Membrana basal: características, estrutura e funções

A membrana basal é uma estrutura extracelular que cobre os tecidos de quase todos os organismos multicelulares. Consiste principalmente em glicoproteínas de colágeno e não colágeno.

Essa estrutura é responsável por separar o epitélio de um tecido estroma de outro. Geralmente é encontrado na região basolateral do tecido epitelial, no endotélio, na região periférica dos axônios, nas células adiposas e também nas células musculares.

Membrana basal: características, estrutura e funções 1

Imagem que ilustra a membrana basal na cobertura da boca
(Fonte: Wiki-minor [CC BY-SA 3.0
(https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)] via Wikimedia
Commons)

A membrana basal é composta de grandes moléculas insolúveis que se unem para formar uma ultraestrutura em forma de folha através de um processo conhecido como “auto-montagem”. Este processo é conduzido pela ancoragem de vários receptores da superfície celular.

A maioria das células do corpo é capaz de produzir o material necessário para estruturar a membrana basal, dependendo do tecido ao qual pertence.

Doenças como a síndrome de Alport e a síndrome de Knobloch estão associadas a mutações nos genes que codificam as cadeias de colágeno da membrana basal, de modo que o estudo de sua estrutura e propriedades se tornou popular ao longo dos anos.

A complexidade da membrana basal não pode ser apreciada por microscopia eletrônica, uma vez que esta técnica não permite a distinção entre as diferentes membranas basais. Para o estudo, no entanto, são necessárias técnicas de caracterização mais precisas, como a microscopia de varredura.

Caracteristicas

A membrana basal é uma estrutura densa e amorfa, semelhante a uma folha. Tem uma espessura de 50 a 100 nm, conforme determinado por microscopia eletrônica de transmissão. O estudo de sua estrutura determina que ela possui características semelhantes à matriz celular, mas difere em termos de densidade e associações celulares.

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Dependendo do órgão e tecido, são observadas diferenças na composição e estrutura da membrana basal, portanto, acredita-se que exista um microambiente específico delimitado por ela em cada tecido.

A especificidade de cada membrana basal pode ser devida à composição molecular e acredita-se que a variação bioquímica e molecular confere uma identidade única a cada tecido em questão.

As células epiteliais, endoteliais e muitas células mesenquimais produzem membranas basais. Grande parte da plasticidade dessas células é conferida por essa estrutura. Além disso, isso parece apoiar as células que participam do revestimento dos órgãos.

Estrutura

Uma das características mais interessantes da membrana basal é sua capacidade de se auto-montar a partir dos componentes que a compõem, estabelecendo uma estrutura semelhante a uma folha.

Vários tipos de colágeno, proteínas da laminina, proteoglicanos, proteínas de ligação ao cálcio e outras proteínas estruturais são os componentes mais comuns das membranas basais. O perlecano e o nidogênio / entactina são outras proteínas constituintes da membrana basal.

Entre as principais características arquitetônicas das membranas basais está a presença de duas redes independentes, uma formada por colágeno e outra por algumas isoformas de laminina.

A rede de colágeno é altamente reticulada e é o componente que mantém a estabilidade mecânica da membrana basal. O colágeno dessas membranas é exclusivo deles e é conhecido como colágeno tipo IV.

As redes de laminina não estão ligadas covalentemente e, em algumas membranas, tornam-se mais dinâmicas que a rede de colágeno IV.

Ambas as redes são conectadas por proteínas nidogênio / entactina que são altamente flexíveis e permitem unir, além das duas redes, outros componentes, como as âncoras das proteínas receptoras da superfície celular.

Assembléia

A automontagem é estimulada pelo acoplamento entre colágeno tipo IV e laminina. Essas proteínas contêm em sua sequência as informações necessárias para a ligação primária, permitindo iniciar a automontagem intermolecular e formar uma estrutura basal na forma de uma folha.

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Proteínas da superfície celular, como integrinas (especialmente integrinas pi) e distroglicanos, facilitam a deposição inicial de polímeros de laminina, graças a interações específicas no local.

Polímeros de colágeno tipo IV estão associados a polímeros de laminina na superfície celular através da ponte nidogênio / entactina. Esse andaime fornece locais de interação específicos para outros constituintes da membrana basal interagirem e gerarem uma membrana totalmente funcional.

Diferentes tipos de ligação de nidogênio / entactina na membrana basal foram identificados e todos promovem a formação de redes na estrutura.

As proteínas nidogênio / entactina, juntamente com as duas redes de colágeno IV e laminina, estabilizam as redes e conferem rigidez à estrutura.

Funções

A membrana basal está sempre em contato com as células e suas principais funções têm a ver com fornecer suporte estrutural, dividir os tecidos em compartimentos e regular o comportamento celular.

As membranas basais contínuas atuam como filtros moleculares seletivos entre os compartimentos teciduais, ou seja, mantêm controle estrito do trânsito e movimento de células e moléculas bioativas em ambas as direções.

Embora as membranas basais atuem como portões seletivos para impedir a passagem livre das células, parece que existem mecanismos específicos que permitem que células inflamatórias e células tumorais metastáticas cruzem e degradem a barreira que a membrana basal supõe.

Nos últimos anos, muito se tem investigado sobre o papel que as membranas basais desempenham como reguladores no crescimento e diferenciação celular, uma vez que a membrana basal possui receptores com a capacidade de ligar citocinas e fatores de crescimento.

Esses mesmos receptores na membrana basal podem servir como reservatórios para liberação controlada durante os processos de remodelação ou reparo fisiológico.

As membranas basais são importantes componentes estruturais e funcionais de todos os vasos sanguíneos e capilares e têm um papel crucial na determinação da progressão do câncer, especialmente no que diz respeito a metástases ou migração celular.

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Outra função que cumpre essa estrutura tem a ver com a transdução de sinal.

O músculo esquelético, por exemplo, é cercado por uma membrana basal e possui pequenas manchas características nos locais da junção neuromuscular; Esses adesivos são responsáveis ​​pelo envio de sinais do sistema nervoso.

Referências

  1. Breitkreutz, D., Mirancea, N., & Nischt, R. (2009). Membranas basais na pele: estruturas matriciais únicas com diversas funções? Histoquímica e biologia celular, 132 (1), 1-10.
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