Bazal Membran ve Hücre Bağlantıları
Epitel dokular iki yapısal sisteme bağımlıdır: altlarında bulunan bazal membran ve hücreleri arasında ve altında yer alan hücre bağlantılarıdır. Bazal membran, epiteli alttaki bağ dokusuna bağlayan ince bir hücre dışı matris tabakasıdır ve seçici bir filtre ile sinyal platformu olarak işlev görmektedir. Hücre bağlantıları komşu hücreleri birbirine mühürlemekte, onları mekanik olarak birleştirmekte, bazal membrana bağlamakta ve doğrudan iletişime olanak tanımaktadır; bu sayede tek tek hücreleri bütüncül, polarize bir bariyer haline getirmektedir.
Tanım
Bazal membran, epiteli bağ dokusundan ayıran ve ona bağlayan özelleşmiş bir hücre dışı matris tabakasıdır (lamininler, tip IV kollajen, nidogen, perlekan); hücre bağlantıları ise komşu epitel hücrelerini mühürleyen, yapıştıran, bağlayan ve elektriksel ve kimyasal olarak birleştiren membran yapılarıdır.
Kapsam
Bu konu, bazal membranın (bazal lamina) bileşimini ve rollerini ve başlıca epiteliyal bağlantıları ele almaktadır: sıkı (tıkayıcı) bağlantılar, adezyon bağlantıları, desmozomlar, boşluklu bağlantılar (gap junction) ve hücreleri bazal membrana bağlayan hemidesmozomlar ile fokal adezyonları içermektedir. Bu bilgiler, klinik rehberlikten ziyade, hücre biyolojisi ve histoloji referans materyali olarak sunulmaktadır.
Temel sorular
- Bazal membran neyden oluşur ve mekanik desteğin ötesinde ne işlev görür?
- Başlıca epitel hücre bağlantı tipleri nelerdir ve rolleri nasıl farklılık gösterir?
- Sıkı bağlantılar nasıl bir bariyer oluşturur ve apikal-bazal polariteyi tanımlar?
- Epitel hücreleri bazal membrana nasıl bağlanır?
Anahtar kavramlar
- Bazal membran / bazal lamina
- Tip IV kollajen, laminin, nidogen, perlekan
- Sıkı (tıkayıcı) bağlantılar ve paraselüler geçirgenlik
- Adezyon bağlantıları ve kadherinler
- Desmozomlar ve ara filamentler
- Boşluklu bağlantılar (gap junction) ve hücreler arası iletişim
- Hemidesmozomlar ve fokal adezyonlar (integrin aracılı bağlanma)
- Apikal bağlantı kompleksi
Mekanizmalar
Farquhar ve Palade (1963), apikal bağlantı kompleksini tanımlamışlardır; bu komplekste sıkı bir bağlantı, bir adezyon bağlantısı ve desmozomların apikal yüzeyin altında sıralı bir şekilde düzenlendiği belirtilmektedir. Klaudinler ve okkudinler tarafından oluşturulan sıkı bağlantılar, paraselüler sızıntıyı sınırlamak ve apikal membran alanlarını bazolateral membran alanlarından ayırarak polariteyi sağlamak amacıyla komşu membranları birleştirmektedir (Anderson ve Van Itallie, 2009). Adezyon bağlantıları, hücreleri bir arada tutmak ve tabakayı koordine etmek için aktin iskeletine bağlı kadherinleri kullanmaktadır (Meng ve Takeichi, 2009); desmozomlar ise hücreleri mekanik güç için ara filamentlere bağlamakta ve boşluklu bağlantılar doğrudan iyon ve küçük molekül alışverişine izin vermektedir. Bazal olarak, hemidesmozomlar ve integrin bazlı fokal adezyonlar hücreleri bazal membrana bağlamaktadır; bazal membranın laminin ve tip IV kollajen ağları da mekanik ve sinyal ipuçlarını hücre içine iletmektedir (Yurchenco, 2011; Sun et al., 2016).
Klinik önem
Bağlantı veya bazal membran bileşenlerindeki kusurlar, çeşitli kalıtsal ve edinilmiş durumların temelini oluşturmakta ve epitel tümörlerinin nasıl invazyon yaptığını etkilemektedir, çünkü invazyon, bazal membranın aşılmasını içermektedir. Bu tür bağlantılar, epitel patolojisini anlamak için bir arka plan bilgisi olarak özetlenmekte ve tanı veya tedavi rehberliği olarak tasarlanmamıştır.
Kanıt ve kılavuzlar
Bazal membranın ve epitel bağlantılarının yapısı ve rolleri, elektron mikroskobu ve moleküler hücre biyolojisi aracılığıyla iyi bir şekilde karakterize edilmiştir; buradaki açıklamalar birincil ve derleme literatürden alınmıştır (Farquhar ve Palade, 1963; Yurchenco, 2011; Anderson ve Van Itallie, 2009; Meng ve Takeichi, 2009; Sun et al., 2016).
Tarihçe
1960'ların başında elektron mikroskobu, epitel hücrelerinin düzenli bağlantı kompleksini ortaya koymuştur (Farquhar ve Palade, 1963); bu durum, hücre adezyonu çalışmalarını ışık mikroskobik tanımlamadan ultrastrüktüre kaydırmıştır. Sonraki on yıllar, ilgili molekülleri — klaudinler, kadherinler, konneksinler, integrinler, lamininler ve tip IV kollajen — tanımlamış ve bazal membranı sadece bir iskele olarak değil, aynı zamanda bir sinyal yüzeyi olarak yeniden tanımlamıştır.
Öne çıkan isimler
- Marilyn Farquhar
- George Palade
- Peter Yurchenco
- Masatoshi Takeichi
- James Anderson
İlgili konular
Temel eserler
- farquhar-palade-1963
- yurchenco-2011
- meng-takeichi-2009
Sıkça sorulan sorular
- Bazal lamina ile bazal membran arasındaki fark nedir?
- Standart kullanımda bazal lamina, epitelin hemen altında yer alan ve elektron mikroskobuyla görülebilen ince matris tabakasıdır; bazal membran ise (genellikle ışık mikroskobuyla görülen için kullanılan) daha geniş bir terim olup, bazal laminayı alttaki bağ dokusunun ilişkili retiküler lifleriyle birlikte içermektedir.
- Hangi bağlantı, maddelerin epitel hücreleri arasından sızmasını engeller?
- Sıkı (tıkayıcı) bağlantı, komşu hücreler arasındaki boşluğu mühürleyerek paraselüler hareketi sınırlamakta ve aynı zamanda epitel polaritesini tanımlayan apikal ve bazolateral membran alanlarını ayırmaya yardımcı olmaktadır.