Basalmembran: egenskaper, struktur, montering og funksjoner

Kjellermembranen er en ekstracellulær struktur som dekker vev av nesten alle multisellulære organismer. Det er hovedsakelig sammensatt av kollageniske og ikke-kollageniske glykoproteiner.

Denne strukturen er ansvarlig for å separere epitelet av ett stromalt vev fra en annen. Det finnes vanligvis i den basolaterale regionen av epitelvævet, i endotelet, i det perifere område av aksoner, i fettceller og også i muskelceller.

Kjellermembranen består av store uoppløselige molekyler som går sammen for å danne en arklignende ultrastruktur gjennom en prosess kjent som "selvmontering". Denne prosessen er drevet av forankring av forskjellige reseptorer på celleoverflaten.

De fleste cellene i kroppen er i stand til å produsere det nødvendige materialet for strukturering av kjellermembranen, avhengig av vevet de tilhører.

Sykdommer som Alport syndrom og Knobloch syndrom er forbundet med mutasjoner i gener som koder for kollagenkjeder i kjellermembranen, så studien av dens struktur og egenskaper har blitt populær gjennom årene.

Kompleksiteten til kjellermembranen kan ikke verdsettes ved elektronmikroskopi, siden denne teknikken ikke tillater forskjellen mellom de forskjellige basale membraner. For sin undersøkelse er derimot behov for mer presise karakteriseringsteknikker, som for eksempel skanningsmikroskopi.

funksjoner

Kjellermembranen er en tett og amorf struktur, som ligner på et blad. Det er 50 til 100 nm tykt, som bestemt av transmisjonselektronmikroskopi. Studien av dens struktur bestemmer at den har egenskaper som ligner på den cellulære matrisen, men forskjellig i dens tetthet og cellulære foreninger.

Avhengig av orgel og vevsforskjeller observeres i sammensetningen og strukturen av kjellermembranen, så det antas at det er et spesifikt mikromiljø avgrenset av det i hvert vev.

Specificiteten av hver kjellermembran kan skyldes den molekylære sammensetningen, og det antas at den biokjemiske og molekylære variasjonen gir en unik identitet til hvert vev i spørsmålet.

Epitelceller, endotelceller og mange mesenkymceller produserer basale membraner. Mye av plastiteten av disse cellene er tildelt av denne strukturen. I tillegg synes dette å støtte cellene som er involvert i belegget av organer.

struktur

En av de mest interessante funksjonene i kjellermembranen er dens evne til å montere seg selv fra komponentene som gjør det opp, og opprette en struktur som ligner på et ark.

Ulike typer kollagen, lamininproteiner, proteoglykaner, kalsiumbindende proteiner og andre strukturelle proteiner er de vanligste komponentene i basale membraner. Perlecan og nidogen / entaktin er andre bestanddeler av kjellermembranen.

Blant de viktigste arkitektoniske egenskapene til de basale membranene er tilstedeværelsen av to uavhengige nettverk, en dannet av kollagen og den andre av noen isoformer av laminin.

Kollagennettverket er svært tverrbundet og er komponenten som opprettholder den mekaniske stabiliteten til kjellermembranen. Kollagenet i disse membranene er unikt for disse og er kjent som type IV kollagen.

Lamininene er ikke kovalent bundet, og i noen membraner blir de mer dynamiske enn kollagen IV-nettverket.

Begge nettverkene er forbundet med nidogen / entaktinproteiner som er svært fleksible og tillater å binde, i tillegg til de to nettverkene, andre komponenter som forankrene av reseptorproteinene på celleoverflaten.

sammenstilling

Selvmontering stimuleres av koblingen mellom type IV kollagen og laminin. Disse proteinene inneholder i sin rekkefølge den informasjonen som er nødvendig for den primære union, som tillater dem å initiere den intermolekylære selvsammenstillingen og danne en basal struktur i form av en laminat.

Celleoverflateproteiner som integriner (spesielt β1 integiner) og dystroglykaner letter initialiseringen av lamininpolymerer gjennom spesifikke interaksjoner på stedet.

Polymerer av type IV kollagen er forbundet med lamininpolymerene på celleoverflaten gjennom nidogen / entactin-broen. Denne stillas gir da spesifikke interaksjonssteder slik at andre bestanddeler i kjellermembranen interagerer og genererer en fullt funksjonell membran.

Ulike typer nidogen / entaktinbinding har blitt identifisert i kjellermembranen og alle fremmer dannelsen av nettverk i strukturen.

Nidogen / entaktinproteinene, sammen med de to kollagen IV- og laminin-nettverkene, stabiliserer nettverkene og gir stivhet til strukturen.

funksjoner

Kjellermembranen er alltid i kontakt med cellene og hovedfunksjonene har å gjøre med å gi strukturell støtte, å dele vevene i rom og regulere cellulær oppførsel.

De kontinuerlige basale membranene fungerer som selektive molekylære filtre mellom vevets kammer, det vil si, de opprettholder en streng kontroll av transitt og bevegelse av bioaktive celler og molekyler i begge retninger.

Selv om basale membraner fungerer som selektive porte for å hindre fri transitt av celler, ser det ut til at det finnes spesifikke mekanismer som tillater inflammatoriske celler og metastaserende tumorceller å krysse og nedbryte barrieren som kjellermembranen representerer.

I de senere år har mye blitt undersøkt i funksjon av basale membraner som regulatorer i cellevekst og differensiering, siden kjellermembranen har reseptorer med evne til å binde seg til cytokiner og vekstfaktorer.

Disse samme reseptorene i kjellermembranen kan tjene som reservoarer for deres kontrollerte frigjøring under prosesser med fysiologisk remodeling eller reparasjon.

Basale membraner er viktige strukturelle og funksjonelle komponenter i alle blodkar og kapillærer, og har en avgjørende rolle for å bestemme utviklingen av kreft, særlig med hensyn til metastase eller celleoverføring.

En annen funksjon som denne strukturen oppfyller har å gjøre med signaloverføring.

Skjelettmuskulaturen, for eksempel, er omgitt av en kjellermembran og har små karakteristiske flekker på de neuromuskulære veikryssene; Disse patchene er ansvarlige for å sende signaler fra nervesystemet.