Базальная мембрана: строение и функции¶
Базальная мембрана — тонкая внеклеточная структура, расположенная под эпителиальными, эндотелиальными и некоторыми другими клетками, к которой они прикрепляются через полудесмосомы. Относится к разновидности внеклеточного матрикса; состоит преимущественно из коллагена IV типа, ламининов, протеогликанов и гликопротеинов. Толщина базальной мембраны варьируется от 40 до 120 нм в зависимости от ткани.
¶Строение
Базальная мембрана формируется двумя клеточными слоями: базальный слой (lamina basalis), продуцируемый самими клетками эпителия, и ретикулярный слой (lamina reticularis), синтезируемый соединительной тканью. В электронной микроскопии различимы светлая lamina lucida, прилегающая к клеточной мембране, и более плотная lamina densa.
¶Основные компоненты
| Компонент | Роль |
|---|---|
| Коллаген IV типа | Формирует каркасную сеть, обеспечивающую механическую прочность |
| Ламинины | Гетеротримерные гликопротеины, обеспечивающие адгезию клеток через интегрины |
| Перлекан | Протеогликан, придающий мембране отрицательный заряд и участвующий в фильтрации |
| Нидоген (энтактин) | Мостик между ламинином и коллагеном IV типа |
| Тенасцин | Гликопротеин, участвующий в регуляции клеточной миграции |
¶Функции
Базальная мембрана выполняет несколько ключевых задач:
- Опорная — обеспечивает прикрепление и поляризацию эпителиальных клеток.
- Барьерная — регулирует транспорт молекул между эпителием и соединительной тканью.
- Фильтрующая — в почечных клубочках базальная мембрана (часть фильтрующего барьера) пропускает молекулы до 60–70 кДа, задерживая альбумины и белки большего размера.
- Регуляторная — связывает факторы роста, модулируя клеточную пролиферацию и дифференцировку.
- Индуцирующая — направляет миграцию клеток при заживлении ран и эмбриогенезе.
¶Распространённость в организме
Базальные мембраны присутствуют практически во всех эпителиях: кожи, кишечника, почечных канальцев, альвеол лёгких. В скелетных мышцах они окружают каждое мышечное волокно, отделяя его от окружающей соединительной ткани. Капилляры всех тканей выстланы базальной мембраной эндотелия. Исключение составляют некоторые ткани без базальной мембраны — например, хрящевая ткань и паренхиматозные клетки печени.
¶Патология
Нарушение структуры или синтеза базальной мембраны лежит в основе ряда заболеваний:
- Наследственные нефропатии — синдром Альпорта, обусловленный мутациями генов коллагена IV типа (COL4A3, COL4A4, COL4A5), проявляется прогрессирующей почечной недостаточностью, тугоухостью и глазными аномалиями.
- Пузырчатка — аутоиммунное заболевание, при котором антитела направлены против компонентов базальной мембраны эпидермиса (десмоглеины), что приводит к образованию пузырей.
- Синдром Гудпасчера — аутоиммунный гломерулонефрит с антителами к базальной мембране клубочков почек и альвеол лёгких.
- Диабетическая нефропатия — утолщение базальной мембраны клубочков при сахарном диабете, один из ранних признаков поражения почек.
- Эпидермолиз волосяной — группа наследственных заболеваний, характеризующихся повышенной ломкостью базальной мембраны кожи.
¶Роль в заживлении и онкологии
При повреждении тканей базальная мембрана служит каркасом для миграции эпителиальных клеток и восстановления целостности покрова. В онкологии разрушение базальной мембраны опухолевыми клетками — ключевой признак инвазии и метастазирования; отсутствие целостности мембраны в биоптате используется как прогностический критерий.
¶История изучения
Термин «базальная мембрана» введён в гистологию в XIX веке для обозначения тонкой структуры, обнаруживаемой у основания эпителиальных слоёв. С развитием электронной микроскопии в 1950-х годах было показано, что мембрана состоит из нескольких слоёв, а в 1970–1980-х годах установлен молекулярный состав основных компонентов.
¶Источники
- Альбертс Б. и др. Молекулярная биология клетки.
- Росс М., Павлина У. Гистология и эмбриология.
- Каплан А. и др. Патологическая физиология.
- Гистология: учебник / под ред. В. Г. Елисеева.