Den grunnmembranen er et ekstracellulært struktur som linjer vev av nesten alle flercellede organismer. Det består hovedsakelig av kollageniske og ikke-kollageniske glykoproteiner.
Denne strukturen er ansvarlig for å skille epitel av et stromvev fra et annet. Det finnes generelt i den basolaterale regionen av epitelvev, i endotelet, i perifere region av aksonene, i fettceller og også i muskelceller.
Bilde som illustrerer kjellermembranen på dekket av munnen
(Kilde: Wiki-minor via Wikimedia
Commons)
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 av kroppens celler 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 assosiert med mutasjoner i genene som koder for kollagenkjedene i kjellermembranen, så studiet av deres struktur og egenskaper har blitt populært gjennom årene.
Kompleksiteten til kjellermembranen kan ikke forstås ved bruk av elektronmikroskopi, siden denne teknikken ikke tillater skillet mellom de forskjellige kjellermembranene. For sin undersøkelse er det imidlertid nødvendig med mer presise karakteriseringsteknikker, som for eksempel skanning av mikroskopi.
kjennetegn
Kjellermembranen er en tett, amorf struktur, lik et blad. Den er 50 til 100 nm tykk, bestemt av transmisjonselektronmikroskopi. Studien av dens struktur bestemmer at den har egenskaper som ligner den cellulære matrisen, men avviker med tanke på dens tetthet og cellulære assosiasjoner.
Avhengig av organ og vev, observeres forskjeller i sammensetningen og strukturen i kjellermembranen, og det er grunnen til at det antas at det er et spesifikt mikromiljø avgrenset av det i hvert vev.
Spesifisiteten til hver kjellermembran kan skyldes molekylær sammensetning, og biokjemisk og molekylær variasjon antas å gi en unik identitet til hvert enkelt vev.
Epiteliale, endoteliale celler og mange mesenkymale celler produserer kjellermembraner. Mye av plastisiteten til disse cellene blir gitt av denne strukturen. I tillegg ser det ut til å støtte cellene som deltar i slimhinnen i organene.
Struktur
En av de mest interessante egenskapene til kjellermembranen er dens evne til å selvmontere fra komponentene som utgjør den, og etablere en struktur som ligner et ark.
Ulike typer kollagen, lamininproteiner, proteoglykaner, kalsiumbindende proteiner og andre strukturelle proteiner er de vanligste komponentene i kjellermembranene. Perlecan og nidogen / entactin er andre bestanddeler av proteiner i kjellermembranen.
Blant de viktigste arkitektoniske egenskapene til kjellermembranene er tilstedeværelsen av to uavhengige nettverk, det ene dannet av kollagen og det andre av noen isoformer av laminin.
Kollagenettverket er sterkt tverrbundet og er komponenten som opprettholder den mekaniske stabiliteten til kjellermembranen. Kollagenet i disse membranene er unikt for dem og er kjent som type IV kollagen.
Laminin-nettverkene er ikke kovalent bundet, og i noen membraner blir de mer dynamiske enn kollagen IV-nettverket.
Begge nettverkene er forbundet med nidogen / entactin-proteiner som er svært fleksible og tillater, i tillegg til de to nettverkene, andre komponenter som forankringene av reseptorproteinene på celleoverflaten.
montering
Selvmontering stimuleres av koblingen mellom type IV kollagen og laminin. Disse proteiner inneholder i sin sekvens den informasjonen som er nødvendig for primærbinding, noe som gjør at de kan starte intermolekylær selvsamling og danne en basal arklignende struktur.
Celleoverflateproteiner som integriner (spesielt β1-integriner) og dystroglykaner letter den første avsetningen av lamininpolymerer gjennom stedsspesifikke interaksjoner.
Kollagenpolymerer av type IV assosieres med lamininpolymerer på celleoverflaten gjennom nidogen / entaktinbroen. Dette stillaset tilveiebringer da spesifikke samhandlingssteder for andre bestanddeler i kjellermembranen for å samvirke og generere en fullstendig funksjonell membran.
Ulike typer nidogen / entactin-kryss er blitt identifisert i kjellermembranen og alle fremmer dannelsen av nettverk i strukturen.
Nidogen / entactin-proteiner, sammen med de to nettverkene kollagen IV og laminin, stabiliserer nettverkene og gir stivhet til strukturen.
Egenskaper
Kjellermembranen er alltid i kontakt med celler, og dens viktigste funksjoner har å gjøre med å gi strukturell støtte, dele vev i rom og regulere celleoppførsel.
Kontinuerlige kjellermembraner fungerer som selektive molekylære filtre mellom vevsavdelinger, det vil si at de opprettholder streng kontroll av transitt og bevegelse av celler og bioaktive molekyler i begge retninger.
Til tross for at kjellermembranene fungerer som selektive porter for å forhindre den frie bevegelsen av celler, ser det ut til at det er spesifikke mekanismer som gjør at inflammatoriske celler og metastatiske tumorceller kan krysse og nedbryte barrieren som kjellermembranen representerer.
De siste årene har det blitt forsket mye på kjellermembranenes rolle som regulatorer i cellevekst og -differensiering, siden kjellermembranen har reseptorer med evnen til å binde seg til cytokiner og vekstfaktorer.
Disse samme reseptorer på kjellermembranen kan tjene som reservoarer for deres kontrollerte frigjøring under ombygging eller fysiologiske reparasjonsprosesser.
Kjellermembraner er viktige strukturelle og funksjonelle komponenter i alle blodkar og kapillærer, og de spiller en avgjørende rolle i å bestemme kreftprogresjon, spesielt med tanke på metastase eller cellevandring.
En annen av funksjonene som denne strukturen utfører, har å gjøre med signaloverføring.
Skjelettmuskulatur er for eksempel omgitt av en kjellermembran og har karakteristiske små flekker på nevromuskulære festeplasser; Disse lappene er ansvarlige for å sende signaler fra nervesystemet.
referanser
- Breitkreutz, D., Mirancea, N., & Nischt, R. (2009). Kjellermembraner i hud: unike matrisestrukturer med forskjellige funksjoner? Histokjemi og cellebiologi, 132 (1), 1-10.
- LeBleu, VS, MacDonald, B., & Kalluri, R. (2007). Struktur og funksjon av kjellermembraner. Eksperimentell biologi og medisin, 232 (9), 1121-1129.
- Martin, GR, & Timpl, R. (1987). Laminin og andre kjellermembrankomponenter. Årlig gjennomgang av cellebiologi, 3 (1), 57-85
- Raghu, K. (2003). Kjellermembraner: Struktur, montering og rolle i tumorangiogenese. Nat Med, 3, 442-433.
- Timpl, R. (1996). Makromolekylær organisering av kjellermembraner. Nåværende mening i cellebiologi, 8 (5), 618-624.
- Yurchenco, PD, & Schittny, JC (1990). Molekylær arkitektur av kjellermembraner. FASEB Journal, 4 (6), 1577-1590.