фибробласты это клетки какой ткани
Фибробласты это клетки какой ткани
Опухоли и опухолеподобные процессы фиброзной ткани крайне разнообразны как в клиническом, так и в морфологическом проявлениях. Эта ткань возникает как дериват мезенхимы и входит в состав стромы всех органов, не образуя самостоятельных органных структур (фасции, сухожилия и другие образования такого рода являются составной частью органных комплексов — мышц, суставов и др.). По современным данным в состав соединительной ткани входят, помимо фибробластов, гладкомышечные клетки, а также производные эктомезенхимы. Дискутируется вопрос о происхождении фибробластов; многие расценивают их как гетерогенные по происхождению клетки одна часть их возникает местно из находящихся в тканях клеток-предшественников, другая часть же (например, фибробласты в очагах воспаления) имеет костномозговое происхождение и является потомками плюрипотентных стволовых клеток костного мозга.
Основная функция фибробластов заключается в выработке волокнистых структур, а именно коллагена; последний также неоднороден по своему происхождению, строению и антигенным свойствам. Установлено, что, кроме фибробластов, волокнистые структуры могут производить и другие клетки мезенхимного происхождения. Значительную роль в составе стромы многих органов играют также миофибробласты; вопрос о существовании генетической связи этих клеток с фибробластами и гладкомышечными клетками до сих пор окончательно не решен.
Спорным является положение о наличии двух функционально различных форм соединительнотканных клеток — фибробластов и фиброцитов, многие считают, что существует единая клетка — фибробласт, который может находиться в различных функциональных состояниях. Фибробласты, помимо коллагеногенеза, имеют важное значение в интермеднальном обмене, в частности в регуляции обмена электролитов, водного баланса и др.
Эти сложные морфофункциональные особенности соединительной ткани вообще и главных ее клеточных элементов — фибробластов в частности создают как в ходе компенсаторно-приспособительных процессов, так и в патологических условиях, чрезвычайное многообразие структур.
Вопрос о наличии незрелых мезенхимальных клеток в зрелом возрасте хотя и дискутируется, однако существование резервных соединительнотканных клеток не подлежит сомнению.
Соединительная ткань находится в тесных морфофункциональных отношениях с иммуиокомлетентными клетками и особенно с системой мононуклеарных фагоцитов, которые, как а разного рода лимфондные клетки, являются постоянной, хотя в количественном отношении и различной составной частью соединительнотканных структур, значение которой, в частности в онкоморфологии, трудно переоценить.
Современные данные об иммунокомпетентных клетках, системе мононуклеарных фагоцитов, костномозговом происхождении гистноцнтов, макрофагов и отчасти фибробластов, существующие в онкологии гистогенетические и гистологические представления подвергаются пересмотру. Это относится прежде всего к группе так называемых фиброгистиоцитарных поражений.
Гистиоциты, которые большинство авторов считали производными ретикулоэндотелиальной системы, согласно новейшим исследованиям образуются в костном мозге из особых клеток-лредшественннков, которые, попадая в кровь, превращаются в моноциты. Последние из крови проникают в ткани, где и становятся гистиоцитами («блуждающие клетки в покое», по А. А. Максимову). В особых функциональных условиях эти клетки превращаются в макрофаги. В эксперименте показано, что размножения гистиоцитов и макрофагов в тканях не происходит, и увеличение их количества осуществляется только за счет притока из костного мозга. В какой мере эти закономерности относятся к опухолям, пока неизвестно, вследствие чего неясен и вопрос об источниках опухолей и опухолеподобных образований фиброгистиоцитарного ряда и сходных с ними процессов. Представление о том, что гистиоцит — это не определенный тип клетки, а термин, который применяется к клеткам различного происхождения, находящимся в определенном функциональном состоянии (ретикулярные фибробласты), по-видимому, не соответствует действительности, и термин «гистиоцит» должен применяться только к клеткам, входящим в систему мононуклеарных фагоцитов. Вызывает сомнение и представление о возможности превращения гистиоцита в фибробласт, с чем связывали образование части так называемых мягких фибром, фиброгистиоцитом и т. п.
Многообразие физиологических особенностей соединительнотканных клеток и гистиоцитарных элементов, по мнению D. H. Mackenzie, объясняет и крайний полиморфизм образующих ими патологических структур, их анализ позволил автору предложить понятие о фибробластическом спектре, выделив в нем 4 части воспалительные и реактивные процессы, фиброматозы, доброкачественные фибробластические и гистиоцитарные опухоли, злокачественные фибробластические и гистиоцитарные опухоли.
