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Membrana basal

La membrana basal , también conocida como lámina basal , es una forma especializada de matriz extracelular (MEC) común a todos los animales multicelulares . [ 1 ] [ 2 ] Es un ti...

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La membrana basal , también conocida como lámina basal , es una forma especializada de matriz extracelular (MEC) común a todos los animales multicelulares . [ 1 ] [ 2 ] Es un tipo de MEC muy delgada, flexible y resistente, con forma de lámina, que proporciona una base de soporte para todos los tipos de tejido epitelial , lo separa de otra capa celular como el endotelio y lo ancla al tejido conectivo subyacente ( estroma ). [ 1 ] [ 3 ]

Una membrana basal también rodea algunas células individuales , incluidas las células musculares , las células adiposas y las células de Schwann , separándolas del tejido conectivo circundante. [ 1 ] [ 4 ] Su composición puede variar de un tejido a otro, e incluso en diferentes regiones del mismo tejido. [ 1 ] [ 4 ] El otro tipo de MEC es la matriz intersticial . [ 5 ] La membrana basal puede describirse como compuesta por dos capas o láminas: una lámina basal externa, que da al epitelio, y una lámina basal interna que da al tejido conectivo. [ 6 ] Estas dos láminas también se conocen como lámina basal y lámina reticular . [ 7 ]

La membrana basal también actúa como plataforma para la señalización celular compleja , para la polarización , migración y diferenciación . [ 2 ] [ 6 ] También regula el intercambio de materiales entre el epitelio y los tejidos subyacentes; une factores de crecimiento del tejido conectivo al epitelio que controlan el desarrollo del epitelio. [ 3 ] Las células epiteliales están muy juntas, sin vasos sanguíneos entre ellas, pero su membrana basal descansa principalmente sobre un lecho de tejido conectivo laxo rico en vasos sanguíneos que proporcionan nutrientes y eliminan desechos. [ 3 ]

Estructura

La membrana basal se describió por primera vez en el tejido muscular esquelético en el siglo XIX. Los primeros indicios de comprensión molecular surgieron recién en las décadas de 1970 y 1980. [ 2 ]

Las células epiteliales están polarizadas . La superficie de las células epiteliales que da al lumen es la superficie apical, y la superficie que da a la membrana basal es la superficie basal. [ 3 ]

La membrana basal puede describirse como compuesta por dos capas o láminas: una lámina basal externa, que da al epitelio, y una lámina basal interna que da al tejido conectivo. [ 6 ] Estas dos láminas también se conocen como lámina basal y lámina reticular . [ 7 ] Las células de la membrana basal interna más cercanas al tejido conectivo presentan altas tasas de mitosis , necesarias para reemplazar las células de la piel dañadas, y en el tracto gastrointestinal, para reemplazar las células expuestas a las enzimas digestivas y al ácido gástrico . [ 3 ] En la piel, la membrana basal forma parte de una zona de membrana basal más compleja . En las mucosas, como la mucosa gástrica, la membrana basal recubre un tejido conectivo laxo conocido como lámina propia .

La membrana basal es sintetizada por células a ambos lados. Un conjunto de componentes se sintetiza a partir de las células epiteliales basales, y el otro proviene del tejido conectivo subyacente. [ 1 ] En conjunto, la membrana basal contiene glicoproteínas ( lamininas , colágeno tipo IV y nidógeno ) y proteoglicanos ( perlecano , proteoglicano de heparán sulfato y agrina) que se mezclan. [ 2 ] Otros componentes pueden incluir fibronectina y colágeno tipo XVIII . Los componentes pueden variar de un tejido a otro y de regiones dentro de la misma lámina. [ 1 ] [ 3 ]

El tejido conectivo subyacente se adhiere a la lámina basal mediante fibrillas de anclaje de colágeno VII y microfibrillas de fibrilina . [ 8 ]

Organización de la membrana basal

Tipos

La membrana basal glomerular del riñón es una membrana basal inusualmente gruesa. Actúa como parte de un filtro molecular que impide que las macromoléculas de la sangre pasen a la orina. [ 1 ] Está rodeada por una capa celular a cada lado, el endotelio y los podocitos , y tiene una estructura más gruesa de tres láminas. Su mayor grosor se debe a la fusión de la lámina basal del endotelio de los capilares glomerulares y la lámina basal de los podocitos. [ 9 ] [ 10 ] Estas capas se conocen como la lámina densa central y, a cada lado, una lámina rara: una lámina rara interna que da al endotelio y una lámina rara externa que da a los podocitos. [ 10 ]

En el pulmón, la membrana basal del alvéolo y la del capilar circundante están fusionadas, lo que permite un fácil intercambio de gases . [ 4 ]

En las mucosas, la membrana basal se encuentra entre una o más capas de células epiteliales que sostiene y el tejido conectivo laxo subyacente, denominado lámina propia . [ 11 ]

Zona de la membrana basal

En la piel , la membrana basal que separa y conecta la epidermis y la dermis subyacente forma parte de una estructura compleja y especializada llamada zona de la membrana basal (ZMB). [ 12 ] La ZMB tiene cuatro capas distintas: la capa de células basales, la lámina lúcida, la lámina densa y la capa densa sublaminar, y cumple numerosas funciones. [ 13 ] Unos diminutos microfilamentos llamados tonofilamentos atraviesan la capa de células basales y se extienden hasta la parte epidérmica del hemidesmosoma . Las lamininas y otras proteínas de adhesión se localizan en la lámina lúcida. La lámina densa está compuesta principalmente por un andamiaje de colágeno tipo IV. Las fibrillas de anclaje y los microfilamentos se extienden y se fusionan con el sistema fibrilar elástico de la dermis. [ 12 ] [ 14 ]

Los componentes de la BMZ forman una red compleja y funcional que se extiende desde los queratinocitos epidérmicos basales y sus hemidesmosomas, e incluye fibrillas de anclaje de la lámina densa, hacia la matriz extracelular (MEC) de la dermis. En la MEC, las fibrillas de anclaje aparecen como masas fibrosas estriadas transversalmente. También existen complejos de adhesión focal en la membrana celular externa que unen el citoesqueleto a las adhesiones célula-matriz. [ 13 ]

Función

Función de la membrana basal en el desarrollo tisular de los alvéolos de las alas y los pulmones de Drosophila.
Membranas basales en el glomérulo renal y en la barrera hematoencefálica
La membrana basal desencadena la proliferación y la polaridad celular.

