बेसमेंट मेम्ब्रेन और कोशिका जंक्शन

उपकला (एपिथीलिया) दो संरचनात्मक प्रणालियों पर निर्भर करती है: उनके नीचे की बेसमेंट मेम्ब्रेन और उनकी कोशिकाओं के बीच और नीचे के कोशिका जंक्शन। बेसमेंट मेम्ब्रेन बाह्यकोशिकीय मैट्रिक्स की एक पतली परत होती है जो उपकला को अंतर्निहित संयोजी ऊतक से जोड़ती है और एक चयनात्मक फिल्टर तथा सिग्नलिंग प्लेटफॉर्म के रूप में कार्य करती है। कोशिका जंक्शन पड़ोसी कोशिकाओं को एक साथ सील करते हैं, उन्हें यांत्रिक रूप से जोड़ते हैं, उन्हें बेसमेंट मेम्ब्रेन से जोड़ते हैं, और प्रत्यक्ष संचार की अनुमति देते हैं, जिससे व्यक्तिगत कोशिकाएं एक सुसंगत, ध्रुवीकृत अवरोध में बदल जाती हैं।

Definition

बेसमेंट मेम्ब्रेन एक विशेषीकृत बाह्यकोशिकीय-मैट्रिक्स परत (लैमिनिन, टाइप IV कोलेजन, निडोजेन, पर्लेकैन) है जो उपकला को संयोजी ऊतक से अलग करती और जोड़ती है, जबकि कोशिका जंक्शन वे झिल्ली संरचनाएं हैं जो आसन्न उपकला कोशिकाओं को सील करती हैं, चिपकाती हैं, जोड़ती हैं, और विद्युत तथा रासायनिक रूप से जोड़ती हैं।

Scope

यह विषय बेसमेंट मेम्ब्रेन (बेसल लैमिना) की संरचना और भूमिकाओं तथा प्रमुख उपकला जंक्शनों को शामिल करता है: टाइट (ऑक्लूडिंग) जंक्शन, एडहेरेंस जंक्शन, डेस्मोसोम, गैप जंक्शन, और हेमीडेस्मोसोम तथा फोकल एडहेसन जो कोशिकाओं को बेसमेंट मेम्ब्रेन से जोड़ते हैं। यह इन्हें नैदानिक मार्गदर्शन के बजाय कोशिका-जीव विज्ञान और ऊतक विज्ञान संदर्भ सामग्री के रूप में मानता है।

Core questions

• बेसमेंट मेम्ब्रेन किससे बनी होती है, और यांत्रिक समर्थन के अलावा यह क्या करती है?
• उपकला कोशिका जंक्शनों के मुख्य प्रकार क्या हैं, और उनकी भूमिकाएँ कैसे भिन्न होती हैं?
• टाइट जंक्शन एक अवरोध कैसे बनाते हैं और एपिकल-बेसल ध्रुवीयता को कैसे परिभाषित करते हैं?
• उपकला कोशिकाएं बेसमेंट मेम्ब्रेन से कैसे जुड़ी होती हैं?

Key concepts

• बेसमेंट मेम्ब्रेन / बेसल लैमिना
• टाइप IV कोलेजन, लैमिनिन, निडोजेन, पर्लेकैन
• टाइट (ऑक्लूडिंग) जंक्शन और पैरासेलुलर पारगम्यता
• एडहेरेंस जंक्शन और कैडरिन
• डेस्मोसोम और मध्यवर्ती तंतु
• गैप जंक्शन और अंतरकोशिकीय संचार
• हेमीडेस्मोसोम और फोकल एडहेसन (इंटीग्रिन-मध्यस्थता एंकरिंग)
• एपिकल जंक्शनल कॉम्प्लेक्स

