Hücre Dışı Matriks

Açılış

Ders 03-25'te bağ dokusunun asıl gövdesinin matriks olduğunu söyledik. Şimdi o gövdeye iniyoruz.

Ve ilk sürpriz şu: matriksin en çok yer kaplayan bileşeni, rutin bir kesitte göremediğin bileşen.

Suyu tutan madde suda çözünür. Hazırlama sırasında büyük ölçüde yıkanıp gider (Ders 03-03) ve yerinde boş bir alan bırakır. Yani bağ dokusuna baktığında gördüğün lifler ve hücreler, aslında dokunun azınlığı. Çoğunluk oradaydı ve artık yok.

Bu ders K2 katmanında. Ve sonunda, epitelin altında neden hep aynı tip bağ dokusunun bulunduğunu da çıkaracağız.

Bu derste ne olacak

Önce matriksin iki bileşenini ayıracağız. Sonra temel maddenin suyu nasıl tuttuğunu kuracağız — ve beklenmedik bir itme kuvvetiyle karşılaşacağız. Ardından basınca nasıl direndiğini göreceğiz. Sonra kesitte neden görünmediğini ve bunun ne anlama geldiğini ele alacağız. Ardından matriksin ikinci işine geçeceğiz: bir ortam olmak. Son olarak yoğunluğun neyi belirlediğini çıkaracağız.

Sıfır noktası

Matriks iki bileşenden oluşuyor:

Temel maddenin yapı taşları:

Üçüncü grup önemli: matriks yalnız dolgu değil, birbirine bağlanmış bir sistem.

Mekanizma

Suyu nasıl tutuyor

Ders 03-25'te bir gereklilik koymuştuk: basınca su karşı koyacak, ama suyun yerinde tutulması gerekiyor.

Bunu yapacak molekülün üç özelliği olmalı:

1. Çok büyük olmalı. Küçük olsaydı yıkanıp giderdi.

2. Suyu güçlü biçimde çekmeli.

3. Hacmi doldurmalı — bir köşede toplanmamalı.

Proteoglikanlar üçünü de sağlıyor ve hepsi tek bir özellikten geliyor: yoğun negatif yük.

Negatif yük suyu çeker, çünkü su molekülü kutupludur — bir ucu artı, bir ucu eksi davranır (Ders 02-06). Yüklü bir yüzeyin çevresinde su molekülleri dizilir ve tutulur.

Yani birinci ve ikinci koşul tamam. Ama üçüncü koşul asıl ilginç olanı.

İtme kuvveti

Şimdi güzel bir çıkarım geliyor.

Bütün bu zincirler aynı yükü taşıyor: negatif.

Ve aynı yükler ne yapar? Birbirini iter.

Yani bu moleküller birbirinden uzaklaşmaya çalışıyor. Bir fırçanın kılları gibi açılıyorlar, birbirine yaslanmıyorlar.

Sonuç:

AYNI YÜKLER BİRBİRİNİ İTTİĞİ İÇİN MOLEKÜLLER YAYILIYOR VE HACMİ DOLDURUYOR.

Bu itme olmasaydı ne olurdu? Moleküller topaklanır, bir kenarda toplanır, aradaki hacmi boş bırakırdı. Doku basınca dayanamazdı.

Yani matriksin hacmi doldurması bir rastlantı değil — kendi yükünün doğrudan sonucu.

Ve tek bir kimyasal özellik üç işi birden yapıyor: suyu çekiyor, molekülü büyük ve çözünmeyecek kadar ağır tutuyor, ve hacmi dolduruyor.

Bu, kursta tanıdık bir örüntü (Ders 03-16): iyi bir çözüm, çözdüğü sorundan fazlasını çözer.

Basınca nasıl direniyor

Dokuya bastırdığında ne oluyor?

Su sıkıştırılamaz. Öyleyse basınç altında suyun bir yere gitmesi gerekiyor.

