Αλληλεπιδράσεις ισόμορφων αλυσίδων του κολλαγόνου της βασικής μεμβράνης (τύπου IV) με νεφρικά κύτταρα
Authors: Αγγελή Αθανασία 
Published: January 2014

Οι βασικές μεμβράνες αποτελούν εξειδικευμένες δομές εξωκυττάριας ουσίας, οι οποίες βρίσκονται ανάμεσα στα παρεγχυματικά κύτταρα και τον συνδετικό ιστό. Αποτελούν δομές υψηλού βαθμού οργάνωσης των μακρομορίων που συμμετέχουν σε αυτές. Οι βασικές μεμβράνες αποτελούνται από τέσσερα κύρια συστατικά. Το κολλαγόνο τύπου IV, τη λαμινίνη, το νιδογόνο/εντακτίνη και τις πρωτεογλυκάνες. Το κολλαγόνο τύπου IV, αποτελεί το βασικότερο λειτουργικό και δομικό συστατικό των βασικών μεμβρανών. Αποτελείται από τρεις α αλύσσους, οι οποίες σχηματίζουν το πρωτομερές του κολλαγόνο IV. Σε κάθε πρωτομερές κολλαγόνου IV, διακρίνονται τρείς περιοχές: 1) η αμινοτελική περιοχή (7S domain), 2) η κεντρική, τριπλής έλικας, κολλαγενική περιοχή και 3) η καρβοξυτελική, μη κολλαγενική, σφαιρικής δομής, περιοχή (Non-Collagenous domain: NC1). Σήμερα είναι γνωστές έξι α άλυσσοι του κολλαγόνου IV (α1-α6), οι οποίες σχηματίζουν τρεις, μέχρι τώρα γνωστές, ισομορφές του κολλαγόνου IV, με σύσταση αλλύσων του πρωτομερούς, (α1)2α2, α3·α4·α5 και (α5)2α6. Η ισομορφή (α1)2α2, συμμετέχει στη σύσταση των περισσότερων βασικών μεμβρανών, ενώ οι ισομορφές α3·α4·α5 και (α5)2α6, παρουσιάζουν περισσότερο εκλεκτική κατανομή, συμμετέχοντας στις βασικές μεμβράνες ορισμένων ιστικών διαμερισμάτων. Μία από τις βασικές μεμβράνες που συμμετέχει η ισομορφή α3·α4·α5, είναι η βασική μεμβράνη του αγγειώδους σπειράματος (Glomerular Basement Membrane: GBM), στο νεφρώνα. Ο νεφρώνας, ο οποίος αποτελεί τη βασική δομική και λειτουργική μονάδα του νεφρού, απαρτίζεται από το αγγειώδες σπείραμα και το σωληναριακό σύστημα. Το αγγειώδες σπείραμα επιτελεί τη σημαντική λειτουργία της διήθησης του πλάσματος προς κάθαρση, αποφεύγοντας την απώλεια των πρωτεϊνών. Αυτή η λειτουργία του αγγειώδους σπειράματος, επιτυγχάνεται χάρη στη δομή του σπειραματικού ηθμού διήθησης, ο οποίος αποτελείται από τρία τμήματα: το θυριδωτό ενδοθήλιο του αγγειώδους σπειράματος, την υπενδοθηλιακή βασική μεμβράνη και τα επιθηλιακά κύτταρα του αγγειώδους σπειράματος (Glomerular Epithelial Cells: GEC). Τα επιθηλιακά κύτταρα του αγγειώδους σπειράματος, έχουν χαρακτηριστική μορφολογία με τη χορήγηση κυτταροπλασματικών προεκβολών, για αυτό ονομάζονται και ποδοκύτταρα. Ο χώρος μεταξύ των τριχοειδών του αγγειώδους σπειράματος καταλαμβάνεται από τα μεσαγγειακά κύτταρα (Mesangial Cells: MES), τα οποία περιβάλλονται από εξωκυττάρια ουσία την οποία συνθέτουν, γνωστή ως μεσάγγειο. Το αγγειώδες σπείραμα περιβάλλεται από μια κάψα αποπλατυσμένων επιθηλιακών κυττάρων, γνωστή ως κάψα του Bowman. Τα κύτταρα της κάψας του Bowman, στην αφετηρία του σωληναριακού συστήματος, γίνονται περισσότερο κυβοειδή και τελικά μεταπίπτουν στα επιθηλιακά κύτταρα του εγγύς εσπειραμένου σωληναρίου (Proximal Tubular Epithelial Cells: PTEC/HK-2). Στις βασικές μεμβράνες των τριών αυτών κυριότερων τύπων νεφρικών κυττάρων, συμμετέχουν διαφορετικές ισομορφές κολλαγόνου IV. Στην βασική μεμβράνη των επιθηλιακών κυττάρων του εγγύς εσπειραμένου σωληναρίου, απαντά αποκλειστικά η ισομορφή (α1)2α2 IV, στη βασική μεμβράνη του αγγειώδους σπειράματος σχηματίζονται δυο πλέγματα, ένα από την ισομορφή α3·α4·α5 IV, προς την επιθηλιακή πλευρά της μεμβράνης, δηλαδή προς τα ποδοκύτταρα και ένα προς την ενδοθηλιακή πλευρά, από την ισομορφή (α1)2α2 IV. Το πλέγμα της ισομορφής α3·α4·α5 IV, καταλαμβάνει το μεγαλύτερο πάχος της βασικής μεβράνης του αγγειώδους σπειρράματος και αποτελεί το κύριο πλέγμα της μεμβράνης αυτής. Στο μεσάγγειο συμμετέχει κυρίως η ισομορφή (α1)2α2 IV και δευτερεύοντως η ισομορφή α3·α4·α5 IV, στις περιοχές του μεσάγγειου κοντά στη βασική μεμβράνη του αγγειώδους σπειράματος. Η εκλεκτική αυτή κατανομή των ισομορφών του κολλαγόνου IV στα διάφορα κυτταρικά διαμερίσματα του νεφρού, πιθανολογείται ότι εξυπηρετεί τη βέλτιστη λειτουργικότητα της νεφρικής μονάδας. Κατά την οντογένεση του νεφρού, παρατηρείται αντικατάσταση του πλέγματος (α1)2α2 IV, που αρχικά υπάρχει στις βασικές μεμβράνες όλων των νεφρικών διαμερισμάτων, από την ισομορφή α3·α4·α5 IV, στην επιθηλιακή πλευρά βασικής μεμβράνης του αγγειώδους σπειράματος. ............................