الغشاء القاعدي: الخصائص والبنية والتركيب والوظائف

الغشاء القاعدي عبارة عن بنية خارج الخلية تغطي أنسجة جميع الكائنات المتعددة الخلايا تقريبًا. وهي تتألف أساسا من البروتينات الكولاجينية وغير الكولاجينية.

هذا الهيكل هو المسؤول عن فصل ظهارة أحد الأنسجة اللحمية عن الأخرى. عادةً ما توجد في المنطقة السفلية للأنسجة الظهارية وفي البطانة وفي المنطقة المحيطية من المحاور وفي الخلايا الدهنية وفي خلايا العضلات أيضًا.

يتكون الغشاء القاعدي من جزيئات كبيرة غير قابلة للذوبان تتحد مع بعضها لتشكل بنية تحتية شبيهة بالصفائح من خلال عملية تعرف باسم "التجميع الذاتي". هذه العملية مدفوعة بترسيخ مستقبلات مختلفة لسطح الخلية.

غالبية خلايا الجسم قادرة على إنتاج المواد اللازمة لهيكلة الغشاء القاعدي اعتمادا على الأنسجة التي تنتمي إليها.

ترتبط أمراض مثل متلازمة Alport ومتلازمة Knobloch بالطفرات في ترميز الجينات لسلاسل الكولاجين في الغشاء القاعدي ، وبالتالي أصبحت دراسة هيكلها وخصائصها شائعة على مر السنين.

لا يمكن تقدير تعقيد الغشاء القاعدي عن طريق المجهر الإلكتروني ، لأن هذه التقنية لا تسمح بالتمييز بين الأغشية القاعدية المختلفة. لدراستها ، من ناحية أخرى ، هناك حاجة إلى تقنيات توصيف أكثر دقة ، مثل ، على سبيل المثال ، المسح المجهري.

ملامح

الغشاء القاعدي هو هيكل كثيف وغير متبلور ، على غرار ورقة. يبلغ سمكها من 50 إلى 100 نانومتر ، وفقًا لما تحدده المجهر الإلكتروني للإرسال. تحدد دراسة بنيتها أن لها خصائص مشابهة للمصفوفة الخلوية ، ولكنها تختلف في كثافتها والجمعيات الخلوية.

اعتمادًا على الاختلافات بين الأعضاء والأنسجة ، لوحظت في تركيب وبنية الغشاء القاعدي ، لذلك يُعتقد أن هناك بيئة دقيقة محددة في كل نسيج.

يمكن أن يكون سبب كل غشاء قاعدي يرجع إلى التركيب الجزيئي ويعتقد أن الاختلاف الكيميائي الحيوي والجزيئي يمنح هوية فريدة لكل نسيج في السؤال.

الخلايا الظهارية والخلايا البطانية والعديد من الخلايا الوسيطة تنتج الأغشية القاعدية. يتم منح الكثير من اللدونة من هذه الخلايا عن طريق هذا الهيكل. بالإضافة إلى ذلك ، يبدو أن هذا يدعم الخلايا المشاركة في طلاء الأعضاء.

هيكل

واحدة من الميزات الأكثر إثارة للاهتمام في الغشاء القاعدي هو قدرتها على التجميع الذاتي من المكونات التي تتكون منها ، وإنشاء هيكل مماثل لورقة.

تعد الأنواع المختلفة من الكولاجين وبروتينات اللامينين والبروتيوغليكان وبروتينات ربط الكالسيوم وغيرها من البروتينات الهيكلية هي المكونات الأكثر شيوعًا للأغشية القاعدية. البيرليكان و النيدوجين / الإنتاكتين هما بروتينات أخرى مكونة من الغشاء القاعدي.

من بين الخصائص المعمارية الرئيسية للأغشية القاعدية وجود شبكتين مستقلتين ، واحدة تتكون من الكولاجين والأخرى من بعض الأشكال الإسوية للامينين.

