קרום המרתף הינו מבנה תאי המרפדת את הרקמות של כמעט כל היצורים הרב-תאיים. זה מורכב בעיקר מגלוקופרוטאינים קולגניים ולא קולגןיים.
מבנה זה אחראי להפרדת האפיתל של רקמת סטרומה אחת לרעהו. לרוב הוא נמצא באזור הבזולטרלי של רקמת האפיתל, באנדותל, באזור ההיקפי של האקסונים, בתאי שומן וגם בתאי שריר.
תמונה הממחישה את קרום המרתף על כיסוי הפה
(מקור: Wiki-minor באמצעות ויקימדיה
Commons)
קרום המרתף מורכב ממולקולות גדולות ובלתי מסיסות המצטרפות זו לזו ליצירת אולטרה-תשתית דמוי גיליון באמצעות תהליך המכונה "הרכבה עצמית". תהליך זה מונע על ידי עיגון קולטנים שונים על פני התא.
מרבית תאי הגוף מסוגלים לייצר את החומר הדרוש לבניית קרום המרתף בהתאם לרקמה שאליה הם שייכים.
מחלות כמו תסמונת אלפורט ותסמונת קנובלוך קשורות למוטציות בגנים המקודדים את שרשראות הקולגן של קרום המרתף, וזו הסיבה שמחקר מבנהם ותכונותיו הפך פופולרי לאורך השנים.
אי אפשר להעריך את המורכבות של קרום המרתף באמצעות מיקרוסקופיית אלקטרונים, מאחר וטכניקה זו אינה מאפשרת הבחנה בין ממברנות המרתף השונות. אולם לצורך המחקר, יש צורך בטכניקות אפיון מדויקות יותר, למשל, סריקת מיקרוסקופיה.
מאפיינים
קרום המרתף הוא מבנה צפוף ואמורפי, הדומה לעלה. עוביו הוא 50 עד 100 ננומטר, כפי שנקבע על ידי מיקרוסקופיית אלקטרונים להולכה. המחקר על מבנהו קובע כי יש לו מאפיינים הדומים למטריצה התאית, אך שונה מבחינת הצפיפות והאסוציאציות התאיות שלו.
תלוי באיבר וברקמה, נצפים הבדלים בהרכב ובמבנה של קרום המרתף, וזו הסיבה שחושבים שיש מיקרו-סביבה ספציפית שתוחמת על ידיה בכל רקמה.
הספציפיות של כל ממברנה במרתף עשויה לנבוע מההרכב המולקולרי, ועל פי ההערכה, וריאציה ביוכימית ומולקולרית מעניקה זהות ייחודית לכל רקמה המדוברת.
תאי אפיתל, אנדותל ורבים מזנכימלים רבים מייצרים קרומי מרתף. חלק גדול מהפלסטיות של תאים אלה מועבר על ידי מבנה זה. בנוסף נראה שהוא תומך בתאים המשתתפים ברירית האיברים.
מִבְנֶה
אחד המאפיינים המעניינים ביותר של קרום המרתף הוא יכולתו להרכיב את עצמו מהרכיבים המרכיבים אותו, וכך ליצור מבנה הדומה לסדין.
סוגים שונים של קולגן, חלבוני למנין, פרוטאוגליקנים, חלבונים המחוברים לסידן וחלבונים מבניים אחרים הם המרכיבים השכיחים ביותר בממברנות המרתף. פרלקן ונידוגן / אנטקטין הם חלבונים אחרים המרכיבים את קרום המרתף.
בין המאפיינים הארכיטקטוניים העיקריים של ממברנות המרתף ניתן למצוא נוכחות של שתי רשתות עצמאיות, האחת נוצרת על ידי קולגן והשנייה על ידי כמה איזו-פורמוסים של למינין.
רשת הקולגן קשורה מאוד בין צמודים והיא הרכיב השומר על היציבות המכנית של קרום המרתף. הקולגן בממברנות אלו הוא ייחודי להם ומוכר כקולגן מסוג IV.
רשתות הלמינין אינן קשורות בצורה קוולנטית ובקרומים מסוימים הופכות לדינמיות יותר מרשת הקולגן IV.
שתי הרשתות מחוברות על ידי חלבוני הנידוגן / אנטקטין שהם גמישים מאוד ומאפשרים לקשור, בנוסף לשתי הרשתות, רכיבים אחרים כמו העוגנים של חלבוני הקולטן על פני התא.
