Membran Basal dan Sambungan Sel

Epitel bergantung pada dua sistem struktural: membran basal di bawahnya dan sambungan sel di antara dan di bawah sel-selnya. Membran basal adalah lembaran tipis matriks ekstraseluler yang menambatkan epitel ke jaringan ikat di bawahnya dan berfungsi sebagai filter selektif serta platform pensinyalan. Sambungan sel merekatkan sel-sel tetangga, menggabungkannya secara mekanis, menghubungkannya ke membran basal, dan memungkinkan komunikasi langsung, bersama-sama mengubah sel-sel individual menjadi penghalang yang koheren dan terpolarisasi.

Definition

Membran basal adalah lembaran matriks ekstraseluler khusus (laminin, kolagen tipe IV, nidogen, perlecan) yang memisahkan dan menambatkan epitel ke jaringan ikat, sedangkan sambungan sel adalah struktur membran yang merekatkan, melekatkan, menambatkan, dan menggabungkan sel-sel epitel yang berdekatan secara elektrik dan kimiawi.

Scope

Topik ini mencakup komposisi dan peran membran basal (lamina basal) dan sambungan epitel utama: sambungan ketat (occluding), sambungan adherens, desmosom, sambungan celah (gap junctions), serta hemidesmosom dan adhesi fokal yang menambatkan sel ke membran basal. Materi ini diperlakukan sebagai bahan referensi biologi sel dan histologi, bukan sebagai panduan klinis.

Core questions

• Terbuat dari apakah membran basal, dan apa fungsinya selain dukungan mekanis?
• Apa saja jenis utama sambungan sel epitel, dan bagaimana peran mereka berbeda?
• Bagaimana sambungan ketat menciptakan penghalang dan mendefinisikan polaritas apikal-basal?
• Bagaimana sel epitel ditambatkan ke membran basal?

Key concepts

• Membran basal / lamina basal
• Kolagen tipe IV, laminin, nidogen, perlecan
• Sambungan ketat (occluding) dan permeabilitas paraseluler
• Sambungan adherens dan cadherin
• Desmosom dan filamen intermediet
• Sambungan celah (gap junctions) dan komunikasi antarsel
• Hemidesmosom dan adhesi fokal (penambatan yang dimediasi integrin)
• Kompleks sambungan apikal

Mechanisms

Farquhar dan Palade (1963) menjelaskan kompleks sambungan apikal di mana sambungan ketat, sambungan adherens, dan desmosom tersusun secara berurutan di bawah permukaan apikal. Sambungan ketat yang dibentuk oleh claudin dan occludin menggabungkan membran yang berdekatan untuk membatasi kebocoran paraseluler dan untuk memisahkan domain membran apikal dari basolateral, sehingga membentuk polaritas (Anderson dan Van Itallie, 2009). Sambungan adherens menggunakan cadherin yang terhubung ke sitoskeleton aktin untuk menyatukan sel dan mengoordinasikan lembaran (Meng dan Takeichi, 2009), sementara desmosom mengikat sel ke filamen intermediet untuk kekuatan mekanis dan sambungan celah memungkinkan pertukaran ion dan molekul kecil secara langsung. Secara basal, hemidesmosom dan adhesi fokal berbasis integrin menambatkan sel ke membran basal, yang jaringan laminin dan kolagen tipe IV-nya juga mentransmisikan isyarat mekanis dan pensinyalan ke dalam sel (Yurchenco, 2011; Sun et al., 2016).

Clinical relevance

Cacat pada komponen sambungan atau membran basal mendasari beberapa kondisi bawaan dan didapat serta memengaruhi bagaimana tumor epitel menginvasi, karena invasi melibatkan pelanggaran membran basal. Kaitan tersebut dirangkum sebagai latar belakang untuk memahami patologi epitel dan tidak dimaksudkan sebagai panduan diagnostik atau pengobatan.

Evidence & guidelines

Struktur dan peran membran basal serta sambungan epitel telah dikarakterisasi dengan baik melalui mikroskop elektron dan biologi sel molekuler, dengan penjelasan di sini diambil dari literatur primer dan tinjauan (Farquhar dan Palade, 1963; Yurchenco, 2011; Anderson dan Van Itallie, 2009; Meng dan Takeichi, 2009; Sun et al., 2016).

History

Mikroskop elektron pada awal tahun 1960-an mengungkapkan kompleks sambungan sel epitel yang teratur (Farquhar dan Palade, 1963), menggeser studi adhesi sel dari deskripsi mikroskop cahaya ke ultrastruktur. Dekade-dekade berikutnya mengidentifikasi molekul-molekul yang terlibat — claudin, cadherin, connexin, integrin, laminin, dan kolagen tipe IV — dan mengubah pandangan tentang membran basal bukan hanya sebagai perancah tetapi juga sebagai permukaan pensinyalan.

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

Apa perbedaan antara lamina basal dan membran basal?

Dalam penggunaan standar, lamina basal adalah lapisan matriks tipis tepat di bawah epitel yang terlihat dengan mikroskop elektron, sedangkan membran basal adalah istilah yang lebih luas (sering digunakan untuk apa yang terlihat dengan mikroskop cahaya) yang mencakup lamina basal bersama dengan serat retikuler terkait dari jaringan ikat di bawahnya.

Sambungan mana yang mencegah zat bocor di antara sel-sel epitel?

Sambungan ketat (occluding) menyegel ruang di antara sel-sel yang berdekatan, membatasi pergerakan paraseluler, dan juga membantu memisahkan domain membran apikal dan basolateral yang mendefinisikan polaritas epitel.