Membrana basal: características, estrutura, montagem e funções

A membrana basal é uma estrutura extracelular que cobre os tecidos de quase todos os organismos multicelulares. É composto principalmente por glicoproteínas colagênicas e não colagênicas.

Essa estrutura é responsável por separar o epitélio de um tecido estromal 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.

A membrana basal consiste em grandes moléculas insolúveis que se juntam para formar uma ultraestrutura semelhante a uma folha por meio de um processo conhecido como "automontagem". Este processo é impulsionado pela ancoragem de vários receptores da superfície celular.

A maioria das células do corpo é capaz de produzir o material necessário para a estruturação da membrana basal, dependendo do tecido a que pertencem.

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 pela microscopia eletrônica, uma vez que esta técnica não permite a distinção entre as diferentes membranas basais. Para o seu estudo, por outro lado, são necessárias técnicas de caracterização mais precisas, como, por exemplo, a microscopia de varredura.

Funcionalidades

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

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

Células epiteliais, células 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 envolvidas no revestimento de órgãos.

Estrutura

Uma das características mais interessantes da membrana basal é a 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 de laminina, proteoglicanos, proteínas de ligação ao cálcio e outras proteínas estruturais são os componentes mais comuns das membranas basais. Perlecan e nidogen / entactin 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 nestas membranas é exclusivo para estes e é conhecido como colágeno tipo IV.

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

Ambas as redes estão ligadas por proteínas nidogênicas / entactinas que são altamente flexíveis e permitem ligar, além das duas redes, outros componentes, como as âncoras das proteínas receptoras na superfície celular.

Assembly

A automontagem é estimulada pelo acoplamento entre colágeno tipo IV e laminina. Estas proteínas contêm em sua seqüência as informações necessárias para a união primária, o que lhes permite iniciar a automontagem intermolecular e formar uma estrutura basal na forma de uma lâmina.

Proteínas de superfície celular, como integrinas (especialmente integrinas β1) e distroglicanos facilitam a deposição inicial de polímeros de laminina através de interações específicas no local.

Polímeros de colágeno tipo IV estão associados aos polímeros de laminina na superfície celular através da ponte nidogênio / entactina. Este andaime fornece então locais de interação específicos para que outros constituintes da membrana basal interajam e gerem uma membrana totalmente funcional.

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

As proteínas nidógeno / entactina, juntamente com as duas redes de colágeno IV e laminina, estabilizam as redes e dão 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, dividindo os tecidos em compartimentos e regulando o comportamento celular.

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

Embora as membranas basais atuem como portas seletivas para impedir o trânsito livre de células, parece que existem mecanismos específicos que permitem que células inflamatórias e células tumorais metastáticas atravessem e degradem a barreira que a membrana basal representa.

Nos últimos anos, muito tem sido investigado na função das membranas basais como reguladores do crescimento e diferenciação celular, uma vez que a membrana basal possui receptores com capacidade de se ligar a citocinas e fatores de crescimento.

Esses mesmos receptores na membrana basal podem servir como reservatórios para sua 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 à metástase ou à migração celular.

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

O músculo esquelético, por exemplo, é circundado por uma membrana basal e possui pequenos fragmentos característicos nos locais de junção neuromuscular; Esses adesivos são responsáveis ​​pelo envio dos sinais do sistema nervoso.