Fånga bindväv

Catch bindväv (även kallad föränderlig kollagenvävnad ) är en sorts bindväv som finns i tagghudingar (som sjöstjärnor och sjögurkor ) som kan ändra sina mekaniska egenskaper på några sekunder eller minuter genom nervös kontroll snarare än med muskulära medel.

Bindväv, inklusive dermis , senor och ligament , är en av fyra huvudsakliga djurvävnader . Vanlig bindväv ändrar inte sin stelhet förutom i den långsamma åldrandeprocessen. Catch bindväv visar dock snabba, stora och reversibla styvhetsförändringar som svar på stimulering under nervös kontroll. Denna bindväv är specifik för tagghudingar där den fungerar i hållningsupprätthållande och mekaniskt försvar med låg energiförbrukning, och i kroppsklyvning och autotomi . Styvhetsförändringarna i denna vävnad beror på förändringarna i styvheten hos extracellulära material. Den lilla mängd muskelceller som ibland finns utspridda i denna vävnad har liten inverkan på mekanismerna för styvhetsförändringar.

Vävnadsfördelning

Catch bindväv finns i alla bevarade klasser av tagghudingar.

• Sjöliljor och fjäderstjärnor : ligament som förbinder ossiklar på armar, stjälkar och cirri.
• Sjöstjärna : kroppsvägg dermis; väggar av rörfötter.
• Sköra stjärnor : mellankotliga ligament; autotominsenor i armmusklerna.
• Sjöborrar : ligament eller fångstanordningar som förbinder ryggar med tester av sjöborrar; tandligament; kompassdepressor "muskler", som i själva verket mestadels är gjorda av bindväv.
• Havsgurkor : kroppsvägg dermis.

Tidiga tagghudingar var fastsittande organismer som livnärde sig på suspenderade partiklar som bärs av vattenströmmar. Deras kropp var täckt med överflätade små skelettplattor. Arrangemanget av tallrikar antyder att tallrikar fungerade som glidleder för att djuren skulle kunna ändra sin kroppsform: de kunde möjligen inta en förlängd matningsställning och en platt "gömma" ställning. Kroppsplattorna kan vara anslutna till fångst bindväv som möjliggjorde tidiga tagghudingar sådana posturala förändringar.

Mekanism för styvhetsförändringar

Detaljerade mekaniska egenskaper och deras förändringar har endast studerats i sjögurka dermis. Dess mekaniska egenskaper bestäms av de extracellulära materialen som är gjorda av kollagenfibriller inbäddade i en hydrogel av proteoglykaner. Dermis tar 3 mekaniska tillstånd mjuk (S1), standard (S2) och styv (S3). Djur utan stimulering tar standardtillståndet S2. Olika molekylära mekanismer för förstyvning har hittats i övergången S1→S2 och i övergången S2→S3. Tre proteiner som orsakar stelhetsförändringar har isolerats från sjögurkor. Tensilin orsakar förändringen S1→S2 ökande kohesiva krafter mellan kollagener, medan uppmjukning orsakar förändringen i motsatt riktning; NSF inducerar S2→S3. Det finns korsbryggor mellan kollagenfibriller. Antalet broar ökar i ordningen S1

Nervös kontroll

De mekaniska tillstånden av fångstbindväv är under nervös kontroll och därför kan vi betrakta denna vävnad som en av neuralt kontrollerade mekanoeffektorer såsom muskler. Det finns i sjöborrens ryggradsleder att stelheten i fångstbindväv förändras på ett koordinerat sätt med muskelsammandragningarna. En av de karakteristiska celler som finns i fångst bindväv är juxtaligamentala celler som innehåller sekretoriska granuler. Dessa celler är tänkta att innehålla proteiner som kontrollerar styvheten hos extracellulära material. När den är färgad med antikroppen som är specifik mot tagghudsnerver, förses sjögurkans kroppsvägg med immunoreaktiva fina fibrer som löper bland kollagenfibrillerna. Farmakologiska experiment antydde närvaron av två typer av kolinerga system, det ena är det nikotiniska som är inblandat i den dermala förstyvningen och det andra är det muskarina som är involverat i uppmjukningen. Kolinerga nerver verkar kontrollera de sekretoriska aktiviteterna hos juxtaligamentala celler. Närvaron av det kolinerga systemet stöddes av neuropeptiden stishopin som hämmar verkan av förstyvande kolinerga system. Stichopin är en av fyra nya peptider i dermis hos sjögurkor. Andra är neuropeptiden NGIWYamid som gör läderhuden styv och två holokininer som mjukar upp läderhuden. Nerverna som innehåller dessa neuropeptider kontrollerar möjligen de sekretoriska aktiviteterna hos juxtaligamentala celler.