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基质(ground substance)是一种由生物大分子构成的胶状物质,具有一定粘性。构成基质的大分子物质包括蛋白多糖和糖蛋白。
蛋白多糖(proteoglycan)是由蛋白质与大量多糖结合成的大分子复合物,是基质的主要成分。其中多糖主要是透明质酸(hyaluronic acid),其次是硫酸软骨素A 、C(chondroitin sulfate A、C)、硫酸角质素A、C(keratin sulfate)硫酸乙酰肝素(heparan sulfate)等。它们都是以含有氨基已糖的双糖为基本单位聚合成的长链化合物,总称为糖胺多糖(glycosaminoglycan,GAG)。由于糖胺多糖分子存在大量阴离子,故能结合大量水(结合水)。透明质酸是一种曲折盘绕的长链 大分子,拉直可达2.5μm,由它构成蛋白多糖复合物的主干,其它糖胺多糖则以蛋白质为核心构成蛋白多糖亚单位,后者再通过连接蛋白结合在透明质酸长链分子上(图3-15)。蛋白多糖复合物的立体构型形成有许多微孔隙的分子筛,小于孔隙的水和溶于水的营养物、代谢产物、激素、气体分子等可以通过,便于血液与细胞之间进行物质交换。大于孔隙的大分子物质,如细菌等不能通过,使基质成为限制细菌扩散的防御屏障。溶血性链球菌和癌细胞等能产生透明质酸酶,破坏基质的防御屏障,致使感染和肿瘤浸润扩散。
糖蛋白(glycoprotein)是基质内另一类重要的生物大分子,与蛋白多糖相反,其主要成分是蛋白质。从基质内已经分离出多种糖蛋白,主要的有纤维粘连蛋白(fibronectin FN)层粘连蛋白(laminin)和软骨粘连蛋白(chondronectin)等。这类基质大分子不仅参与基质分子筛的构成,同时通过它们的连接和介导作用也影响细胞的附着和移动以及参与调节细胞的生长和分化。
纤维粘连蛋白是基质中一种重要的糖蛋白,存在于胶原纤维和许多结缔组织细胞周围。在电镜下,纤维粘连蛋白呈原纤维状,由两条多肽链组成,两条肽链的一端由若干二硫键连接。每一肽链上均有若干特定的功能区,能分别与细胞、胶原、肝素和纤维素等结合。于是,纤维粘连蛋白作为一种中介蛋白,能将细胞连接到胶原、肝素等细胞外基质上。
组织液(tissue fluid)是从毛细血管动脉端渗入基质内的液体,经毛细血管静脉端和毛细淋巴管回流入血液或淋巴,组织液不断更新,有利于血液与细胞进行物质交换,成为组织和细胞赖以生存的内环境。当组织液的渗出、回流或机体水盐、蛋白质代谢发生障碍时,基质中的组织液含量可增多或减少,导致组织水肿或脱水。 [1][2][3]