Membrane basale et jonctions cellulaires

Les épithéliums dépendent de deux systèmes structurels : la membrane basale située sous eux et les jonctions cellulaires entre et sous leurs cellules. La membrane basale est une fine couche de matrice extracellulaire qui ancre l'épithélium au tissu conjonctif sous-jacent et agit comme un filtre sélectif et une plateforme de signalisation. Les jonctions cellulaires scellent les cellules voisines entre elles, les couplent mécaniquement, les relient à la membrane basale, et permettent une communication directe, transformant ainsi des cellules individuelles en une barrière cohérente et polarisée.

Definition

La membrane basale est une feuille spécialisée de matrice extracellulaire (laminins, type IV collagen, nidogen, perlecan) qui sépare et ancre l'épithélium au tissu conjonctif, tandis que les jonctions cellulaires sont les structures membranaires qui scellent, adhèrent, ancrent et couplent électriquement et chimiquement les cellules épithéliales adjacentes.

Scope

Ce sujet couvre la composition et les rôles de la membrane basale (lame basale) et des principales jonctions épithéliales : les jonctions serrées (occlusives), les jonctions adhérentes, les desmosomes, les jonctions communicantes, ainsi que les hémidesmosomes et les adhésions focales qui ancrent les cellules à la membrane basale. Il les traite comme du matériel de référence en biologie cellulaire et en histologie plutôt que comme des directives cliniques.

Core questions

• De quoi est composée la membrane basale, et quel est son rôle au-delà du support mécanique ?
• Quels sont les principaux types de jonctions des cellules épithéliales, et en quoi leurs rôles diffèrent-ils ?
• Comment les jonctions serrées créent-elles une barrière et définissent-elles la polarité apico-basale ?
• Comment les cellules épithéliales sont-elles ancrées à la membrane basale ?

Key concepts

• Membrane basale / lame basale
• Type IV collagen, laminin, nidogen, perlecan
• Jonctions serrées (occlusives) et perméabilité paracellulaire
• Jonctions adhérentes et cadhérines
• Desmosomes et filaments intermédiaires
• Jonctions communicantes et communication intercellulaire
• Hémidesmosomes et adhésions focales (ancrage médié par les intégrines)
• Complexe de jonction apical

Mechanisms

Farquhar et Palade (1963) ont décrit le complexe de jonction apical dans lequel une jonction serrée, une jonction adhérente et des desmosomes sont agencés en séquence sous la surface apicale. Les jonctions serrées, formées par les claudines et les occludines, fusionnent les membranes adjacentes pour limiter les fuites paracellulaires et pour séparer les domaines membranaires apicaux des basolatéraux, établissant ainsi la polarité (Anderson et Van Itallie, 2009). Les jonctions adhérentes utilisent des cadhérines liées au cytosquelette d'actine pour maintenir les cellules ensemble et coordonner la feuille (Meng et Takeichi, 2009), tandis que les desmosomes lient les cellules aux filaments intermédiaires pour la résistance mécanique et les jonctions communicantes permettent l'échange direct d'ions et de petites molécules. Basalement, les hémidesmosomes et les adhésions focales basées sur les intégrines ancrent les cellules à la membrane basale, dont les réseaux de laminine et de collagène de type IV transmettent également des signaux mécaniques et de signalisation à la cellule (Yurchenco, 2011 ; Sun et al., 2016).

Clinical relevance

Des défauts dans les composants des jonctions ou de la membrane basale sont à l'origine de plusieurs affections héréditaires et acquises et influencent la manière dont les tumeurs épithéliales envahissent, étant donné que l'invasion implique la rupture de la membrane basale. Ces liens sont résumés comme un contexte pour la compréhension de la pathologie épithéliale et ne sont pas destinés à servir de guide de diagnostic ou de traitement.

Evidence & guidelines

La structure et les rôles de la membrane basale et des jonctions épithéliales sont bien caractérisés grâce à la microscopie électronique et à la biologie cellulaire moléculaire, les descriptions présentées ici étant tirées de la littérature primaire et des revues (Farquhar et Palade, 1963 ; Yurchenco, 2011 ; Anderson et Van Itallie, 2009 ; Meng et Takeichi, 2009 ; Sun et al., 2016).

History

La microscopie électronique au début des années 1960 a révélé le complexe de jonction ordonné des cellules épithéliales (Farquhar et Palade, 1963), déplaçant l'étude de l'adhésion cellulaire de la description par microscopie optique vers l'ultrastructure. Les décennies suivantes ont identifié les molécules impliquées — claudins, cadherins, connexins, integrins, laminins, et type IV collagen — et ont redéfini la membrane basale non pas seulement comme un échafaudage, mais comme une surface de signalisation.

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

Quelle est la différence entre la lame basale et la membrane basale ?

Dans l'usage courant, la lame basale est la fine couche de matrice immédiatement sous l'épithélium qui est visible par microscopie électronique, tandis que la membrane basale est le terme plus large (souvent utilisé pour ce qui est observé en microscopie optique) qui inclut la lame basale ainsi que les fibres réticulaires associées du tissu conjonctif sous-jacent.

Quelle jonction empêche les substances de fuir entre les cellules épithéliales ?

La jonction serrée (occlusive) scelle l'espace entre les cellules adjacentes, limitant le mouvement paracellulaire, et contribue également à séparer les domaines membranaires apicaux et basolatéraux qui définissent la polarité épithéliale.