הַרכָּבָה
הרכבה עצמית מגורה על ידי הצימוד בין קולגן מסוג IV ללמינין. חלבונים אלה מכילים ברצף שלהם את המידע הדרוש לקשירה ראשונית, המאפשר להם ליזום הרכבה עצמית בין מולקולרית וליצור מבנה דמוי גיליון בסיסי.
חלבוני שטח פנים כמו אינטגרינים (במיוחד אינטגרנים β1) ודיסטרוגיקנים מקלים על התמקדות ראשונית של פולימרים למינין באמצעות אינטראקציות ספציפיות לאתר.
פולימרים מסוג קולגן מסוג IV מקשרים עם פולימרים למינין על פני התא דרך גשר הנידוגן / האנטקטין. לאחר מכן, פיגום זה מספק אתרי אינטראקציה ספציפיים עבור מרכיבים אחרים בקרום המרתף כדי ליצור אינטראקציה וליצור ממברנה תפקודית לחלוטין.
זוהו סוגים שונים של צומת נידוגן / אנטקטין בקרום המרתף וכולם מעודדים היווצרות רשתות במבנה.
חלבוני הנידוגן / האנטקטין יחד עם שתי הרשתות קולגן IV ולמינין מייצבים את הרשתות ומעניקים נוקשות למבנה.
מאפיינים
קרום המרתף נמצא תמיד במגע עם תאים ותפקידיו העיקריים קשורים למתן תמיכה מבנית, חלוקת רקמות לתאים והסדרת התנהגות התא.
ממברנות מרתף רציפות פועלות כמסננים מולקולריים סלקטיביים בין תאי רקמות, כלומר הם שומרים על בקרה קפדנית על מעבר ותנועה של תאים ומולקולות ביו-אקטיביות לשני הכיוונים.
למרות העובדה כי ממברנות המרתף פועלות כשערים סלקטיביים למניעת תנועה חופשית של תאים, נראה כי ישנם מנגנונים ספציפיים המאפשרים לתאים דלקתיים ותאי גידול גרורתיים לחצות ולבזות את המחסום אותו מייצגת קרום המרתף.
בשנים האחרונות נעשה מחקר רב על תפקידם של ממברנות המרתף כווסתים בגדילת תאים ובידול, מכיוון שלקרום המרתף קולטנים בעלי יכולת להיקשר לציטוקינים וגורמי גדילה.
אותם קולטנים על קרום המרתף יכולים לשמש מאגרים לשחרורם המבוקר במהלך שיפוץ או תהליכי תיקון פיזיולוגיים.
ממברנות המרתף הינן מרכיבים מבניים ופונקציונליים חשובים של כל כלי הדם והנימים, והם ממלאים תפקיד מכריע בקביעת התקדמות הסרטן, במיוחד בכל הקשור לגרורות או נדידת תאים.
פונקציה נוספת שמבנה זה ממלא קשורה להולכת אות.
שריר השלד, למשל, מוקף בקרום מרתף ויש לו טלאים קטנים האופייניים באתרי התקשרות עצבית; טלאים אלה אחראים לשליחת אותות ממערכת העצבים.
הפניות
- Breitkreutz, D., Mirancea, N., & Nischt, R. (2009). קרומי המרתף בעור: מבני מטריצה ייחודיים עם פונקציות מגוונות? היסטוכימיה וביולוגיה של התא, 132 (1), 1-10.
- LeBleu, VS, MacDonald, B., & Kalluri, R. (2007). מבנה ותפקוד קרומי המרתף. ביולוגיה ניסויית ורפואה, 232 (9), 1121-1129.
- Martin, GR, ו- Timpl, R. (1987). למנינין ורכיבי קרום מרתף אחרים. סקירה שנתית של ביולוגיה של התא, 3 (1), 57-85
- Raghu, K. (2003). ממברנות המרתף: מבנה, הרכבה ותפקיד באנגיוגנזה של הגידול. נט מד, 3, 442-433.
- Timpl, R. (1996). ארגון מקרומולקולרי של ממברנות המרתף. חוות דעת נוכחית בביולוגיה של התא, 8 (5), 618-624.
- יורצ'נקו, פ.ד., ושיטני, ג'יי.סי (1990). אדריכלות מולקולרית של ממברנות המרתף. כתב העת FASEB, 4 (6), 1577-1590.