Учитывая ярко выраженную плюрипотентность мезенхимы вообще и особенно элементов, развивающихся в направлении соединительной ткани, целесообразно опухоли и опухолеподобиые процессы фиброзной ткани рассматривать в виде двух подразделов фибробластических и фиброгистиоцитарных поражений. В каждом из них в соответствии с «фибробластическим спектром» следует выделять группу реактивных и воспалительных процессов, группу доброкачественных и группу злокачественных опухолей, а среди фибробластических поражений необходимо выделить группу фиброматозов.
Следует отметить при этом то исключительное значение, которое имеют в отношении рассматриваемой группы процессов в целом теоретические разработки М. Ф. Глазунова (1947), а также фундаментальные исследования А. Р. Stout (1948, 1951, 1954, 1961), F M Enzinger (1965), J. L. Bonnenfant (1966), D. H. Mackenzie (1970), P W Allen (1977) и др.
Факты о фибробластах
Тело человека состоит из триллионов разнообразных клеток. Наиболее важными клетками самого большого органа в теле человека – кожи, являются фибробласты. Их называют клетками молодости, так как именно активная работа фибробластов способствует поддержанию молодости и красоты кожи.
Фибробласты
Зародышевые клетки соединительной ткани организма. Они участвуют в процессах регенерации и синтеза белков, наиболее важных для омоложения клеток дермы.
В организме человека фибробласты могут находиться в двух формах: активные и неактивные. Активный фибробласт имеет большой размер, отростки, овальное ядро и много рибосом. Такая клетка может делиться и интенсивно вырабатывать коллаген. Неактивные фибробласты называются также фиброцитами. Они являются высокодифференцированными клетками, которые образовываются их фибробластов, не имеют способности к делению, но принимают активное участие в синтезе волокнистых структур и заживлении ран. Неактивные фибробласты имеют несколько меньший размер, чем активные, и отличаются веретенообразной формой.
Все активные фибробласты разделяются на несколько структурно-функциональных типов, каждый из которых выполняет определенные функции:
— малодифференцированные фибробласты обладают выраженными пролиферативными свойствами, то есть, они активно размножаются и растут;
— юные фибробласты – более дифференцированные клетки, которые также способны к пролиферации, но в отличие от малодифференцированных, могут синтезировать коллаген и кислые гликозаминогликаны;
— зрелые фибробласты образуются из юных форм, практически не могут размножаться, и разделяются на три подтипа:
Фибробласты располагаются в среднем слое кожи человека – в дерме. Там они вырабатывают внеклеточный матрикс, компоненты которого и формируют своеобразный каркас кожи. Основными компонентами внеклеточного матрикса являются гликопротеины, протеогликаны и гиалуроновая кислота. Широко известный коллаген является превалирующим гликопротеином внеклеточного матрикса. Кроме того, фибробласты продуцируют также белки фибрин, эластин, тинасцин, нидоген и ламинин, которые используются в качестве «строительного материала» для кожи.
Еще один продукт синтеза фибробластов – это факторы клеточного роста, к которым относятся:
Основные функции фибробластов:
С возрастом в организме человека способности фибробластов в плане активного синтеза и пролиферации в тканях кожи снижаются, в результате чего происходит уменьшение содержания их главных компонентов — гиалуроновой кислоты, коллагена, эластина, сосудистой сети. Это отражается на внешнем виде кожного покрова.
Сегодня, благодаря успехам биотехнологии, появилась возможность естественным путем повлиять непосредственно на причину возрастного увядания кожных тканей. Этого удалось достигнуть способом обогащения ее собственными молодыми фибробластами, которые являются строителями внеклеточного матрикса.
Трансплантация в кожу лица собственных молодых клеток фибробластов способна эффективно и достаточно быстро активизировать процессы обновления и восстановления ее структуры. Аутологичные (свои) клетки не воспринимаются собственной иммунной системой как антиген (чужеродные) и, следовательно, организмом не отторгаются, а полноценно функционируют. Преимуществом клеточного омоложения является и то, что трансплантированные фибробласты долгое время (от полугода до полутора лет) сохраняют функциональную активность в части усиленного синтеза гиалуроновой кислоты, коллагена, эластина и других компонентов матриксной системы кожи. В течение этого срока постоянно продолжается улучшение ее состояния.
Такая методика аутотрансплантации фибробластов в косметологии получила официальное разрешение Росздравнадзора.
