Marfan-Syndrom

6 Bindegewebe (S. 26-27)

D. P. Reinhardt

Bindegewebe ist das biologische Material, welches sich außerhalb der Körperzellen befindet und deshalb auch als extrazelluläre Matrix bezeichnet wird. Es kommt überall im Körper in den verschiedensten Ausprägungen vor. Gewebe mit besonders viel Bindegewebe sind z. B. Knochen, Blutgefäße, Knorpel und Sehnen. Aber auch alle anderen Organe enthalten Bindegewebe mit unterschiedlichen Funktionen. Die molekularen Bestandteile des Bindegewebes sind im Wesentlichen Polymere aus Aminosäuren (Proteine) und Zuckerketten. Eine charakteristische Eigenschaft vieler Proteine im Bindegewebe ist ihr Bestreben, sich zu großen geordneten Aggregaten zusammenzulagern. Hier sind z. B. die Kollagenfibrillen zu nennen, die einen großen Anteil des Bindegewebes im Körper ausmachen. Die meisten dieser Proteinaggregate enthalten mehrere Einzelkomponenten.

Mikrofibrillen

Ein typisches Beispiel solcher Multikomponenten-Aggregate im Bindegewebe sind die sog. Mikrofibrillen, welche aus Proteinen der Fibrillin-Familie sowie aus weiteren Proteinen und Zuckerketten bestehen. Mikrofibrillen kommen in den meisten Bindegeweben vor, sind aber besonders zahlreich im kardiovaskulåren Gewebe und in den Knochen und Augen zu finden. Mikrofibrillen sind immer an der Oberfläche von elastischen Fasern zu finden, die Geweben wie den Blutgefäßen und der Haut ihre Elastizität verleihen.

Mikrofibrillen finden sich aber auch in Abwesenheit von elastischen Fasern in Geweben wie z. B. den Zonularfasern des Auges, dem Knorpel und den Nieren. Mikrofibrillen sind zu klein, um mit dem bloßen Auge gesehen zu werden, können aber durch bestimmte elektronenmikroskopische Techniken sichtbar gemacht werden. Dabei erscheinen Mikrofibrillen im Gewebe als fadenförmige Strukturen. Extrahiert man diese Mikrofibrillen mit geeigneten Methoden aus Hautzellkulturen oder aus Geweben wie z. B. kleinen Hautproben, so erscheinen sie bei elektronenmikroskopischer Betrachtung als Perlenkettenstruktur

Fibrilline
Das Rückgrat der Mikrofibrillen wird durch eine Familie von sehr ähnlichen extrazellulären Proteinen, den Fibrillinen, geformt. Fibrillin- 1 ist seit etwa 20 Jahren bekannt und wurde zum ersten Mal 1986 von der Gruppe um Lynn Sakai am Shriners Hospital in Portland, Oregon (USA), beschrieben. Die anderen Mitglieder der Familie, Fibrillin-2 und -3, wurden in den Jahren 1991 und 2001 entdeckt. Die genetische Information, die zur Herstellung dieser Proteine benötigt wird, ist für jedes Fibrillin auf verschiedenen Chromosomen lokalisiert. Jedes Fibrillin besteht aus einer einzigen sehr langen Polypeptidkette, d. h. einer linearen Aneinanderreihung von fast 3000 einzelnen Aminsäurebausteinen.

Diese Polypeptidketten (Eiweißmoleküle) können mittels Elektronenmikroskopie als kleine fadenfærmige Partikel mit einer Länge von etwa 1/7000stel mm (* 140 nm) sichtbar gemacht werden. Das menschliche Fibrillin-1 besteht aus 2871 Aminosäuren, welche wiederum von 8613 Basen in der genetischen Erbsubstanz jeder Körperzelle kodiert werden. Die Polypeptidkette der Fibrilline faltet sich bei der biologischen Synthese des Proteins in den Kærperzellen in einzelne, sog. Domänen, welche jeweils aus etwa 30-70 Aminosäuren bestehen.

Zum besseren Verständnis kann man die Domänen des Fibrillin-1 mit den elektrischen Lämpchen einer farbigen Lichterkette vergleichen. Jedes Lämpchen stellt eine eigenständige Funktionseinheit dar, aber die Lichterkette ist nur dann voll funktionsfähig und leuchtet, wenn alle Lämpchen intakt sind. So stellt auch jede Domäne im Fibrillin-1 eine eigene Funktionseinheit dar, die aber nur in ihrer Gesamtheit zu einem strukturell intakten und damit zu einem voll funktionsfåhigen Protein beitragen.