Basalmembran

Basalmembranet är en tunn, smidig arkliknande typ av extracellulär matris som ger cell- och vävnadsstöd. Den fungerar även som en plattform för komplex signalering.^[1]^[2] Basalmembranet sitter mellan epitelvävnader som mesotel och endotel, och den underliggande bindväven.^[3]^[4]

Basalmembranet är omkring 50 nanometer tjockt och fungerar som en gränsyta och ett filter mellan epitelceller och underliggande vävnad. Basalmembranet består av proteoglykaner, kollagen (typ IV) och glykoproteiner. Det saknar alltså celler, och består endast av makromolekyler.

Struktur

Sett genom elektronmikroskop består basalmembranet av två lager – basallamina och retikulär lamina.^[4] Den underliggande bindväven fäster vid basallamina med kollagen VII-förankringsfibriller och fibrillin mikrofibriller.^[5]

Det basala laminaskiktet kan vidare delas in i två lager baserat på deras visuella utseende i elektronmikroskopi. Det ljusare skiktet närmare epitelet kallas lamina lucida, medan det tätare färgade skiktet närmare bindväven kallas lamina densa. Det elektrontäta lamina densaskiktet är cirka 30–70 nanometer tjockt och består av ett underliggande nätverk av retikulära kollagen IV-fibriller som i genomsnitt är 30 nanometer i diameter och 0,1–2 mikrometer i tjocklek och är belagda med den heparansulfatrika proteoglykanperlekanen.^[6] Förutom kollagen innehåller denna stödjande matris inneboende makromolekylära komponenter. Lamina lucida-skiktet består av laminin, integriner, entaktiner och dystroglykaner. Integriner är en nyckelkomponent i hemidesmosomer som tjänar till att förankra epitelet i det underliggande basalmembranet.

För att representera ovanstående på ett visuellt organiserat sätt är källarmembranet organiserat enligt följande:

Epitelial/mesotelial/endotelial vävnad (yttre)
Basalmembran
- Basal lamina
  - Lamina lucida
  - Lamina densa
    - kollagen IV (belagda med perlekan, rik på heparansulfat)
- Fästproteiner (mellan basala och retikulära laminae)
  - kollagen VII (förankring av fibriller)
  - fibrillin (mikrofibriller)
- Lamina reticularis
  - kollagen III (som retikulära fiberer)
Bindväv (Lamina propria)

Funktion

Basalmembranets primära funktion är att förankra epitelet till dess lösa bindväv (dermis eller lamina propria) under. Detta uppnås genom cell-matrisadhesioner genom substratadhesionsmolekyler (SAMs).

Basalmembranet fungerar som en mekanisk barriär som förhindrar att maligna celler invaderar de djupare vävnaderna.^[7] Tidiga stadier av malignitet som därmed är begränsade till epitelskiktet av basalmembranet kallas karcinoma in situ.

Basalmembranet är också viktigt för angiogenes (utveckling av nya blodkärl). Basalmembranproteiner har visat sig påskynda differentiering av endotelceller.^[8]

De mest anmärkningsvärda exemplen på basalmembran är njurens glomerulära basalmembran, genom fusion av basallamina från endotelet i glomerulära kapillärer och podocyt basallamina,^[9] och mellan lungalveoler och lungkapillärer, genom fusion av basallamina i lungalveolerna och av lungkapillärernas basallamina där syre- och CO₂-diffusion sker (gasutbyte).

Sedan 2017 är andra roller kända för basalmembran såsom blodfiltrering och muskelhomeostas.^[1] Frakttoner kan vara en typ av basalmembran, som fungerar som en nisch för stamceller.^[10]^[11]

Klinisk betydelse

Vissa sjukdomar beror på ett dåligt fungerande basalmembran. Orsaken kan vara genetiska defekter, skador av kroppens eget immunsystem eller andra mekanismer.^[12] Sjukdomar som involverar basalmembran på flera platser är:

