Membrana Basal e Junções Celulares

Os epitélios dependem de dois sistemas estruturais: a membrana basal abaixo deles e as junções celulares entre e abaixo de suas células. A membrana basal é uma fina camada de matriz extracelular que ancora o epitélio ao tecido conjuntivo subjacente e atua como um filtro seletivo e plataforma de sinalização. As junções celulares vedam as células vizinhas, acoplam-nas mecanicamente, ligam-nas à membrana basal e permitem a comunicação direta, transformando, em conjunto, células individuais em uma barreira coerente e polarizada.

Definition

A membrana basal é uma lâmina especializada de matriz extracelular (lamininas, colágeno tipo IV, nidogênio, perlecano) que separa e ancora o epitélio ao tecido conjuntivo, enquanto as junções celulares são as estruturas de membrana que vedam, aderem, ancoram e acoplam elétrica e quimicamente as células epiteliais adjacentes.

Scope

O tópico abrange a composição e as funções da membrana basal (lâmina basal) e das principais junções epiteliais: junções oclusivas (tight junctions), junções de adesão (adherens junctions), desmossomos, junções comunicantes (gap junctions), e os hemidesmossomos e adesões focais que ancoram as células à membrana basal. Ele trata esses elementos como material de referência de biologia celular e histologia, e não como orientação clínica.

Core questions

• Do que é feita a membrana basal e o que ela faz além do suporte mecânico?
• Quais são os principais tipos de junção celular epitelial e como suas funções diferem?
• Como as junções oclusivas criam uma barreira e definem a polaridade apicobasal?
• Como as células epiteliais são ancoradas à membrana basal?

Key concepts

• Membrana basal / lâmina basal
• Colágeno tipo IV, laminina, nidogênio, perlecano
• Junções oclusivas (tight junctions) e permeabilidade paracelular
• Junções de adesão (adherens junctions) e caderinas
• Desmossomos e filamentos intermediários
• Junções comunicantes (gap junctions) e comunicação intercelular
• Hemidesmossomos e adesões focais (ancoragem mediada por integrinas)
• Complexo juncional apical

Mechanisms

Farquhar e Palade (1963) descreveram o complexo juncional apical no qual uma junção oclusiva, uma junção de adesão e desmossomos são arranjados em sequência abaixo da superfície apical. As junções oclusivas, formadas por claudinas e ocludinas, fundem membranas adjacentes para limitar o vazamento paracelular e para separar os domínios da membrana apical dos basolaterais, estabelecendo a polaridade (Anderson e Van Itallie, 2009). As junções de adesão usam caderinas ligadas ao citoesqueleto de actina para manter as células unidas e coordenar a lâmina (Meng e Takeichi, 2009), enquanto os desmossomos ligam as células a filamentos intermediários para resistência mecânica e as junções comunicantes permitem a troca direta de íons e pequenas moléculas. Basalmente, hemidesmossomos e adesões focais baseadas em integrinas ancoram as células à membrana basal, cujas redes de laminina e colágeno tipo IV também transmitem sinais mecânicos e de sinalização para a célula (Yurchenco, 2011; Sun et al., 2016).

Clinical relevance

Defeitos nos componentes das junções ou da membrana basal estão subjacentes a várias condições hereditárias e adquiridas e influenciam como os tumores epiteliais invadem, uma vez que a invasão envolve a ruptura da membrana basal. Tais ligações são resumidas como pano de fundo para a compreensão da patologia epitelial e não se destinam a ser um guia de diagnóstico ou tratamento.

Evidence & guidelines

A estrutura e as funções da membrana basal e das junções epiteliais são bem caracterizadas por meio de microscopia eletrônica e biologia celular molecular, com os relatos aqui extraídos da literatura primária e de revisão (Farquhar e Palade, 1963; Yurchenco, 2011; Anderson e Van Itallie, 2009; Meng e Takeichi, 2009; Sun et al., 2016).

History

A microscopia eletrônica no início da década de 1960 revelou o complexo juncional ordenado das células epiteliais (Farquhar e Palade, 1963), deslocando o estudo da adesão celular da descrição por microscopia óptica para a ultraestrutura. Décadas subsequentes identificaram as moléculas envolvidas — claudinas, caderinas, conexinas, integrinas, lamininas e colágeno tipo IV — e reformularam a membrana basal não apenas como um andaime, mas como uma superfície de sinalização.

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

Qual é a diferença entre a lâmina basal e a membrana basal?

No uso padrão, a lâmina basal é a fina camada de matriz imediatamente abaixo do epitélio que é visível por microscopia eletrônica, enquanto membrana basal é o termo mais amplo (frequentemente usado para o que é visto por microscopia óptica) que inclui a lâmina basal juntamente com as fibras reticulares associadas do tecido conjuntivo subjacente.

Qual junção impede que substâncias vazem entre as células epiteliais?

A junção oclusiva (tight junction) veda o espaço entre as células adjacentes, limitando o movimento paracelular, e também ajuda a separar os domínios da membrana apical e basolateral que definem a polaridade epitelial.