektinu jsou kódovány stejným FN1 gen. Rozpustný fibronektin obsahuje dva izomerní proteinové řetězce spojené disulfidovým můstkem. V nerozpustném fibronektinu tyto molekuly jsou opět navzájem spojeny disulfidem mosty za vzniku struktury podobné vláknině.
Anatomie a struktura
V základní struktuře představuje fibronektin heterodimer dvou tyčinkovitých proteinových řetězců. Ty jsou spojeny disulfidovým můstkem. Izomerní proteinové řetězce jsou exprimovány ze stejných gen, gen FN1. Různá základní sekvence je výsledkem alternativního sestřihu gen. Každý gen obsahuje exony a introny. Exony jsou segmenty, které jsou převedeny do proteinové struktury. Introny jsou na druhé straně neaktivní genové segmenty. V alternativním sestřihu zůstává sekvence párů bází stejná, ale exony a introny se nacházejí v různých genových segmentech. Při překladu genetické informace jsou čitelné exony spojeny dohromady a introny jsou vyříznuty. Tato alternativní translace stejné genetické informace umožňuje tvorbu více izomerních proteinových řetězců ze stejného genu. Fibronektin vytvořený ze dvou izomerních proteinových řetězců je rozpustný, tvoří se v játra a vstupuje do krev plazma. Tam je zodpovědný za srážení krve v kontextu hojení ran a regeneraci tkání. Nerozpustný fibronektin je produkován v makrofágech, endoteliálních buňkách nebo fibroblastech. Obsahuje stejnou základní strukturu. Zde je však individuální fibronektin molekuly jsou opět spojeny disulfidem mosty za vzniku fibrilárních proteinových struktur, které drží buňky pohromadě. Schopnost vytvářet adhezní síly je způsobena často se vyskytující aminokyselinovou sekvencí arginin-glycin-aspartát. To má za následek adhezi fibronektinu k takzvaným integrinům (receptory adheze na povrchu buněk). Proteinové řetězce fibronektinu se skládají z mnoha domén obsahujících 40 až 90 aminokyseliny. Na základě homologie domén jsou polypeptidové řetězce fibronektinu klasifikovány do tří strukturních typů, I, II a III.
Funkce a role
Fibronektin obecně slouží k udržení určitých strukturních jednotek pohromadě. Patří mezi ně buňky, extracelulární matrice, určité substráty a destičky. V minulosti se proto fibronektin označoval také jako buněčné lepidlo. Zajišťuje, že buňky v tkáních zůstávají pohromadě a nerozcházejí se od sebe. Hraje také hlavní roli v migraci buněk. Dokonce i dokování makrofágů k antigenům je zprostředkováno fibronektinem. Fibronektin dále také řídí mnoho procesů embryogeneze a buněčné diferenciace. U maligních nádorů je však fibronektin často snížen. To umožňuje nádoru růst do tkáně a formy metastáz vylučováním nádorových buněk. Rozpustný fibronektin v krevní plazmě umožňuje tvorbu krevních sraženin k uzavření krvácení rány. V tomto procesu, individuální krev destičky jsou slepeny dohromady tvorbou fibrinu. Jako opsonin se fibronektin váže na povrch makrofágů jako receptory. S pomocí těchto receptorů mohou makrofágy vázat a inkorporovat určité patogenní částice. V extracelulárním prostoru je nerozpustný fibronektin zodpovědný za tvorbu matrice, která fixuje buňky.
Nemoci
Nedostatek nebo strukturální abnormality fibronektinu mají často závažné následky zdraví důsledky. Například v důsledku rakovina růst v nádoru, fibronektin koncentrace klesá. Asociace buněk v nádoru se uvolní a buňky migrují od sebe. To vede k častým metastáz způsobené odštěpením nádorových buněk a migrací přes lymfatický systém nebo krevní plazmu do jiných částí těla. Navíc kvůli nedostatku fibronektinu rakovina buňky mohou také růst rychleji do sousední tkáně a tím ji vytlačit. Kromě toho existují dědičné choroby, které vést na vadu pojivové tkáně. Jedním příkladem je Ehlers-Danlosův syndrom. Ehlers-Danlosův syndrom není jediné onemocnění, ale představuje komplex pojivové tkáně vady. Typ X je způsoben chybějícím nebo vadným fibronektinem. Jedná se o mutaci v genu FN1. To má za následek drastické slabost pojivové tkáně. Onemocnění se dědí autozomálně recesivně. Projevuje se velmi ochabnuto kůže a hypermobilita klouby. Přes velké rozdíly v příčině slabost pojivové tkáně, příznaky jednotlivých nemocí tohoto komplexu jsou podobné. Podle dánského dermatologa Edvarda Ehlerse a francouzského dermatologa Henri-Alexandre Danlose jsou kardinální příznaky Ehlers-Danlosův syndrom jsou silné přetahování a trhání kůže. Konečně může také určitá mutace v genu FN1 vést na glomerulopatii (onemocnění ledvinných tělísek). To je vážné ledvina nemoc, která často vyžaduje dialýza léčba.