Ve gidebileceği tek yer dışarısı. Ama çıkarken direnç görüyor: proteoglikan ağı arasından geçmesi kolay değil.

Sonuç: basınç arttıkça su yavaşça dışarı sızıyor, doku direnç gösteriyor.

Basınç kalkınca ne olur? Negatif yükler suyu geri çekiyor ve doku eski hacmine dönüyor.

Yani bu bir kendi kendini toparlayan yastık.

Ve bir sonuç daha, çok işe yarayan: tepki yavaş.

Ani bir darbede su hızla çıkamaz, yani doku sert davranır. Uzun süreli bir basınçta ise su yavaş yavaş çıkar, doku giderek incelir.

Aynı doku, yükün süresine göre farklı davranır.

Bu, Ders 01-46'da eklem ve bağ davranışları için kurduğumuz mantığın malzeme düzeyindeki karşılığı: bir yapının tepkisi yalnız yükün büyüklüğüne değil, süresine de bağlıdır.

Kesitte görünmeyen bileşen

Şimdi bu dersin en önemli pratik sonucuna geliyoruz.

Temel maddeyi bu kadar işe yarar yapan şey neydi? Yoğun negatif yük ve su tutma.

Ama aynı özellik başka bir şey daha demek: suda çözünür.

Ve Ders 03-03'te kurmuştuk: hazırlama sırasında doku sıvı ortamlardan geçer.

Sonuç: temel maddenin büyük bölümü yıkanıp gider. Yerinde boş bir alan kalır.

Öyleyse:

BİR KESİTTE BAĞ DOKUSUNUN EN ÇOK YER KAPLAYAN BİLEŞENİ, ÇOĞU ZAMAN HİÇ GÖRÜNMEYEN BİLEŞENİDİR.

Bu, "görünmemek yokluk kanıtı değildir" kuralının (Ders 02-42, 03-05, 03-06, 03-21) en kapsamlı örneği. Öncekilerde küçük bir ayrıntı kayboluyordu; burada dokunun çoğunluğu kayboluyor.

Ve pratik sonuç: bağ dokusu kesitinde lifler arasındaki açıklıklar boşluk değildir. Orada su tutan bir jel vardı.

Peki nasıl görülür? Ders 03-06'nın cevabı: özel boyalarla. Bu maddeleri gösteren boyalar var — ve neden var olduklarını şimdi biliyorsun: H&E onları göstermiyor, çünkü orada değiller.

Matriks bir ortamdır

Şimdi ikinci işine geçelim, çünkü matriks yalnız mekanik bir bileşen değil.

Ders 03-25'te bağ dokusunun dört görevinden ikisi taşıma ve savunmaydı. İkisi de matriksin içinden geçiyor:

1. Alışveriş buradan yapılıyor.

Damar bir hücreye doğrudan değmez. Damardan çıkan besin, matriksin içinden yayılarak hücreye ulaşır. Atık da aynı yoldan geri döner.

2. Hücreler burada dolaşıyor.

Savunma hücreleri matriksin içinde hareket eder. Bir jel içinde ilerlemek mümkün; sıkışık bir epitelin içinde değil.

3. Sinyaller burada taşınır ve saklanır.

Ders 03-01'de matriksi bir sinyal ortamı olarak tanıtmıştık. Hücrelerin birbirine gönderdiği maddeler matrikste taşınır; bir kısmı orada tutulur ve gerektiğinde serbest kalır.

Üçü birlikte:

MATRİKS BİR DOLGU DEĞİL, BİR ORTAMDIR. Beslenme, göç ve haberleşme onun içinde olur.

Ve Ders 03-16'daki bazal membranı da buraya yerleştirebiliriz: o da bir matriks — ama özelleşmiş, sıkı dokunmuş, sınır olarak kullanılan bir matriks. Yani ayrı bir şey değil, aynı ailenin özel bir üyesi.