Фибробласты это клетки какой ткани
Фибробласты — ведущие клетки рыхлой соединительной ткани, продуцирующие компоненты межклеточного вещества. Это отростчатые, веретенообразные или распластанные клетки размером около 20 мкм. В них хорошо развиты органеллы внутренней метаболической среды. Ядро фибробласта овальной формы, содержит равномерно распыленный хроматин и 2-3 ядрышка. Цитоплазма отчетливо подразделяется на интенсивно окрашенную эндоплазму и слабо окрашенную эктоплазму. Цитоплазма фибробластов (особенно молодых) базофильна. В ней выявляется хорошо развитая эндоплазматическая сеть с большим количеством рибосом, прикрепленных к мембранам в виде цепочек по 10-30 гранул. Такая ультраструктура гранулярной эндоплазматической сети характерна для клеток, активно синтезирующих белок «на экспорт». Имеются также многочисленные свободные рибосомы, хорошо развитый комплекс Гольджи. Митохондрии — крупные, количество их невелико. Цитохимическими методами показано наличие в цитоплазме фибробластов ферментов гликолиза и гидролитических ферментов лизосом (особенно — коллагеназы). Менее активны окислительные ферменты митохондрии.
Опорно-двигательная система клетки обеспечивает их подвижность, изменение формы, прикрепление к субстрату, механическое натяжение пленки, к которой клетка прикрепляется в культуре. На клеточной поверхности имеется много микроворсинок и пузырчатых выростов. Фибробласты во взвешенном состоянии в жидкой среде имеют шаровидную форму. Распластанным фибробласт становится после прилипания к твердой поверхности, по которой он передвигается за счет псевдоподий.
Основная функция фибробластов — синтез и секреция белков и гликозаминогликанов, идущих на формирование компонентов межклеточного вещества соединительной ткани, а также выработка и секреция колониестимулирующих факторов (грану-лоцитов, макрофагов). Фибробласты долгое время сохраняют способность к пролиферации. Фибробласты, закончившие цикл развития, называются фиброцитами. Это долгоживущие клетки. Цитоплазма клеток обедняется органеллами, клетка уплощается, пролиферативный потенциал падает. Однако клетка не теряет способность участвовать в регуляции обменных процессов в ткани.
Межклеточное вещество. Состоит из фибриллярного и основного (аморфного) компонентов. Методами гистоавторадиографии с введением меченых аминокислот (3Н-пролин, 3Н-глицин и др.) установлено, что в полисомах фибробластов происходит синтез молекул белка. Фибробласты одновременно могут синтезировать несколько типов специфических белков и гликозаминогликаны. Для синтеза белка коллагена имеет существенное значение наличие витамина С, при недостатке которого коллагеногенез резко тормозится. Интенсивнее идет синтез межклеточного вещества в условиях пониженной концентрации кислорода. Одновременно с синтезом коллагена фибробласт разрушает примерно 2/3 этого белка с помощью фермента коллагеназы, что препятствует преждевременному склерозированию ткани.
Синтезированные молекулы проколлагена выводятся на поверхность фибробластов путем экзоцитоза. При этом осуществляется переход белка из растворимой формы в нерастворимую — тропоколлаген. Объединение молекул тропоколлагена в надмолекулярные структуры — коллагеновые фибриллы — происходит в непосредственной близости от клеточной поверхности благодаря действию особых веществ, выделяемых клеткой. В частности, на поверхности фибробластов обнаружен белок — фибронектин, выполняющий адгезивную и другие функции. Последующие этапы фибриллогенеза происходят путем полимеризации и агрегации тропоколлагена на ранее образованных фибриллах. При этом созревание коллагеновых волокон может протекать и без прямой связи с фибробластами.
Гликозаминогликаны являются регуляторами коллагенообразования и входят в состав основного (аморфного) компонента межклеточного вещества.
Фибриллярный компонент межклеточного вещества рыхлой соединительной ткани включает три типа волокон — коллагеновые, эластические и ретикулярные. Они имеют сходный механизм образования, однако отличаются друг от друга по химическому составу, ультраструктуре и физическим свойствам. Белок коллаген идентифицируется по аминокислотному составу и последовательности расположения аминокислот в молекуле коллагена. В зависимости от вариации аминокислот в полипептидной цепи, иммунных свойств, молекулярной массы и др. различают 14 и более разновидностей коллагеновых белков, которые входят в состав соединительной ткани органов. Все они составляют 4 основных типа, или класса, коллагена.
Коллаген 1-го типа встречается в соединительной и костной тканях, а также в склере и роговице глаза; II-го типа — в хрящевых тканях; III-го типа — в стенке кровеносных сосудов, в соединительной ткани кожи плода; IV-ro типа — в базальных мембранах.
СОДЕРЖАНИЕ
Состав
Продолжительность жизни фибробласта, измеренная на куриных эмбрионах, составляет 57 ± 3 дня.
Связь с фиброцитами
Фибробласты морфологически неоднородны и имеют разнообразный внешний вид в зависимости от их местоположения и активности. Хотя морфологически незаметные, эктопически трансплантированные фибробласты часто могут сохранять позиционную память о местоположении и тканевом контексте, где они ранее находились, по крайней мере, в течение нескольких поколений. Такое примечательное поведение может вызвать дискомфорт в том редком случае, когда они там чрезмерно застаиваются.
