Den basalmembranet är ett extracellulärt struktur som linjer vävnader hos nästan alla multicellulära organismer. Det består huvudsakligen av kollagena och icke-kollagena glykoproteiner.
Denna struktur är ansvarig för att separera epitel i en stromvävnad från en annan. Det finns vanligtvis i den basolaterala regionen av epitelvävnad, i endotelet, i perifera regionen hos axonerna, i fettceller och även i muskelceller.
Bild som illustrerar källarmembranet på munskyddet
(Källa: Wiki-minor via Wikimedia
Commons)
Källarmembranet består av stora olösliga molekyler som går samman för att bilda en arkliknande ultrastruktur genom en process som kallas "självmontering". Denna process drivs av förankring av olika receptorer på cellytan.
De flesta av kroppens celler kan producera det nödvändiga materialet för strukturering av källarmembranet beroende på den vävnad som de tillhör.
Sjukdomar som Alport-syndrom och Knobloch-syndrom är associerade med mutationer i generna som kodar kollagenkedjorna i källarmembranet, varför studiet av deras struktur och egenskaper har blivit populärt under åren.
Komplexiteten hos källarmembranet kan inte uppskattas med hjälp av elektronmikroskopi, eftersom denna teknik inte tillåter åtskillnad mellan de olika källarmembranen. För sin studie är emellertid mer exakta karakteriseringstekniker nödvändiga, till exempel skanningsmikroskopi.
egenskaper
Källarmembranet är en tät, amorf struktur, liknande ett blad. Den är 50 till 100 nm tjock, bestämd genom transmissionselektronmikroskopi. Studien av dess struktur bestämmer att den har egenskaper som liknar den cellulära matrisen, men skiljer sig med avseende på densitet och cellföreningar.
Beroende på organ och vävnad observeras skillnader i sammansättningen och strukturen i källarmembranet, varför man tror att det finns en specifik mikromiljö avgränsad av den i varje vävnad.
Specificiteten hos varje källarmembran kan bero på molekylkomposition, och biokemisk och molekylär variation tros ge en unik identitet för varje vävnad i fråga.
Epitel-, endotel- och många mesenkymceller producerar källarmembran. Mycket av plasticiteten hos dessa celler tilldelas av denna struktur. Dessutom verkar det stödja cellerna som deltar i fodret i organen.
Strukturera
En av de mest intressanta kännetecknen för källarmembranet är dess förmåga att självmontera från de komponenter som utgör det och skapa en struktur som liknar ett ark.
Olika typer av kollagen, lamininproteiner, proteoglykaner, kalciumbindande proteiner och andra strukturella proteiner är de vanligaste komponenterna i källarmembranen. Perlecan och nidogen / entactin är andra bestående proteiner i källarmembranet.
Bland de viktigaste arkitektoniska kännetecknen för källarmembranen är förekomsten av två oberoende nätverk, ett bildat av kollagen och det andra av vissa isoformer av laminin.
Kollagenätverket är starkt tvärbundet och är den komponent som upprätthåller den mekaniska stabiliteten i källarmembranet. Kollagenet i dessa membran är unikt för dem och är känt som typ IV kollagen.
Lamininätverket är inte kovalent bundna och i vissa membran blir de mer dynamiska än kollagen IV-nätverket.
Båda nätverken är anslutna med nidogen / entactinproteinerna som är mycket flexibla och tillåter att, utöver de två nätverken, binda andra komponenter såsom förankringarna i receptorproteinerna på cellytan.
hopsättning
Självmontering stimuleras av kopplingen mellan typ IV kollagen och laminin. Dessa proteiner innehåller i sin sekvens den information som är nödvändig för primär bindning, vilket tillåter dem att initiera intermolekylär självmontering och bilda en basal arkliknande struktur.
Cellytproteiner såsom integriner (speciellt P1-integriner) och dystroglykaner underlättar den initiala avsättningen av lamininpolymerer genom platsspecifika interaktioner.
Kollagenpolymerer av typ IV associeras med lamininpolymerer på cellytan genom nidogen / entaktinbryggan. Detta ställning ger sedan specifika interaktionsställen för andra beståndsdelar i källarmembranet för att interagera och generera ett fullt funktionellt membran.
Olika typer av nidogen / entactin-övergångar har identifierats i källarmembranet och alla främjar bildandet av nätverk i strukturen.
Nidogen / entaktinproteinerna, tillsammans med de två nätverken kollagen IV och laminin, stabiliserar nätverken och ger stelhet till strukturen.
Funktioner
Källarmembranet är alltid i kontakt med celler och dess huvudfunktioner har att göra med att tillhandahålla strukturellt stöd, dela vävnader i fack och reglera cellbeteende.
Kontinuerliga källarmembran fungerar som selektiva molekylfilter mellan vävnadsfack, det vill säga de upprätthåller stränga kontroller av transiteringen och rörelsen av celler och bioaktiva molekyler i båda riktningarna.
Trots det faktum att källarmembran fungerar som selektiva grindar för att förhindra den fria rörelsen av celler verkar det som det finns specifika mekanismer som gör att inflammatoriska celler och metastatiska tumörceller kan korsa och försämra den barriär som källarmembranet representerar.
På senare år har mycket forskning gjorts om källarmembranens roll som regulatorer i celltillväxt och differentiering, eftersom källarmembranet har receptorer med förmågan att binda till cytokiner och tillväxtfaktorer.
Samma receptorer på källarmembranet kan tjäna som behållare för deras kontrollerade frisättning under ombyggnad eller fysiologiska reparationsprocesser.
Källarmembran är viktiga strukturella och funktionella komponenter i alla blodkärl och kapillärer, och de spelar en avgörande roll för att bestämma cancerframsteg, särskilt när det gäller metastas eller cellmigration.
En annan av funktionerna som denna struktur utför har att göra med signalöverföring.
Skelettmuskulaturen är till exempel omgiven av ett källarmembran och har karakteristiska små fläckar vid neuromuskulära fästplatser; Dessa korrigeringar ansvarar för att skicka signaler från nervsystemet.
referenser
- Breitkreutz, D., Mirancea, N., & Nischt, R. (2009). Källarmembran i hud: unika matrisstrukturer med olika funktioner? Histokemi och cellbiologi, 132 (1), 1-10.
- LeBleu, VS, MacDonald, B., & Kalluri, R. (2007). Struktur och funktion av källarmembranen. Experimentell biologi och medicin, 232 (9), 1121-1129.
- Martin, GR & Timpl, R. (1987). Laminin och andra källarmembrankomponenter. Årlig granskning av cellbiologi, 3 (1), 57-85
- Raghu, K. (2003). Källarmembran: Struktur, montering och roll i tumörangiogenes. Nat Med, 3, 442-433.
- Timpl, R. (1996). Makromolekylär organisation av källarmembran. Aktuellt yttrande inom cellbiologi, 8 (5), 618-624.
- Yurchenco, PD, & Schittny, JC (1990). Molekylär arkitektur av källarmembran. FASEB Journal, 4 (6), 1577-1590.