Yoğunluk neyi belirliyor

Kapanışta bir çıkarım yapalım ve bölümün ilerisine köprü kuralım.

Matriks ne kadar yoğunsa, içinden yayılım o kadar yavaş olur. Sıkışık bir ağdan geçmek zordur.

Şimdi sor: epitel damarsızdı ve beslenmesi alttan geliyordu (Ders 03-08). Öyleyse epitelin altındaki bağ dokusu nasıl olmalı?

Gevşek olmalı. Yoğun bir matriks, epitele giden besini yavaşlatırdı.

Ve gerçekten öyle: epitelin hemen altında her zaman gevşek dokulu, damardan zengin bir bağ dokusu bulunur.

Yani:

BİR BAĞ DOKUSUNUN YOĞUNLUĞU, YALNIZ KENDİ MEKANİK İŞİNİ DEĞİL, KOMŞUSUNUN BESLENME İHTİYACINI DA YANSITIR.

Bu, Ders 03-15'te kurduğumuz komşuluk ilkesinin üçüncü hâli: komşuluk yapıyı sınırlar (03-10), mümkün kılar (03-15), ve şimdi biçimlendirir.

Kendin dene

Toparlayalım

• Matriks iki bileşenden oluşur: lifler ve temel madde.
• Temel maddenin dev molekülleri YOĞUN NEGATİF YÜK taşır — ve üç işi birden bu tek özellik yapar.
• Negatif yük suyu çeker, çünkü su molekülü kutupludur.
• AYNI YÜKLER BİRBİRİNİ İTTİĞİ İÇİN MOLEKÜLLER YAYILIR VE HACMİ DOLDURUR.
• İtme olmasaydı moleküller topaklanır, hacim boş kalır, doku basınca dayanamazdı.
• Basınç altında su yavaşça dışarı sızar ve direnç doğar; basınç kalkınca yükler suyu geri çeker.
• Bu bir KENDİ KENDİNİ TOPARLAYAN YASTIKTIR.
• Tepki yavaştır: ani darbede doku sert, uzun süreli basınçta giderek incelir. Aynı doku, yükün SÜRESİNE göre farklı davranır.
• Temel madde pasif jöle değil, YÜK TAŞIYAN bileşendir: lif çekmeye, su basınca çalışır.
• Temel maddeyi işe yarar yapan özellik (yüklü olmak) aynı zamanda onu SUDA ÇÖZÜNÜR yapar.
• Bu yüzden hazırlama sırasında büyük ölçüde yıkanır ve yerinde boş bir alan kalır.
• BİR KESİTTE BAĞ DOKUSUNUN EN ÇOK YER KAPLAYAN BİLEŞENİ, ÇOĞU ZAMAN HİÇ GÖRÜNMEYEN BİLEŞENİDİR.
• Lifler arasındaki açıklıklar boşluk değildir; orada su tutan bir jel vardı.
• Özel boyaların bu maddeler için var olmasının sebebi budur: H&E onları göstermez, çünkü orada değiller.
• Matriks aynı zamanda bir ortamdır: alışveriş içinden yayılır, savunma hücreleri içinde dolaşır, sinyaller içinde taşınır ve saklanır.
• MATRİKS BİR DOLGU DEĞİL, BİR ORTAMDIR.
• Bazal membran ayrı bir şey değil, özelleşmiş ve sıkı dokunmuş bir matrikstir.
• Yoğun matriks yayılımı yavaşlatır — bu yüzden epitelin altında hep gevşek, damardan zengin bir bağ dokusu bulunur.
• BİR BAĞ DOKUSUNUN YOĞUNLUĞU, KOMŞUSUNUN BESLENME İHTİYACINI DA YANSITIR.

Bir sonraki derste matriksin diğer bileşenine geçiyoruz ve bedenin en bol proteiniyle tanışıyoruz. Asıl soru şu olacak: bir ipi kopmaz yapan nedir? Kollajen lifler.