二、细胞外基质

细胞外基质是细胞的分泌物，存在于细胞外空间，其化学成分为蛋白质和多糖，构成细胞生存的微环境。细胞外基质对细胞起支持、保护、营养和联系等作用，对细胞的增殖、分化、代谢、识别、粘着及迁移等基本生命活动也有重要影响。机体中，细胞外基质的含量因组织种类不同而异，上皮组织、肌组织以及脑与脊髓中的细胞外基质含量较少，而结缔组织的细胞外基质含量较多。

构成细胞外基质的大分子种类繁多，大致可分为三类。

（一）蛋白多糖

蛋白多糖是高分子量的含糖化合物，糖为氨基聚糖，它们构成细胞外高度亲水性的凝胶，使组织具有良好的弹性和抗压性。

1.氨基聚糖（glycosaminoglycan，GAG）

为氨基己糖多糖，包括透明质酸、硫酸软骨素、硫酸角质素、硫酸乙酰肝素和硫酸皮肤素等。透明质酸是长链大分子，含量最多，呈曲折盘绕状态。透明质酸表面有大量的亲水基团，可结合大量水分子，因而即使浓度很低，也能形成黏稠的胶体。

2.蛋白多糖（proteoglycan，PG）

是由氨基聚糖与核心蛋白、连接蛋白共价结合形成的高分子量复合物，是含糖量极高的糖蛋白。蛋白多糖的立体构型内形成许多微细孔隙，称分子筛。小于孔隙的水分子和溶于水的营养物质、代谢产物、激素和气体分子等可以通过分子筛，便于血液与细胞之间进行物质交换；大于孔隙的物质，如细菌、异物等不能通过分子筛，从而起到局部屏障作用。

（二）胶原蛋白与弹性蛋白

1.胶原蛋白（collagen）

是动物体内高度特化的纤维蛋白家族，是人体内含量最丰富的蛋白质，占人体蛋白质总量的25%～30%。胶原蛋白遍布于体内各种器官和组织，结缔组织中尤为丰富，是细胞外基质的框架结构。

胶原蛋白由成纤维细胞、软骨细胞、成骨细胞以及某些上皮细胞合成并分泌到细胞外。胶原蛋白由3条α-多肽链相互缠绕而成，形成原胶原蛋白分子。原胶原蛋白分子平行排列通过侧向共价交联聚合成胶原原纤维。聚合时，在同一排的分子，首尾相对，而相互平行的相邻分子之间错开1/4分子长度，因此，在胶原原纤维上出现67nm相间的周期性横纹。若干胶原原纤维经黏合质粘合成胶原纤维（collagenous fiber）（图2-12）。

胶原蛋白分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ及Ⅳ型。Ⅰ型胶原蛋白主要存在于肌腱、皮肤、韧带及骨中；Ⅱ型胶原蛋白主要存在于软骨中；Ⅲ型胶原蛋白形成微细的纤维网，包绕在腺泡、骨骼肌和平滑肌纤维周围；Ⅳ型胶原蛋白仅存在于基膜中，形成三维网络样结构。

2.弹性蛋白（elastin）

是高度疏水的非糖基化纤维蛋白，是构成组织中弹性纤维的主要成分。

弹性蛋白肽链由两种类型的短肽交替排列构成。弹性蛋白以可溶性弹性蛋白原的形式分泌到细胞外，通过赖氨酸残基相互交联。

弹性蛋白及其表面包绕的微原纤维共同构成弹性纤维（elastic fiber）。电镜下，弹性纤维的核心部分电子密度较低，为均质的弹性蛋白；外周覆盖电子密度较高的微原纤维（microfibrils），为糖蛋白。由于弹性蛋白的无规则卷曲和高度交联，弹性纤维具有很强的弹性（图2-13）。

胶原纤维与弹性纤维混合交织在一起，使组织既有韧性又有弹性，利于组织和器官保持形态和位置的相对恒定，又使其具有一定的可变性。

（三）结构性糖蛋白

结构性糖蛋白（structural glycoprotein）是一类多功能大分子，其共同特点为既可与细胞结合，又可与细胞外基质中的其他大分子结合，对细胞识别、粘附、迁移、增殖和分化有直接影响。

1.纤粘连蛋白（fibronectin，FN）

是大分子糖蛋白，广泛存在于人和动物组织中，有三种存在形式：①血浆纤粘连蛋白，促进血液凝固、创伤愈合和细胞吞噬作用，还可以刺激上皮细胞增生，使创面修复；②细胞表面纤粘连蛋白，通过与细胞表面受体结合，能瞬时粘附于细胞表面，与细胞骨架相连；③基质纤粘连蛋白，为高度难溶的纤维性多聚体，存在于细胞外基质中。

2.层粘连蛋白（laminin，LN）

是一种分子量为950kD的糖蛋白，由不同蛋白质分子组成的一个蛋白质家族，结构复杂，功能多样。层粘连蛋白是胚胎发育中出现最早的细胞外基质成分，对于保持细胞间的粘着、细胞的极性及细胞的分化具有重要意义。在成人体内，层粘连蛋白是基膜的主要成分，可专一的介导细胞与Ⅳ型胶原粘连，促进细胞的生长，并使细胞铺展而保持一定的形态，从而直接或间接控制细胞的活动。

（任明姬）