Caratteristiche, struttura e funzioni della membrana basale

IL membrana basale È una struttura extracellulare che copre i tessuti di quasi tutti gli organismi multicellulari. È composto principalmente da glicoproteine ​​collageniche e non collageniche.

Questa struttura è responsabile della separazione dell'epitelio da un tessuto da un altro. Si trova generalmente nella regione basolaterale del tessuto epiteliale, nell'endotelio, nella regione periferica degli assoni, nelle cellule grasse e anche nelle cellule muscolari.

Immagine che illustra la membrana basale sulla copertura della bocca
(Fonte: Wiki-Minor [CC BY-SA 3.0
(https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0)] via wikimedia
Comuni)

La membrana basale è costituita da grandi molecole insolubili che si legano tra loro per formare un'ultrastruttura sotto forma di un foglio attraverso un processo noto come "autoassemblaggio". Questo processo è guidato dall'ancoraggio di vari recettori della superficie cellulare.

La maggior parte delle cellule del corpo è in grado di produrre il materiale necessario per la strutturazione della membrana basale a seconda del tessuto a cui appartengono.

Malattie come la sindrome di Alport e la sindrome di Knobloch sono associate a mutazioni nei geni codificanti per le catene di collagene della membrana basale, quindi lo studio della sua struttura e proprietà si è reso popolare per il passaggio degli anni.

La complessità della membrana basale non può essere apprezzata dalla microscopia elettronica, poiché questa tecnica non consente la distinzione tra le diverse membrane basali. Per lo studio, tuttavia, sono necessarie tecniche di caratterizzazione più precise come la microscopia a scansione.

[TOC]

Caratteristiche

La membrana basale è una struttura densa e amorfa, simile a un foglio. Ha uno spessore da 50 a 100 nm, come determinato dalla microscopia elettronica di trasmissione. Lo studio della sua struttura determina che ha caratteristiche simili alla matrice cellulare, ma differisce in termini di densità e associazioni cellulari.

Può servirti: cellule batteriche

A seconda dell'organo e del tessuto, differenze nella composizione e nella struttura della membrana basale.

La specificità di ciascuna membrana basale può essere dovuta alla composizione molecolare e si ritiene che la variazione biochimica e molecolare conferisce un'identità unica a ciascun tessuto in questione.

Le cellule epiteliali e endoteliali e molte cellule mesenchimali producono membrane basali. Gran parte della plasticità di queste cellule è conferita da questa struttura. Inoltre, questo sembra supportare le celle che partecipano al rivestimento degli organi.

Struttura

Una delle caratteristiche più interessanti della membrana basale è la sua capacità di autoassemblaggio dai componenti che lo comprendono, stabilendo una struttura simile nella forma a un foglio.

Diversi tipi di collagene, proteine ​​di laminina, proteoglicani, proteine ​​dell'Unione del calcio e altre proteine ​​strutturali sono i componenti più comuni delle membrane basali. Perlecan e Neidogen/Entattina sono altre proteine ​​costituenti della membrana basale.

Tra le principali caratteristiche architettoniche delle membrane basali c'è la presenza di due reti indipendenti, una formata dal collagene e l'altra da alcune isoforme di laminina.

La rete di collagene è altamente reticolata ed è il componente che mantiene la stabilità meccanica della membrana basale. Il collagene di queste membrane è esclusivo ed è noto come collagene di tipo IV.

Le reti laminine non sono collegate in modo covalente e in alcune membrane diventano più dinamiche della rete di collagene IV.

Entrambe le reti sono collegate da proteine ​​di nidificazione/entattina che sono altamente flessibili e consentono, oltre alle due reti, altri componenti come gli ancori della superficie cellulare che ricevono proteine.

Può servirti: Glut4: caratteristiche, struttura, funzioni

Assemblaggio

L'autoassemblaggio è stimolato dall'accoppiamento tra collagene di tipo IV e laminina. Queste proteine ​​contengono nella loro sequenza le informazioni necessarie per l'unione primaria, che consente loro di iniziare l'autoassemblaggio intermolecolare e formare una struttura in lamina basale.

Le proteine ​​della superficie cellulare come integrine (in particolare integrine β1) e distroglicani facilitano la deposizione iniziale dei polimeri di laminina grazie a interazioni specifiche del sito specifiche.

Polimeri di collagene. Questo impalcatura fornisce quindi siti di interazione specifici in modo che altri componenti della membrana basale interagiscano e generino una membrana completamente funzionale.

Diversi tipi di Union Neidoge/Entattina sono stati identificati nella membrana basale e tutti promuovono le reti nella struttura.

Le proteine ​​di nidogen/entattina, insieme alle due reti di collagene IV e alla laminina, stabilizzano le reti e danno rigidità alla struttura.

Funzioni

La membrana basale è sempre in contatto con le cellule e le loro funzioni principali devono fornire supporto strutturale, dividere i tessuti del compartimento e regolare il comportamento cellulare.

Le membrane basali continue fungono da filtri molecolari selettivi tra compartimenti tissutali, cioè mantengono il rigoroso controllo del traffico e del movimento delle cellule bioattive e delle molecole in entrambe le direzioni.

Sebbene le membrane basali agiscano come porte selettive per prevenire il transito libero delle cellule, sembra che ci siano meccanismi specifici che consentono alle cellule infiammatorie e alle cellule tumorali metastatiche di attraversare e degradare la barriera che la membrana basale suppone.

Può servirti: profase

Negli ultimi anni sono stati studiati molto nella funzione che le membrane basali soddisfano come regolatori nella crescita e nella differenziazione cellulare, poiché la membrana basale ha i recettori con la capacità di unirsi a citochine e fattori di crescita.

Questi stessi recettori nella membrana basale possono fungere da serbatoi per il loro rilascio controllato durante il rimodellamento o i processi di riparazione fisiologica.

Le membrane basali sono importanti componenti strutturali e funzionali di tutti i vasi di sangue e capillari e hanno un ruolo cruciale nel determinare la progressione del cancro, in particolare per quanto riguarda le metastasi o la migrazione cellulare.

Un'altra delle funzioni che questa struttura incontra ha a che fare con la trasduzione del segnale.

Il muscolo scheletrico, ad esempio, è circondato da una membrana basale e ha piccole macchie caratteristiche nei siti di giunzione neuromuscolare; Queste patch sono responsabili per l'invio di segnali dal sistema nervoso.

Riferimenti

1. Breitkreutz, d., Mirancea, n., & Nischt, r. (2009). Membrane basali nella pelle: strutture a matrice uniche con diverse funzioni? Istochimica e biologia cellulare, 132 (1), 1-10.
2. Lebleu, v. S., MacDonald, n., & Kalluri, R. (2007). Struttura e funzione delle membrane basali. Biologia e medicina sperimentale, 232 (9), 1121-1129.
3. Martin, g. R., & Timpl, R. (1987). Laminina e altri componenti della membrana basale. Revisione annuale della biologia cellulare, 3 (1), 57-85
4. Ragu, k. (2003). Membrane basali: struttura, assemblaggio e ruolo nell'angiogenesi del tumore. Nat Med, 3, 442-433.
5. Timpl, r. (millenovecentonovantasei). Organizzazione macromolecolare delle membrane basali. Opinione attuale in biologia cellulare, 8 (5), 618-624.
6. Yurchernco, p. D., & Schittny, J. C. (1990). Architettura molecolare delle membrane basali. The Fasb Journal, 4 (6), 1577-1590.