La función principal de la membrana basal es anclar el epitelio a su tejido conectivo laxo subyacente ( estroma ). Esto se logra mediante adhesiones célula- matriz a través de moléculas de adhesión celular . [ 15 ]

La membrana basal actúa como una barrera mecánica, impidiendo que las células malignas invadan los tejidos más profundos. [ 16 ] Las etapas tempranas de malignidad que, por lo tanto, están limitadas a la capa epitelial por la membrana basal se denominan carcinoma in situ .

La membrana basal también es esencial para la angiogénesis (desarrollo de nuevos vasos sanguíneos). Se ha descubierto que las proteínas de la membrana basal aceleran la diferenciación de las células endoteliales . [ 17 ]

Otras funciones de la membrana basal incluyen la filtración sanguínea y la homeostasis muscular. [ 2 ] Los fractones pueden ser un tipo de membrana basal, que sirve como nicho para las células madre . [ 18 ] [ 19 ]

Importancia clínica

Histología normal de la mama , con la membrana basal anotada cerca del centro-derecha.
Microanatomía de la glándula prostática , con la membrana basal anotada en la parte inferior.

Algunas enfermedades son consecuencia de un mal funcionamiento de la membrana basal. La causa puede ser defectos genéticos, lesiones provocadas por el propio sistema inmunitario del cuerpo u otros mecanismos. [ 20 ] Las enfermedades que afectan a las membranas basales en múltiples localizaciones incluyen:

En histopatología , se encuentran membranas basales engrosadas en varias enfermedades inflamatorias, como el liquen escleroso , el lupus eritematoso sistémico o la dermatomiositis en la piel, o la colitis colagenosa en el colon. [ 23 ]

Origen evolutivo

Las membranas basales son características de los eumetazoos, incluidos los animales diploblásticos, y también se han identificado en esponjas homoescleromorfas. [ 24 ] En algunos estudios se encontró que los homoescleromorfos eran parientes de los diploblásticos, lo que indicaría que la membrana se originó una sola vez en la historia de la vida. Sin embargo, estudios más recientes han descartado el grupo diploblástico-homoscleromorfo, por lo que otras esponjas podrían haberla perdido (lo más probable) o el origen en ambos grupos podría ser independiente.

Referencias

  1. 1 2 3 4 5 6 7 Alberts, Bruce (2015). Biología molecular de la célula (Sexta  ed.). Nueva York, NY: Garland Science, Taylor and Francis Group. págs. 1068–1071 . ISBN  978-0-8153-4464-3.
  2. 1 2 3 4 5 Pozzi A, Yurchenco PD, Iozzo RV (enero de 2017). " La naturaleza y biología de las membranas basales" . Matrix Biology . 57–58 : 1–11 . doi : 10.1016/j.matbio.2016.12.009 . PMC 5387862. PMID 28040522 .  
  3. 1 2 3 4 5 6 Saladin, Kenneth S. (2011). Anatomía humana (3.ª ed.). Nueva York: McGraw-Hill. págs. 55–56 . ISBN   978-0-07-122207-5.
  4. 1 2 3 Morrissey, MA; Sherwood, DR (1 de mayo de 2015). "Un papel activo para el ensamblaje y modificación de la membrana basal en la escultura de tejidos" . Journal of Cell Science . 128 (9): 1661– 8. doi : 10.1242/jcs.168021 . PMC 4446735. PMID 25717004 .  
  5. ↑ Laurila, Pekka; Leivo, Ilmo (1 de enero de 1993). "Los componentes de la membrana basal y la matriz intersticial forman matrices separadas en heterocariones de células PYS-2 y fibroblastos". Journal of Cell Science . 104 (1): 59– 68. doi : 10.1242/jcs.104.1.59 . PMID 8450001 . 
  6. 1 2 3 Sekiguchi R, Yamada KM (2018). "Membranas basales en el desarrollo y la enfermedad" . Temas actuales en biología del desarrollo . 130 : 143–191 . doi : 10.1016/bs.ctdb.2018.02.005 . ISBN 978-0-12-809802-8. PMC 6701859 . PMID 29853176 .  
  7. 1 2 Tortora G, Derrickson B (2012). Principios de anatomía y fisiología (13.ª ed.). Hoboken, NJ: Wiley. págs. 117–118 . ISBN   978-0-470-64608-3.
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  9. ↑ "Sección 7, Cap. 4: Membrana basal" . Fisiología renal: tasa de filtración glomerular y flujo sanguíneo renal . Biblioteca Robert B. Greenblatt, MD, Facultad de Medicina de Georgia. 1 de abril de 2008. Archivado del original el 1 de abril de 2008. Consultado el 7 de mayo de 2018 .{{cite book}}: CS1 maint: bot: estado de la URL original desconocido ( enlace )
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Lecturas adicionales

  • Kefalides NA, Borel JP, eds. (2005). Membranas basales: biología celular y molecular . Gulf Professional Publishing. ISBN 978-0-12-153356-4.