Fibronektin je glukoprotein in igra pomembno vlogo pri koheziji telesnih celic ali v njih kri strjevanje. V organizmu opravlja veliko različnih funkcij, povezanih s sposobnostjo tvorbe adhezivnih sil. Strukturne napake pri tvorbi fibronektina lahko vodi do hudih vezivnega tkiva pomanjkljivosti.
Kaj je fibronektin?
Fibronektin predstavlja glukoprotein z molekulsko maso 440 kDa (kilodaltoni). Služi za tvorbo adhezijskih sil med celicami, med telesnimi celicami in različnimi substrati, med telesnimi celicami in medceličnim matriksom ter med trombociti med kri strjevanje. Zato podpira celjenje ran, embriogeneza, hemostaza, adhezija celic med celično migracijo ali vezavo antigena na fagocite. Primarni fibronektin vsebuje 2355 aminokisline in tvori 15 izooblik. Najdemo ga v zunajceličnem območju, pa tudi znotraj somatskih celic. Zunaj celic predstavlja netopen protein. V celični plazmi je topen protein. Vse oblike fibronektina so kodirane z istim FN1 gen. Topni fibronektin vsebuje dve izomerni beljakovinski verigi, povezani z disulfidnim mostom. V netopnem fibronektinu so ti molekule so med seboj spet povezani z disulfidom mostovi da tvorijo vlaknasto strukturo.
Anatomija in zgradba
V osnovni strukturi predstavlja fibronektin heterodimer dveh paličastih beljakovinskih verig. Ti so povezani z disulfidnim mostom. Izomerne beljakovinske verige so izražene iz iste gen, gen FN1. Različno zaporedje osnov je posledica alternativnega spajanja le-tega gen. Vsak gen vsebuje eksone in introne. Egzoni so segmenti, ki se prevedejo v strukturo beljakovin. Introni pa so neaktivni genski segmenti. Pri alternativnem spajanju ostaja zaporedje baznih parov enako, toda eksoni in introni najdemo na različnih genskih segmentih. Pri prevajanju genskih informacij se berljivi eksoni združijo in introni se izrežejo. Ta alternativni prevod istih genetskih informacij omogoča tvorbo več izomernih beljakovinskih verig iz istega gena. Fibronektin, tvorjen iz dveh izomernih beljakovinskih verig, je topen, tvori se v jetra in vstopi v kri plazme. Tam je odgovoren za strjevanje krvi v kontekstu celjenje ran in regeneracijo tkiv. Netopni fibronektin se tvori v makrofagih, endotelijskih celicah ali fibroblastih. Vsebuje enako osnovno strukturo. Tu pa posamezni fibronektin molekule so spet povezani z disulfidom mostovi da tvorijo fibrilarne beljakovinske strukture, ki celice držijo skupaj. Sposobnost tvorbe adhezivnih sil je posledica pogosto pojavljajočega se aminokislinskega zaporedja arginin-glicin-aspartat. Posledica tega je adhezija fibronektina na tako imenovane integrine (adhezijski receptorji na površini celic). Beljakovinske verige fibronektina so sestavljene iz številnih domen, ki vsebujejo od 40 do 90 aminokisline. Na podlagi homologije domen so fibronektinske polipeptidne verige razvrščene v tri strukturne tipe, I, II in III.
Funkcija in vloge
Fibronektin običajno služi za držanje določenih strukturnih enot. Sem spadajo celice, zunajcelični matriks, nekateri substrati in trombociti. V preteklosti so fibronektin zato imenovali tudi celično lepilo. Zagotavlja, da celice v tkivih ostanejo skupaj in ne odstopajo. Prav tako igra pomembno vlogo pri migraciji celic. Celo priklop makrofagov na antigene posreduje fibronektin. Poleg tega fibronektin nadzoruje tudi številne procese embriogeneze in diferenciacije celic. Vendar se pri malignih tumorjih fibronektin pogosto zmanjša. To omogoča tumorju rastejo v tkivo in obliko metastaze z odvajanjem tumorskih celic. V krvni plazmi topni fibronektin omogoča tvorbo krvnih strdkov, da zapre krvavitev rane. V tem procesu posamezna kri trombociti se držijo skupaj s tvorbo fibrina. Kot opsonin se fibronektin veže na površino makrofagov kot receptor. S pomočjo teh receptorjev se makrofagi lahko vežejo in vključijo nekatere patogene delce.V zunajceličnem prostoru je netopen fibronektin odgovoren za tvorbo matriksa, ki fiksira celice.
Bolezni
Pomanjkanje ali strukturne nepravilnosti fibronektina so pogosto resne zdravje posledice. Na primer, kot rezultat rak rast znotraj tumorja, fibronektin koncentracija zmanjšuje. Povezava celic znotraj tumorja postane ohlapnejša in celice se selijo narazen. To vodi do pogostih metastaze ki jih povzročajo cepitev tumorskih celic in migracija skozi limfni sistem ali krvno plazmo v druge dele telesa. Poleg tega je zaradi pomanjkanja fibronektina rak celice lahko tudi rastejo hitreje v sosednje tkivo in ga tako izpodrinejo. Poleg tega obstajajo dedne bolezni, ki vodi do okvare vezivnega tkiva. En primer je Ehlers-Danlosov sindrom. Ehlers-Danlosov sindrom ni ena bolezen, ampak predstavlja kompleks vezivnega tkiva napake. Tip X povzroča odsoten ali okvarjen fibronektin. Gre za mutacijo gena FN1. Posledica tega je drastično šibkost vezivnega tkiva. Bolezen se deduje avtosomno recesivno. Kaže se zelo ohlapno koža in hipermobilnost spoji. Kljub velikim razlikam v vzroku šibkost vezivnega tkiva, so simptomi posameznih bolezni tega kompleksa podobni. Po mnenju danskega dermatologa Edvarda Ehlersa in francoskega dermatologa Henri-Alexandreja Danlosa so kardinalni simptomi Ehlers-Danlosov sindrom so resno preobremenjeni in raztrgani koža. Končno lahko tudi določena mutacija v genu FN1 vodi do glomerulopatije (bolezni ledvičnih celic). To je resno ledvice bolezen, ki pogosto zahteva dializo zdravljenje.
