Membrana bazală: caracteristici, structură, asamblare și funcții

Membrana de bază este o structură extracelulară care acoperă țesuturile aproape tuturor organismelor multicelulare. Acesta este în principal compus din glicoproteine ​​colagenice și non-colagenice.

Această structură este responsabilă pentru separarea epiteliului unui țesut stromal de altul. Acesta se găsește de obicei în regiunea bazolaterală a țesutului epitelial, în endotel, în regiunea periferică a axonilor, în celulele grase și, de asemenea, în celulele musculare.

Membrana de bază este alcătuită din molecule insolubile mari care se unesc pentru a forma o ultrastructură ca o foaie printr-un proces cunoscut sub numele de "autosontaj". Acest proces este condus de ancorarea diferiților receptori ai suprafeței celulare.

Majoritatea celulelor corpului sunt capabile să producă materialul necesar pentru structurarea membranei bazale în funcție de țesutul din care fac parte.

Bolile precum sindromul Alport și sindromul Knobloch sunt asociate cu mutații în genele care codifică lanțurile de colagen ale membranei de bază, astfel încât studiul structurii și proprietăților sale a devenit popular de-a lungul anilor.

Complexitatea membranei bazale nu poate fi apreciată prin microscopie electronică, deoarece această tehnică nu permite distincția între diferitele membrane bazale. Pentru studiul său, pe de altă parte, sunt necesare tehnici mai precise de caracterizare, cum ar fi, de exemplu, microscopia de scanare.

caracteristici

Membrana de bază este o structură densă și amorfă, similară cu cea a unei frunze. Este groasă de 50 până la 100 nm, determinată prin microscopia electronică de transmisie. Studiul structurii sale determină faptul că are caracteristici similare matricei celulare, dar diferă în densitatea și asociațiile celulare.

În funcție de diferențele de organe și țesuturi observate în compoziția și structura membranei bazale, se crede că există un micromediu specific delimitat de acesta în fiecare țesut.

Specificitatea fiecărei membrane bazale poate fi datorată compoziției moleculare și se crede că variația biochimică și moleculară conferă o identitate unică fiecărui țesut în cauză.

Celulele epiteliale, celulele endoteliale și multe celule mezenchimale produc membrane bazale. O mare parte din plasticitatea acestor celule este conferită de această structură. În plus, acest lucru pare să susțină celulele implicate în acoperirea organelor.

structură

Una dintre caracteristicile cele mai interesante ale membranei de bază este capacitatea sa de auto-asamblare de la componentele care o fac, stabilind o structură similară cu o foaie.

Diferite tipuri de colagen, proteine ​​laminin, proteoglicani, proteine ​​de legare a calciului și alte proteine ​​structurale sunt cele mai comune componente ale membranelor bazale. Perlecanul și nidogenul / entactinul sunt alte proteine ​​constituente ale membranei bazale.

Printre principalele caracteristici arhitecturale ale membranelor bazale se numără prezența a două rețele independente, unul format prin colagen și celălalt prin câteva izoforme ale lamininei.

Rețeaua de colagen este foarte reticulată și este componenta care menține stabilitatea mecanică a membranei de bază. Colagenul din aceste membrane este unic pentru acestea și este cunoscut sub numele de colagen de tip IV.

Rețelele de laminină nu sunt legate covalent și în unele membrane devin dinamice mai mult decât rețeaua de colagen IV.

Ambele rețele sunt conectate prin proteine ​​nidogen / entactin care sunt foarte flexibile și permit să se lege, pe lângă cele două rețele, și alte componente cum ar fi ancorele proteinelor receptorilor de pe suprafața celulară.

asamblare

Auto-asamblarea este stimulată prin cuplarea dintre colagenul de tip IV și laminina. Aceste proteine ​​conțin în secvența lor informațiile necesare pentru unirea primară, care le permite să inițieze auto-asamblarea intermoleculară și să formeze o structură bazală sub forma unei lame.

Proteinele de suprafață celulară, cum ar fi integrinele (în special integrinele β1) și dystroglicanii, facilitează depunerea inițială a polimerilor lamininei prin interacțiuni specifice locului.

Polimerii de colagen de tip IV sunt asociați cu polimerii lamininei pe suprafața celulară prin puntea nidogen / entactin. Această schemă furnizează apoi site-uri de interacțiune specifice astfel încât alți constituenți ai membranei de bază să interacționeze și să genereze o membrană complet funcțională.

Diferite tipuri de legare nidogen / entactin au fost identificate în membrana de bază și toate promovează formarea de rețele în structură.

Proteinele nidogen / entactin, împreună cu cele două rețele de colagen IV și laminină, stabilizează rețelele și dau rigiditate structurii.

funcții

Membrana de bază este întotdeauna în contact cu celulele și funcțiile sale principale au de a face cu asigurarea suportului structural, împărțirea țesuturilor în compartimente și reglarea comportamentului celular.

Membranele bazale continue acționează ca filtre moleculare selective între compartimentele țesuturilor, adică mențin un control strict al tranzitării și mișcării celulelor și moleculelor bioactive în ambele direcții.

Deși membranele bazale acționează ca porți selective pentru a împiedica tranzitul liber al celulelor, se pare că există mecanisme specifice care permit celulelor inflamatorii și celulelor tumorale metastatice să traverseze și să degradeze bariera pe care o reprezintă membrana de bază.

În ultimii ani, au fost studiate multe funcții ale membranelor bazale ca regulatori în creșterea și diferențierea celulară, deoarece membrana bazală are receptori cu capacitatea de a se lega de citokine și factori de creștere.

Acești receptori identici în membrana de bază pot servi drept rezervoare pentru eliberarea lor controlată în timpul proceselor de remodelare sau reparare fiziologică.

Membranele bazale sunt componente structurale și funcționale importante ale tuturor vaselor de sânge și capilarelor și au un rol crucial în determinarea progresiei cancerului, în special în ceea ce privește metastazarea sau migrarea celulelor.

O altă funcție pe care o îndeplinește această structură are de a face cu transducția semnalului.

Masele musculare, de exemplu, sunt înconjurate de o membrană de bază și au mici patch-uri caracteristice la punctele de joncțiune neuromusculare; Aceste plasturi sunt responsabile pentru transmiterea semnalelor de la sistemul nervos.