Was ist die Basallamina?

Die Basalschicht ist eine starke, faserige und durchlässige Matrix, die in erster Linie als Grundlage für das Wachstum von Zellen im menschlichen Körper dient. Es verbindet auch Zellen miteinander und mit dem darunter liegenden Bindegewebe. Die Grundschicht besteht aus Kollagen, Glykoproteinen und Zellrezeptormolekülen. Zwei Unterschichten, die Lamina densa und die Lamina lucida, sind die Hauptbestandteile der Basallamina, während die Basallamina und die Retikularlamina die Basalmembran bilden.

Die Strukturen innerhalb der Basalmembran und das Vorhandensein der Basalschicht waren weitgehend unklar, bis die Basalmembran mit einem Transmissionselektronenmikroskop (TEM) untersucht wurde. TEMs verwenden einen Elektronenstrahl, der von elektromagnetischen Linsen fokussiert und konzentriert wird, um winzige Details in einem ultradünnen Gewebeschnitt zu durchdringen und zu betrachten. TEMs können Strukturen bis zu 0,2 Nanometer (nm) bearbeiten, während herkömmliche Lichtmikroskope nur bis zu etwa 200 nm arbeiten können.

Die Basallamina ist ungefähr 50,8 nm dick. Es ist unmöglich, die feinen Details der Basalmembran zu erkennen und das Vorhandensein der Basalschicht innerhalb der Basalmembran mit Lichtmikroskopie aufzulösen. TEM bestätigte nicht nur die Existenz der Basallamina, sondern zeigte auch, dass die Basallamina weiter in zwei Schichten unterteilt werden konnte, die Lamina densa und die Lamina lucida.

Die Lamina densa und die Lamina lucida leiten ihre Namen von der Färbemethode ab, mit der Strukturen in der Transmissionselektronenmikroskopie sichtbar gemacht werden. In TEM werden Schwermetallflecken verwendet, um den Gewebekontrast zu gewährleisten. Die Schwermetallflecken binden an die Lamina densa, und diese Struktur absorbiert, im TEM gesehen, die Elektronen oder ist elektronendicht. Der Name Lamina densa leitet sich daher von der Dichte oder Dunkelheit ab, die er im TEM annimmt. Lucida bedeutet hell, und da die Lamina lucida elektronentransparent ist und in TEM hell erscheint, wurde ihr der entgegengesetzte beschreibende Name gegeben.

Die Lamina densa besteht aus Kollagen Typ IV. Typ IV-Kollagen ist eine Struktur, die wie miteinander verbundene Pfosten und Kugeln aussieht. Diese Architektur erzeugt ein starkes, aber offenes Gerüst, um die angrenzenden Zellen und Komponenten der Lamina Lucida zu unterstützen.

Die Lamina lucida setzt sich aus dem Zellrezeptormolekül Integrin und den Glykoproteinen Laminin und Entactin zusammen. Integrin vernetzt Zelloberflächen und bindet Zellen aneinander. Laminin und Entactin wirken sowohl als Kissen für die Nachbarzellen als auch zur Bindung von Molekülen außerhalb der Zelle. Entactin-, Laminin- und Integrinmoleküle der Lamina lucida sind in die Kollagenmatrix der Lamina densa eingebettet und ragen aus den Freiräumen heraus.

Die Basallamina ist ein Wunder der Technik. Es ist stark - unterstützt die angrenzenden Zellen - aber auch durchlässig und ermöglicht den Austausch über seine Oberfläche. Ein gutes Beispiel dafür sind die Lunge und die Nieren.

Die Alveolar-Kapillar-Schranke ist die wichtige Blut-Luft-Schicht in der Lunge. Die Alveolar-Kapillar-Barriere besteht teilweise aus der Basallamina. In dieser Barriere bietet die Basisschicht strukturelle Unterstützung für die Lunge, während sie auch den Austausch von Gasen wie Sauerstoff und Kohlendioxid ermöglicht.

Die Basallamina ist auch ein integraler Bestandteil der glomerulären Basalmembran, der äußeren Auskleidung des Glomerulus in den Nieren. Der Glomerulus filtert Abfälle aus dem Blut und wandelt sie in Urin um. In der glomerulären Basalmembran verleiht die Basalschicht dieser Filterstruktur architektonische Integrität und ermöglicht gleichzeitig den Austausch von Blutabfällen über ihre Oberfläche.