Genetiska defekter i kollagenfibrerna i basalmembranet, såsom Alports syndrom och Knoblochs syndrom
Autoimmuna sjukdomar riktade mot basalmembran. Icke-kollagenös domän basalmembran kollagen typ IV är autoantigen (målantigen) av autoantikroppar i den autoimmuna sjukdomen Goodpastures syndrom.^[13]
En grupp sjukdomar som härrör från felaktig funktion av basalmembranzonen förenas under namnet epidermolysis bullosa.^[14]

I histopatologi tyder ett förtjockat basalmembran främst på systemisk lupus erythematosus eller dermatomyosit, men också möjligen på lichen sclerosus.^[15]

Se även

Hud
Tunica intima – Inre lager av blodkärl

Referenser

Den här artikeln är helt eller delvis baserad på material från engelskspråkiga Wikipedia, Basement membrane, 7 oktober 2022.

Noter

^ [a b] ”The nature and biology of basement membranes”. Matrix Biology 57-58: sid. 1–11. January 2017. doi:10.1016/j.matbio.2016.12.009. PMID 28040522.
^ ”Basement Membranes in Development and Disease”. Current Topics in Developmental Biology 130: sid. 143–191. 2018. doi:10.1016/bs.ctdb.2018.02.005. ISBN 9780128098028. PMID 29853176.
^ Histology and Cell Biology, An Introduction to Pathology (3rd). Elsevier. 2012. ISBN 978-0-323-07842-9.
^ [a b] Principles of anatomy & physiology. (13th). Hoboken, NJ: Wiley. 2012. Sid. 117–118. ISBN 9780470646083.
^ ”Basement membrane proteins: structure, assembly, and cellular interactions”. Critical Reviews in Biochemistry and Molecular Biology 27 (1–2): sid. 93–127. 1992. doi:10.3109/10409239209082560. PMID 1309319. http://www.crbmb.com/cgi/content/abstract/27/1/93.
^ ”The complete sequence of perlecan, a basement membrane heparan sulfate proteoglycan, reveals extensive similarity with laminin A chain, low density lipoprotein-receptor, and the neural cell adhesion molecule”. The Journal of Biological Chemistry 266 (34): sid. 22939–22947. December 1991. doi:10.1016/S0021-9258(18)54445-8. PMID 1744087.
^ ”Metastatic potential correlates with enzymatic degradation of basement membrane collagen”. Nature 284 (5751): sid. 67–68. March 1980. doi:10.1038/284067a0. PMID 6243750. Bibcode: 1980Natur.284...67L.
^ ”Role of laminin and basement membrane in the morphological differentiation of human endothelial cells into capillary-like structures”. The Journal of Cell Biology 107 (4): sid. 1589–1598. October 1988. doi:10.1083/jcb.107.4.1589. PMID 3049626.
^ ”Sect. 7, Ch. 4: Basement Membrane”. Renal Physiology Glomerular Filtration Rate and Renal Blood Flow. Medical College of Georgia, Robert B. Greenblatt, M.D. Library. 1 April 2008. Läst 7 maj 2018.
^ ”Anatomy of the brain neurogenic zones revisited: fractones and the fibroblast/macrophage network”. The Journal of Comparative Neurology 451 (2): sid. 170–188. September 2002. doi:10.1002/cne.10342. PMID 12209835.
^ ”Ventricular-subventricular zone fractones are speckled basement membranes that function as a neural stem cell niche”. Molecular Biology of the Cell 30 (1): sid. 56–68. January 2019. doi:10.1091/mbc.E18-05-0286. PMID 30379609.
^ ”What's Wrong With Summer Stiers?”. New York Times. February 22, 2009. https://www.nytimes.com/2009/02/22/magazine/22Diseases-t.html.
^ Immunobiology (5th). Garland. 2001. ISBN 978-0-8153-3642-6. https://books.google.com/books?id=JatpAAAAMAAJ.
^ ”Epidermolysis bullosa”. Nature Reviews. Disease Primers 6 (1): sid. 78. September 2020. doi:10.1038/s41572-020-0210-0. PMID 32973163.
^ ”A thickened basement membrane is a clue to...lichen sclerosus!”. The American Journal of Dermatopathology 22 (5): sid. 457–458. October 2000. doi:10.1097/00000372-200010000-00014. PMID 11048985.

