Fibronectine is een glucoproteïne en speelt een belangrijke rol bij het bijeenhouden van lichaamscellen of bij de bloedstolling. Het neemt veel verschillende functies in het organisme aan, die verband houden met zijn vermogen om adhesieve krachten te ontwikkelen. Structurele fouten in de structuur van fibronectine kunnen leiden tot ernstige zwakte van het bindweefsel.
Wat is fibronectine?
Fibronectine is een glucoproteïne met een molecuulgewicht van 440 kDa (kilodalton) en wordt gebruikt om adhesieve krachten te ontwikkelen tussen cellen, tussen lichaamscellen en verschillende substraten, tussen lichaamscellen en de intercellulaire matrix, en tussen bloedplaatjes tijdens de bloedstolling. Het ondersteunt daarom wondgenezing, embryogenese, hemostase, celadhesie tijdens celmigratie of antigeenbinding aan fagocyten.
Het primaire fibronectine bevat 2355 aminozuren en vormt 15 isovormen. Het komt zowel in het extracellulaire gebied als in lichaamscellen voor. Buiten de cellen is het een onoplosbaar eiwit, in het celplasma is het een oplosbaar eiwit. Alle fibronectinevormen worden gecodeerd door hetzelfde FN1-gen. Het oplosbare fibronectine bevat twee isomere eiwitketens die zijn verbonden door een disulfidebrug. In het geval van onoplosbaar fibronectine zijn deze moleculen weer met elkaar verbonden via disulfidebruggen om een fibrilachtige structuur te vormen.
Anatomie en structuur
In zijn basisstructuur is fibronectine een heterodimeer dat is opgebouwd uit twee staafvormige eiwitketens die met elkaar zijn verbonden door een disulfidebrug. De isomere eiwitketens worden tot expressie gebracht door hetzelfde gen, het FN1-gen. De verschillende basensequentie is het resultaat van alternatieve splitsing van dit gen. Elk gen bevat exons en introns. Exons zijn secties die worden vertaald in de eiwitstructuur. Intronen daarentegen zijn inactieve gensegmenten. Met alternatieve splitsing blijft de sequentie van de basenparen hetzelfde, maar exons en introns worden op verschillende gensegmenten aangetroffen. Bij het vertalen van de genetische informatie worden de leesbare exonen samengevoegd en de introns eruit geknipt. Deze alternatieve vertaling van dezelfde genetische informatie maakt de vorming mogelijk van meerdere isomere eiwitketens uit hetzelfde gen.
Fibronectine, bestaande uit twee isomere eiwitketens, is oplosbaar, wordt in de lever gevormd en komt in het bloedplasma terecht. Daar is het verantwoordelijk voor de bloedstolling als onderdeel van wondgenezing en weefselregeneratie. Het onoplosbare fibronectine wordt geproduceerd in de macrofagen, endotheelcellen of fibroblasten. Het bevat dezelfde basisstructuur. Hier zijn de individuele fibronectinemoleculen echter weer met elkaar verbonden door disulfidebruggen om fibrillaire eiwitstructuren te vormen die de cellen bij elkaar houden.
Het vermogen om adhesieve krachten te ontwikkelen is te danken aan de veel voorkomende aminozuursequentie arginine - glycine - aspartaat. Dit leidt tot de adhesie van fibronectine aan zogenaamde integrines (adhesie receptoren op het oppervlak van de cellen). De eiwitketens van fibronectine bestaan uit vele domeinen die 40 tot 90 aminozuren bevatten. Vanwege de homologie van de domeinen zijn de fibronectine-polypeptideketens verdeeld in de drie structurele typen I, II en III.
Functie en taken
Fibronectine dient in het algemeen om bepaalde structurele eenheden bij elkaar te houden. Deze omvatten de cellen, de extracellulaire matrix, bepaalde substraten of zelfs bloedplaatjes. Fibronectine heette vroeger Cell lijm aangewezen. 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 vele processen van embryogenese en celdifferentiatie.
Fibronectine wordt echter vaak verminderd bij kwaadaardige tumoren. Hierdoor kan de tumor in het weefsel groeien en metastasen vormen door tumorcellen af te splitsen.
Het oplosbare fibronectine in het bloedplasma zorgt ervoor dat bloedstolsels ontstaan om bloedende wonden te sluiten. Door de vorming van fibrine worden de individuele bloedplaatjes aan elkaar gelijmd. Als opsonine bindt fibronectine zich als receptoren aan het oppervlak van macrofagen. Met behulp van deze receptoren kunnen de macrofagen bepaalde ziekteverwekkende 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 of structurele afwijkingen van fibronectine hebben vaak ernstige gevolgen voor de gezondheid. Als gevolg van kankergroei in de tumor daalt de fibronectineconcentratie. De celstructuur in de tumor wordt losser en de cellen bewegen uit elkaar. Dit leidt tot de frequente uitzaaiingen door afsplitsing van tumorcellen en hun migratie door het lymfestelsel of bloedplasma naar andere delen van het lichaam. Bovendien kunnen de kankercellen door het gebrek aan fibronectine sneller in het aangrenzende weefsel groeien en het zo verdringen.
Verder zijn er erfelijke ziekten die tot een defect in het bindweefsel leiden. Een voorbeeld is het Ehlers-Danlos-syndroom. Ehlers-Danlos-syndroom is geen uniforme ziekte, maar vertegenwoordigt eerder een complex van bindweefseldefecten Type X wordt veroorzaakt door ontbrekend of defect fibronectine. Het is een mutatie in het FN1-gen. Dit leidt tot een drastische zwakte van het bindweefsel. De aandoening wordt overgeërfd als een autosomaal recessieve eigenschap. Het uit zich in een erg slappe huid en overbeweeglijkheid van de gewrichten. Ondanks grote verschillen in de oorzaak van het zwakke bindweefsel, zijn de symptomen van de individuele ziekten van dit complex vergelijkbaar. Volgens de Deense dermatoloog Edvard Ehlers en de Franse dermatoloog Henri-Alexandre Danlos zijn de belangrijkste symptomen van het Ehlers-Danlos-syndroom de sterke overrekbaarheid en scheurbaarheid 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 nierziekte waarvoor vaak dialysebehandeling nodig is.