Mechanisms

फार्क्वार और पालेड (1963) ने एपिकल जंक्शनल कॉम्प्लेक्स का वर्णन किया जिसमें एक टाइट जंक्शन, एक एडहेरेंस जंक्शन और डेस्मोसोम एपिकल सतह के नीचे क्रम में व्यवस्थित होते हैं। क्लाउडिन और ऑक्लूडिन द्वारा निर्मित टाइट जंक्शन आसन्न झिल्लियों को जोड़ते हैं ताकि पैरासेलुलर रिसाव को सीमित किया जा सके और एपिकल को बेसोलेटरल झिल्ली डोमेन से अलग किया जा सके, जिससे ध्रुवीयता स्थापित होती है (एंडर्सन और वैन इटैली, 2009)। एडहेरेंस जंक्शन कैडरिन का उपयोग करते हैं जो एक्टिन साइटोस्केलेटन से जुड़े होते हैं ताकि कोशिकाओं को एक साथ रखा जा सके और परत को समन्वित किया जा सके (मेंग और टेकीची, 2009), जबकि डेस्मोसोम कोशिकाओं को यांत्रिक शक्ति के लिए मध्यवर्ती तंतुओं से जोड़ते हैं और गैप जंक्शन प्रत्यक्ष आयन और छोटे-अणु विनिमय की अनुमति देते हैं। बेसल रूप से, हेमीडेस्मोसोम और इंटीग्रिन-आधारित फोकल एडहेसन कोशिकाओं को बेसमेंट मेम्ब्रेन से जोड़ते हैं, जिसके लैमिनिन और टाइप IV कोलेजन नेटवर्क भी यांत्रिक और सिग्नलिंग संकेतों को कोशिका में प्रसारित करते हैं (युरचेंको, 2011; सन एट अल।, 2016)।

Clinical relevance

जंक्शनल या बेसमेंट-मेम्ब्रेन घटकों में दोष कई वंशानुगत और अधिग्रहित स्थितियों के अंतर्निहित होते हैं और यह प्रभावित करते हैं कि उपकला ट्यूमर कैसे आक्रमण करते हैं, क्योंकि आक्रमण में बेसमेंट मेम्ब्रेन का उल्लंघन शामिल होता है। ऐसे लिंक उपकला विकृति विज्ञान को समझने के लिए पृष्ठभूमि के रूप में संक्षेप में प्रस्तुत किए गए हैं और इनका उद्देश्य नैदानिक या उपचार मार्गदर्शन के रूप में नहीं है।

Evidence & guidelines

बेसमेंट मेम्ब्रेन और उपकला जंक्शनों की संरचना और भूमिकाओं को इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी और आणविक कोशिका जीव विज्ञान के माध्यम से अच्छी तरह से चित्रित किया गया है, जिसमें यहां के विवरण प्राथमिक और समीक्षा साहित्य (फार्क्वार और पालेड, 1963; युरचेंको, 2011; एंडर्सन और वैन इटैली, 2009; मेंग और टेकीची, 2009; सन एट अल।, 2016) से लिए गए हैं।

History

1960 के दशक की शुरुआत में इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी ने उपकला कोशिकाओं के व्यवस्थित जंक्शनल कॉम्प्लेक्स (फार्क्वार और पालेड, 1963) का खुलासा किया, जिससे कोशिका आसंजन का अध्ययन प्रकाश-माइक्रोस्कोपिक विवरण से अल्ट्रास्ट्रक्चर में स्थानांतरित हो गया। बाद के दशकों में इसमें शामिल अणुओं - क्लाउडिन, कैडरिन, कॉनेक्सिन, इंटीग्रिन, लैमिनिन और टाइप IV कोलेजन - की पहचान की गई और बेसमेंट मेम्ब्रेन को केवल एक मचान के रूप में नहीं बल्कि एक सिग्नलिंग सतह के रूप में फिर से परिभाषित किया गया।

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

बेसल लैमिना और बेसमेंट मेम्ब्रेन में क्या अंतर है?

मानक उपयोग में बेसल लैमिना उपकला के ठीक नीचे की पतली मैट्रिक्स परत है जो इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी द्वारा दिखाई देती है, जबकि बेसमेंट मेम्ब्रेन व्यापक शब्द है (अक्सर प्रकाश माइक्रोस्कोपी द्वारा जो देखा जाता है उसके लिए उपयोग किया जाता है) जिसमें बेसल लैमिना के साथ-साथ अंतर्निहित संयोजी ऊतक के संबंधित रेटिकुलर फाइबर भी शामिल होते हैं।

कौन सा जंक्शन उपकला कोशिकाओं के बीच पदार्थों को रिसने से रोकता है?

टाइट (ऑक्लूडिंग) जंक्शन आसन्न कोशिकाओं के बीच की जगह को सील करता है, पैरासेलुलर गति को सीमित करता है, और एपिकल और बेसोलेटरल झिल्ली डोमेन को अलग करने में भी मदद करता है जो उपकला ध्रुवीयता को परिभाषित करते हैं।