شبكة الكولاجين مرتبطة بشكل كبير وهي المكون الذي يحافظ على الاستقرار الميكانيكي للغشاء القاعدي. والكولاجين الموجود في هذه الأغشية فريد من نوعه بالنسبة له ، وهو معروف بالكولاجين من النوع الرابع.

شبكات laminin ليست ملزمة تساهميًا وفي بعض الأغشية تصبح أكثر ديناميكية من شبكة الكولاجين IV.

ترتبط كلتا الشبكتين ببروتينات nidogen / entactin التي تتسم بالمرونة العالية وتسمح بالربط ، بالإضافة إلى شبكتين ، مكونات أخرى مثل مثبتات بروتينات المستقبلات على سطح الخلية.

جمعية

يتم تحفيز التجميع الذاتي عن طريق الاقتران بين النوع الرابع من الكولاجين واللينين. تحتوي هذه البروتينات في تسلسلها على المعلومات اللازمة للوحدة الأولية ، والتي تسمح لهم بالبدء في التجميع الذاتي بين الجزيئات وتشكيل بنية قاعدية في شكل صفيحة.

تعمل البروتينات الموجودة على سطح الخلية مثل الإنتغرينات (وخاصة الإنتغرينات -1) والدستروجليكان على تسهيل ترسب بوليمرات اللامينين الأولية من خلال تفاعلات محددة في الموقع.

ترتبط البوليمرات من النوع الرابع من الكولاجين مع بوليمرات اللامين على سطح الخلية من خلال جسر النيدوجين / الانتاكتين. توفر هذه السقالة بعد ذلك مواقع تفاعل محددة حتى تتفاعل المكونات الأخرى من الغشاء القاعدي وتولد غشاءًا وظيفيًا بالكامل.

تم تحديد أنواع مختلفة من ربط النيدوجين / الإنتاكتين في الغشاء القاعدي وكلها تعزز تشكيل الشبكات في الهيكل.

تعمل بروتينات nidogen / entactin ، إلى جانب شبكتي الكولاجين IV و laminin ، على تثبيت الشبكات وإعطاء الصلابة للبنية.

وظائف

يكون الغشاء القاعدي دائمًا على اتصال بالخلايا وتتعلق وظائفه الرئيسية بتوفير الدعم الهيكلي وتقسيم الأنسجة إلى أجزاء وتنظيم السلوك الخلوي.

تعمل الأغشية القاعدية المستمرة كمرشحات جزيئية انتقائية بين مقصورات الأنسجة ، أي أنها تحافظ على تحكم صارم في حركة وحركة الخلايا والجزيئات النشطة بيولوجيًا في كلا الاتجاهين.

على الرغم من أن الأغشية القاعدية تعمل كبوابات انتقائية لإعاقة الانتقال الحر للخلايا ، إلا أنه يبدو أن هناك آليات محددة تسمح للخلايا الالتهابية والخلايا السرطانية المنتقلة بالعبور وتحطيم الحاجز الذي يمثله الغشاء القاعدي.

في السنوات الأخيرة ، تم بحث الكثير في وظيفة الأغشية القاعدية كمنظمين في نمو الخلايا وتمايزها ، حيث أن غشاء القاعدي يحتوي على مستقبلات لها القدرة على الارتباط بالسيوكينات وعوامل النمو.

يمكن أن تعمل نفس المستقبلات الموجودة في الغشاء القاعدي كخزانات لإطلاقها المتحكم فيه أثناء عمليات إعادة التشكيل أو الإصلاح الفسيولوجي.

الأغشية القاعدية هي مكونات هيكلية وظيفية مهمة لجميع الأوعية الدموية والشعيرات الدموية ، ولها دور حاسم في تحديد تطور السرطان ، وخاصة فيما يتعلق بالانبثاث أو هجرة الخلايا.

هناك وظيفة أخرى تفي بها هذه البنية وهي تتعلق بنقل الإشارة.

عضلات الهيكل العظمي ، على سبيل المثال ، محاطة بغشاء قاعدي ولها بقع مميزة صغيرة في مواقع الوصلات العصبية العضلية ؛ هذه الرقع هي المسؤولة عن إرسال الإشارات من الجهاز العصبي.