Vidare läsning

Basement membranes: cell and molecular biology. Gulf Professional Publishing. 2005. ISBN 978-0-12-153356-4. https://books.google.com/books?id=RM-FVY47NEgC.

Externa länkar

Wikimedia Commons har media som rör Basalmembran.
Bilder & media

[Pozzi-1] [a b] ”The nature and biology of basement membranes”. Matrix Biology 57-58: sid. 1–11. January 2017. doi:10.1016/j.matbio.2016.12.009. PMID 28040522.

[Sekiguchi-2] ”Basement Membranes in Development and Disease”. Current Topics in Developmental Biology 130: sid. 143–191. 2018. doi:10.1016/bs.ctdb.2018.02.005. ISBN 9780128098028. PMID 29853176.

[3] Histology and Cell Biology, An Introduction to Pathology (3rd). Elsevier. 2012. ISBN 978-0-323-07842-9.

[Tortora12-4] [a b] Principles of anatomy & physiology. (13th). Hoboken, NJ: Wiley. 2012. Sid. 117–118. ISBN 9780470646083.

[5] ”Basement membrane proteins: structure, assembly, and cellular interactions”. Critical Reviews in Biochemistry and Molecular Biology 27 (1–2): sid. 93–127. 1992. doi:10.3109/10409239209082560. PMID 1309319. http://www.crbmb.com/cgi/content/abstract/27/1/93.

[6] ”The complete sequence of perlecan, a basement membrane heparan sulfate proteoglycan, reveals extensive similarity with laminin A chain, low density lipoprotein-receptor, and the neural cell adhesion molecule”. The Journal of Biological Chemistry 266 (34): sid. 22939–22947. December 1991. doi:10.1016/S0021-9258(18)54445-8. PMID 1744087.

[7] ”Metastatic potential correlates with enzymatic degradation of basement membrane collagen”. Nature 284 (5751): sid. 67–68. March 1980. doi:10.1038/284067a0. PMID 6243750. Bibcode: 1980Natur.284...67L.

[8] ”Role of laminin and basement membrane in the morphological differentiation of human endothelial cells into capillary-like structures”. The Journal of Cell Biology 107 (4): sid. 1589–1598. October 1988. doi:10.1083/jcb.107.4.1589. PMID 3049626.

[9] ”Sect. 7, Ch. 4: Basement Membrane”. Renal Physiology Glomerular Filtration Rate and Renal Blood Flow. Medical College of Georgia, Robert B. Greenblatt, M.D. Library. 1 April 2008. Läst 7 maj 2018.

[10] ”Anatomy of the brain neurogenic zones revisited: fractones and the fibroblast/macrophage network”. The Journal of Comparative Neurology 451 (2): sid. 170–188. September 2002. doi:10.1002/cne.10342. PMID 12209835.

[11] ”Ventricular-subventricular zone fractones are speckled basement membranes that function as a neural stem cell niche”. Molecular Biology of the Cell 30 (1): sid. 56–68. January 2019. doi:10.1091/mbc.E18-05-0286. PMID 30379609.

[12] ”What's Wrong With Summer Stiers?”. New York Times. February 22, 2009. https://www.nytimes.com/2009/02/22/magazine/22Diseases-t.html.

[13] Immunobiology (5th). Garland. 2001. ISBN 978-0-8153-3642-6. https://books.google.com/books?id=JatpAAAAMAAJ.

[14] ”Epidermolysis bullosa”. Nature Reviews. Disease Primers 6 (1): sid. 78. September 2020. doi:10.1038/s41572-020-0210-0. PMID 32973163.

[LeBoit2000-15] ”A thickened basement membrane is a clue to...lichen sclerosus!”. The American Journal of Dermatopathology 22 (5): sid. 457–458. October 2000. doi:10.1097/00000372-200010000-00014. PMID 11048985.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]