Membrana Basal y Uniones Celulares

Los epitelios dependen de dos sistemas estructurales: la membrana basal que se encuentra debajo de ellos y las uniones celulares entre y debajo de sus células. La membrana basal es una fina lámina de matriz extracelular que ancla el epitelio al tejido conectivo subyacente y actúa como un filtro selectivo y una plataforma de señalización. Las uniones celulares sellan las células vecinas entre sí, las acoplan mecánicamente, las unen a la membrana basal y permiten la comunicación directa, convirtiendo así las células individuales en una barrera coherente y polarizada.

Definition

La membrana basal es una lámina especializada de matriz extracelular (lamininas, colágeno tipo IV, nidógeno, perlecano) que separa y ancla el epitelio al tejido conectivo, mientras que las uniones celulares son las estructuras de la membrana que sellan, adhieren, anclan y acoplan eléctrica y químicamente las células epiteliales adyacentes.

Scope

El tema abarca la composición y las funciones de la membrana basal (lámina basal) y las principales uniones epiteliales: uniones estrechas (ocluyentes), uniones adherentes, desmosomas, uniones en hendidura (gap junctions), y los hemidesmosomas y adhesiones focales que anclan las células a la membrana basal. Se tratan como material de referencia de biología celular e histología, en lugar de como guía clínica.

Core questions

• ¿De qué está compuesta la membrana basal y qué funciones tiene más allá del soporte mecánico?
• ¿Cuáles son los principales tipos de uniones celulares epiteliales y en qué se diferencian sus funciones?
• ¿Cómo crean las uniones estrechas una barrera y definen la polaridad apicobasal?
• ¿Cómo se anclan las células epiteliales a la membrana basal?

Key concepts

• Membrana basal / lámina basal
• Colágeno tipo IV, laminina, nidógeno, perlecano
• Uniones estrechas (ocluyentes) y permeabilidad paracelular
• Uniones adherentes y cadherinas
• Desmosomas y filamentos intermedios
• Uniones en hendidura (gap junctions) y comunicación intercelular
• Hemidesmosomas y adhesiones focales (anclaje mediado por integrinas)
• Complejo de unión apical

Mechanisms

Farquhar y Palade (1963) describieron el complejo de unión apical en el que una unión estrecha, una unión adherente y los desmosomas se disponen en secuencia debajo de la superficie apical. Las uniones estrechas, formadas por claudinas y ocludinas, fusionan las membranas adyacentes para limitar la fuga paracelular y para separar los dominios de la membrana apical de los basolaterales, estableciendo la polaridad (Anderson y Van Itallie, 2009). Las uniones adherentes utilizan cadherinas unidas al citoesqueleto de actina para mantener las células unidas y coordinar la lámina (Meng y Takeichi, 2009), mientras que los desmosomas unen las células a los filamentos intermedios para proporcionar resistencia mecánica y las uniones en hendidura (gap junctions) permiten el intercambio directo de iones y moléculas pequeñas. Basalmente, los hemidesmosomas y las adhesiones focales basadas en integrinas anclan las células a la membrana basal, cuyas redes de laminina y colágeno tipo IV también transmiten señales mecánicas y de señalización a la célula (Yurchenco, 2011; Sun et al., 2016).

Clinical relevance

Los defectos en los componentes de las uniones o de la membrana basal subyacen a varias afecciones hereditarias y adquiridas e influyen en cómo invaden los tumores epiteliales, ya que la invasión implica la ruptura de la membrana basal. Dichas conexiones se resumen como antecedentes para comprender la patología epitelial y no pretenden ser una guía de diagnóstico o tratamiento.

Evidence & guidelines

La estructura y las funciones de la membrana basal y las uniones epiteliales están bien caracterizadas mediante microscopía electrónica y biología celular molecular, y los relatos aquí presentados se basan en literatura primaria y de revisión (Farquhar y Palade, 1963; Yurchenco, 2011; Anderson y Van Itallie, 2009; Meng y Takeichi, 2009; Sun et al., 2016).

History

La microscopía electrónica a principios de la década de 1960 reveló el complejo de unión ordenado de las células epiteliales (Farquhar y Palade, 1963), cambiando el estudio de la adhesión celular de la descripción microscópica óptica a la ultraestructura. Las décadas siguientes identificaron las moléculas implicadas —claudinas, cadherinas, conexinas, integrinas, lamininas y colágeno tipo IV— y redefinieron la membrana basal no solo como un andamio, sino como una superficie de señalización.

Key figures

• Marilyn Farquhar
• George Palade
• Peter Yurchenco
• Masatoshi Takeichi
• James Anderson

Seminal works

• farquhar-palade-1963
• yurchenco-2011
• meng-takeichi-2009

Frequently asked questions

¿Cuál es la diferencia entre la lámina basal y la membrana basal?

En el uso estándar, la lámina basal es la fina capa de matriz inmediatamente debajo del epitelio que es visible mediante microscopía electrónica, mientras que la membrana basal es el término más amplio (a menudo utilizado para lo que se observa con microscopía óptica) que incluye la lámina basal junto con las fibras reticulares asociadas del tejido conectivo subyacente.

¿Qué unión impide que las sustancias se filtren entre las células epiteliales?

La unión estrecha (ocluyente) sella el espacio entre las células adyacentes, limitando el movimiento paracelular, y también ayuda a separar los dominios de la membrana apical y basolateral que definen la polaridad epitelial.