Разработка
Напротив, фибробласты в некоторых ситуациях могут давать начало эпителию, претерпевая переход от мезенхимы к эпителию (MET) и организуясь в конденсированный, поляризованный, латерально связанный истинный эпителиальный лист. Этот процесс наблюдается во многих ситуациях развития (например, развитие нефрона и нокорды ), а также при заживлении ран и онкогенезе.
Функция
Воспаление
Помимо их общеизвестной роли в качестве структурных компонентов, фибробласты играют решающую роль в иммунном ответе на повреждение ткани. Они являются первыми игроками в инициации воспаления в присутствии вторгшихся микроорганизмов. Они вызывают синтез хемокинов за счет представления рецепторов на своей поверхности. Затем иммунные клетки реагируют и инициируют каскад событий, чтобы избавиться от инвазивных микроорганизмов. Рецепторы на поверхности фибробластов также позволяют регулировать кроветворные клетки и обеспечивают путь иммунным клеткам для регулирования фибробластов.
Опухолевое посредничество
Иммунная регуляция опухолей также может происходить с помощью модуляторов, производных от TAF. Хотя эти модуляторы могут звучать аналогично компонентам ECM, полученным из TAF, они отличаются в том смысле, что они несут ответственность за изменение и оборот ECM. Расщепленные молекулы ЕСМ могут играть решающую роль в иммунной регуляции. Известно, что протеазы, подобные матриксным металлопротеинеазам (ММР) и системе uPA, расщепляют ЕСМ. Эти протеазы происходят из фибробластов.
Вторичные действия
В связи с клиническим применением тканей, полученных из стволовых клеток, было изучено использование человеческих фибробластов в качестве питателей. Хотя фибробласты обычно используются для поддержания плюрипотентности стволовых клеток, их также можно использовать для облегчения развития стволовых клеток в клетки определенного типа, такие как кардиомиоциты.
Иммунный ответ хозяина
Мир глазами науки. Как «гуляют» фибробласты
В этом выпуске мы продолжаем рубрику «Наука в картинках», публикации в которой призваны с помощью яркой и выразительной визуализации научного факта знакомить читателей с актуальными и сложными вопросами науки и просто любопытными природными феноменами
В организме высших животных важной составляющей частью всех без исключения органов: костей, связок, хрящей, жировой клетчатки и т. д. – является соединительная ткань, которая в основном несет защитную и опорную функции. Рыхлая соединительная ткань формирует и защитные чехлы большинства органов. Например, и перикард сердца, и капсула печени представляют собой «мешки» из такой ткани, которые защищают орган от внешних неблагоприятных воздействий.
В соединительных тканях относительно мало клеток и много межклеточного вещества, структурной основой которого являются коллагеновые и эластиновые волокна. И сами волокна, и их окружение продуцируются специальными клетками – фибробластами. Эти клетки не только производят, но и обновляют волокна, меняя их структуру в зависимости от условий среды.
Для поддержания постоянства ткани эти удивительные клетки, подобно амебам, буквально «ползают» по волокнам, «изучая» ткань. Перемещение фибробласта включает в себя несколько этапов. Сначала часть клетки на переднем краю выпячивается и образуется плоская листообразная структура – ламеллоподия, которая затем прикрепляется к поверхности коллагенового волокна. После этого перемещается основное тело клетки, а на следующем этапе подтягивается ее задняя часть с отрывом от субстрата.
Зачастую фибробласты приобретают очень причудливый вид. Например, они могут напоминать насекомых с длинными усиками. Подобные «усики» и трубочки образуются при движении клетки: если, подтягивая задний край, клетка не полностью отделилась от субстрата, то от мест прикрепления за ней тянутся тяжи цитоплазмы. Иногда подобные тяжи могут связывать и цитоплазму соседних клеток, разошедшихся после деления.
Нужно отметить, что ламеллоподии вырастают не в произвольном месте клетки, а там, где синтезируется особая сигнальная молекула PIP3 (фосфатидилинозитол-3,4,5-трисфосфат). Именно эта молекула на переднем краю клетки координирует работу всех структур, необходимых для движения.
Фибробласты движутся в тех направлениях, куда направлены ламеллоподии. Если же у одной клетки их образуется одновременно две или больше, то клетка может некоторое время двигаться сразу в нескольких направлениях, при этом ее тело будет растягиваться. Но в конечном итоге клетка всегда выбирает какое-то одно направление движения.
К. б. н. П. А. Тюрин-Кузьмин, МГУ им. М. В. Ломоносова (Москва)