Membran basal: karakteristik, struktur, perakitan dan fungsi

Membran basement adalah struktur ekstraseluler yang menutupi jaringan hampir semua organisme multiseluler. Ini terutama terdiri dari glikoprotein kolagen dan non-kolagen.

Struktur ini bertanggung jawab untuk memisahkan epitel dari satu jaringan stroma dari yang lain. Biasanya ditemukan di daerah basolateral jaringan epitel, di endotelium, di daerah perifer akson, dalam sel lemak dan juga dalam sel otot.

Membran basement terdiri dari molekul besar yang tidak larut yang bergabung bersama untuk membentuk ultrastruktur seperti sheet melalui proses yang dikenal sebagai "self-assembly". Proses ini didorong oleh penahan berbagai reseptor permukaan sel.

Mayoritas sel-sel tubuh mampu menghasilkan bahan yang diperlukan untuk penataan membran dasar tergantung pada jaringan tempat mereka berada.

Penyakit seperti sindrom Alport dan sindrom Knobloch dikaitkan dengan mutasi pada kode gen untuk rantai kolagen membran basement, sehingga studi tentang struktur dan sifatnya telah menjadi populer selama bertahun-tahun.

Kompleksitas membran dasar tidak dapat dihargai oleh mikroskop elektron, karena teknik ini tidak memungkinkan perbedaan antara membran basal yang berbeda. Untuk penelitiannya, di sisi lain, teknik karakterisasi yang lebih tepat diperlukan, seperti, misalnya, pemindaian mikroskop.

Fitur

Membran basement adalah struktur yang padat dan tidak berbentuk, mirip dengan daun. Ketebalannya 50 hingga 100 nm, sebagaimana ditentukan oleh mikroskop elektron transmisi. Studi tentang strukturnya menentukan bahwa ia memiliki karakteristik yang mirip dengan matriks seluler, tetapi berbeda dalam hal kepadatan dan asosiasi selulernya.

Tergantung pada organ dan jaringan perbedaan diamati dalam komposisi dan struktur membran basement, sehingga diperkirakan bahwa ada lingkungan mikro khusus dibatasi olehnya di setiap jaringan.

Spesifisitas setiap membran dasar dapat disebabkan oleh komposisi molekuler dan diyakini bahwa variasi biokimia dan molekuler memberikan identitas unik untuk setiap jaringan yang dimaksud.

Sel-sel epitel, sel-sel endotel dan banyak sel mesenchymal menghasilkan membran basal. Banyak plastisitas sel-sel ini diberikan oleh struktur ini. Selain itu, ini tampaknya mendukung sel-sel yang terlibat dalam pelapisan organ.

Struktur

Salah satu fitur yang paling menarik dari membran basement adalah kemampuannya untuk merakit sendiri dari komponen yang membuatnya, membentuk struktur yang mirip dengan lembaran.

Berbagai jenis kolagen, protein laminin, proteoglikan, protein pengikat kalsium dan protein struktural lainnya adalah komponen paling umum dari membran basal. Perlecan dan nidogen / entactin adalah protein penyusun lain dari membran basement.

Di antara karakteristik arsitektur utama membran basal adalah adanya dua jaringan independen, satu dibentuk oleh kolagen dan lainnya oleh beberapa isoform dari laminin.

Jaringan kolagen sangat terkait silang dan merupakan komponen yang menjaga stabilitas mekanis membran basement. Kolagen dalam membran ini unik untuk ini dan dikenal sebagai kolagen tipe IV.

Jaringan laminin tidak terikat secara kovalen dan pada beberapa membran mereka menjadi lebih dinamis daripada jaringan kolagen IV.

Kedua jaringan dihubungkan oleh protein nidogen / entaktin yang sangat fleksibel dan memungkinkan untuk mengikat, di samping dua jaringan, komponen lain seperti jangkar protein reseptor pada permukaan sel.

Majelis

Perakitan sendiri dirangsang oleh sambungan antara kolagen tipe IV dan laminin. Protein ini mengandung dalam urutannya informasi yang diperlukan untuk penyatuan primer, yang memungkinkan mereka untuk memprakarsai pemasangan-sendiri antar molekul dan membentuk struktur dasar dalam bentuk lamina.

Protein permukaan sel seperti integrin (terutama integrin β1) dan dystroglycan memfasilitasi pengendapan awal polimer laminin melalui interaksi situs tertentu.

Polimer dari kolagen tipe IV dikaitkan dengan polimer laminin pada permukaan sel melalui jembatan nidogen / entaktin. Perancah ini kemudian menyediakan situs interaksi spesifik sehingga konstituen lain dari membran dasar berinteraksi dan menghasilkan membran yang berfungsi penuh.

Berbagai jenis pengikatan nidogen / entaktin telah diidentifikasi dalam membran dasar dan semuanya mendorong pembentukan jaringan dalam struktur.

Protein nidogen / entaktin, bersama dengan dua jaringan kolagen IV dan laminin, menstabilkan jaringan dan memberikan kekakuan pada struktur.

Fungsi

Membran basement selalu bersentuhan dengan sel dan fungsi utamanya berkaitan dengan memberikan dukungan struktural, membagi jaringan menjadi kompartemen dan mengatur perilaku seluler.

Membran basal kontinu bertindak sebagai filter molekuler selektif antara kompartemen jaringan, yaitu, mereka mempertahankan kontrol ketat transit dan pergerakan sel bioaktif dan molekul di kedua arah.

Meskipun membran basal bertindak sebagai gerbang selektif untuk menghambat transit sel bebas, tampaknya ada mekanisme spesifik yang memungkinkan sel-sel inflamasi dan sel tumor metastasis untuk menyeberang dan menurunkan penghalang yang diwakili oleh membran basement.

Dalam beberapa tahun terakhir banyak yang telah diselidiki dalam fungsi membran basal sebagai pengatur dalam pertumbuhan dan diferensiasi sel, karena membran basal memiliki reseptor dengan kemampuan untuk mengikat sitokin dan faktor pertumbuhan.

Reseptor yang sama ini di membran basal dapat berfungsi sebagai reservoir untuk pelepasan terkontrol mereka selama proses renovasi atau perbaikan fisiologis.

Membran basal adalah komponen struktural dan fungsional penting dari semua pembuluh darah dan kapiler, dan memiliki peran penting dalam menentukan perkembangan kanker, terutama yang berkaitan dengan metastasis atau migrasi sel.

Fungsi lain yang dipenuhi oleh struktur ini berkaitan dengan transduksi sinyal.

Otot rangka, misalnya, dikelilingi oleh membran basal dan memiliki bercak kecil di lokasi persimpangan neuromuskuler; Tambalan ini bertanggung jawab untuk mengirimkan sinyal dari sistem saraf.