The membran basal adalah struktur ekstraseluler yang melapisi jaringan hampir semua organisme multiselular. Itu terutama terdiri dari glikoprotein kolagenik dan non-kolagenik.
Struktur ini bertanggung jawab untuk memisahkan epitel satu jaringan stroma dari yang lain. Umumnya ditemukan di daerah basolateral jaringan epitel, di endotelium, di daerah perifer akson, di sel lemak dan juga di sel otot.
Gambar yang mengilustrasikan membran basal pada penutup mulut
(Sumber: Wiki-minor via Wikimedia
Commons)
Membran ruang bawah tanah terdiri dari molekul besar yang tidak larut yang bergabung bersama untuk membentuk ultrastruktur seperti lembaran melalui proses yang dikenal sebagai "perakitan sendiri". Proses ini didorong oleh penahan berbagai reseptor di permukaan sel.
Sebagian besar sel tubuh mampu menghasilkan bahan yang diperlukan untuk penataan membran basal tergantung pada jaringan tempat mereka berada.
Penyakit seperti sindrom Alport dan sindrom Knobloch dikaitkan dengan mutasi pada gen yang menyandikan rantai kolagen pada membran basal, sehingga studi tentang struktur dan sifatnya telah menjadi populer selama bertahun-tahun.
Kompleksitas membran basal tidak dapat dipahami dengan menggunakan mikroskop elektron, karena teknik ini tidak memungkinkan perbedaan antara membran basal yang berbeda. Namun, untuk studinya, teknik karakterisasi yang lebih tepat diperlukan, seperti, misalnya, pemindaian mikroskop.
karakteristik
Membran basal adalah struktur amorf padat, mirip dengan daun. Tebalnya 50 sampai 100 nm, seperti yang 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.
Bergantung pada organ dan jaringan, perbedaan diamati dalam komposisi dan struktur membran dasar, oleh karena itu diperkirakan ada lingkungan mikro spesifik yang dibatasi olehnya di setiap jaringan.
Kekhususan setiap membran dasar mungkin disebabkan oleh komposisi molekul, dan variasi biokimia dan molekuler diyakini memberikan identitas unik untuk setiap jaringan yang bersangkutan.
Epitel, endotel, dan banyak sel mesenkim menghasilkan membran basal. Sebagian besar plastisitas sel ini disebabkan oleh struktur ini. Selain itu, tampaknya mendukung sel-sel yang berperan dalam lapisan organ.
Struktur
Salah satu karakteristik yang paling menarik dari membran basal adalah kemampuannya untuk merakit sendiri dari komponen penyusunnya, membentuk struktur yang mirip dengan lembaran.
Berbagai jenis kolagen, protein laminin, proteoglikan, protein pengikat kalsium, dan protein struktural lainnya adalah komponen yang paling umum dari membran dasar. Perlecan dan nidogen / entactin adalah protein penyusun lain dari membran basal.
Di antara karakteristik arsitektural utama membran basal adalah adanya dua jaringan independen, satu dibentuk oleh kolagen dan yang lainnya oleh beberapa isoform laminin.
Jaringan kolagen sangat terkait silang dan merupakan komponen yang menjaga stabilitas mekanik membran basal. Kolagen di membran ini unik untuk mereka dan dikenal sebagai kolagen tipe IV.
Jaringan laminin tidak terikat secara kovalen dan di beberapa membran menjadi lebih dinamis daripada jaringan kolagen IV.
Kedua jaringan tersebut dihubungkan oleh protein nidogen / entaktin yang sangat fleksibel dan memungkinkan untuk mengikat, selain dua jaringan tersebut, komponen lain seperti jangkar protein reseptor pada permukaan sel.
Majelis
Perakitan sendiri dirangsang oleh kopling antara kolagen tipe IV dan laminin. Protein-protein ini mengandung dalam urutannya informasi yang diperlukan untuk pengikatan primer, yang memungkinkan mereka untuk memulai perakitan sendiri antarmolekul dan membentuk struktur seperti lembaran basal.
Protein permukaan sel seperti integrin (terutama integrin β1) dan distroglikan memfasilitasi deposisi awal polimer laminin melalui interaksi spesifik lokasi.
Polimer kolagen tipe IV berasosiasi dengan polimer laminin pada permukaan sel melalui jembatan nidogen / entaktin. Perancah ini kemudian menyediakan situs interaksi spesifik untuk konstituen lain dari membran dasar untuk berinteraksi dan menghasilkan membran yang berfungsi penuh.
Berbagai jenis persimpangan nidogen / entaktin telah diidentifikasi pada membran basal 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.
fitur
Membran basal selalu berhubungan dengan sel dan fungsi utamanya berkaitan dengan memberikan dukungan struktural, membagi jaringan menjadi kompartemen, dan mengatur perilaku sel.
Membran dasar terus menerus bertindak sebagai filter molekuler selektif antara kompartemen jaringan, yaitu, mereka mempertahankan kontrol yang ketat dari transit dan pergerakan sel dan molekul bioaktif di kedua arah.
Terlepas dari kenyataan bahwa membran basal bertindak sebagai gerbang selektif untuk mencegah pergerakan bebas sel, tampaknya ada mekanisme spesifik yang memungkinkan sel inflamasi dan sel tumor metastatik untuk menyeberang dan menurunkan penghalang yang diwakili oleh membran basal.
Dalam beberapa tahun terakhir, banyak penelitian telah dilakukan tentang peran membran basal sebagai regulator dalam pertumbuhan dan diferensiasi sel, karena membran basal memiliki reseptor dengan kemampuan untuk mengikat sitokin dan faktor pertumbuhan.
Reseptor yang sama pada membran basal ini dapat berfungsi sebagai reservoir untuk pelepasan terkontrolnya selama proses renovasi atau perbaikan fisiologis.
Membran basal adalah komponen struktural dan fungsional penting dari semua pembuluh darah dan kapiler, dan mereka memainkan peran penting dalam menentukan perkembangan kanker, terutama yang berkaitan dengan metastasis atau migrasi sel.
Fungsi lain yang dipenuhi struktur ini berkaitan dengan transduksi sinyal.
Otot rangka, misalnya, dikelilingi oleh membran basal dan memiliki bercak kecil yang khas di lokasi perlekatan neuromuskuler; Tambalan ini bertanggung jawab untuk mengirimkan sinyal dari sistem saraf.
Referensi
- Breitkreutz, D., Mirancea, N., & Nischt, R. (2009). Membran basal pada kulit: struktur matriks unik dengan fungsi beragam? Histokimia dan biologi sel, 132 (1), 1-10.
- LeBleu, VS, MacDonald, B., & Kalluri, R. (2007). Struktur dan fungsi membran basal. Biologi eksperimental dan kedokteran, 232 (9), 1121-1129.
- Martin, GR, & Timpl, R. (1987). Laminin dan komponen membran basal lainnya. Review tahunan biologi sel, 3 (1), 57-85
- Raghu, K. (2003). Membran basal: Struktur, perakitan dan peran dalam angiogenesis tumor. Nat Med, 3, 442-433.
- Timpl, R. (1996). Organisasi makromolekul membran basal. Pendapat saat ini dalam biologi sel, 8 (5), 618-624.
- Yurchenco, PD, & Schittny, JC (1990). Arsitektur molekuler membran basal. The FASEB Journal, 4 (6), 1577-1590.