ФИБРОБЛАСТЫ: ХАРАКТЕРИСТИКА, ФУНКЦИИ, ГИСТОЛОГИЯ, КУЛЬТУРА - БИОЛОГИЯ - 2024

В фибробласты представляют собой гетерогенную группу клеток, называемый также фибробласты клеток. Эти субпопуляции клеток включают «классические фибробласты» и другие специализированные типы фибробластов, такие как миофибробласты, липофибробласты, сократительные интерстициальные клетки (CIC) и перициты.

Классические фибробласты - это основные клетки, которые являются частью структуры соединительной ткани тела, но они также отвечают за поддержание этой ткани.

Фибробласты

Их морфология будет зависеть от того места, где они находятся, и они в основном отвечают за синтез волокон и предшественника коллагена, а также за поддержание внеклеточного матрикса тканей.

В основном это клетки, образующие опорную структуру органов живых существ (животных и людей). Синтезируя волокна, коллаген, мукополисахариды (гликозаминогликан) и гликопротеины (фибронектин), они играют фундаментальную роль в восстановлении тканей, являясь главными действующими лицами в процессах заживления.

Во время заживления раны фибробласты мигрируют к месту повреждения, где они размножаются, чтобы восстановить коллаген.

Общие характеристики

Структура фибробластов варьируется в зависимости от состояния, в котором находится клетка, кроме того, эти клетки будут различаться в зависимости от их функции и места, где они расположены.

Фибробласты характеризуются наличием двух состояний; один активный и один неактивный. Поэтому в активном состоянии они называются фибробластами, а в неактивном - фиброцитами.

Фибробласты и фиброциты также известны как молодые клетки и зрелые клетки соответственно. Однако их обычно называют фибробластами взаимозаменяемо, чтобы обозначить любое состояние.

Фибробласты

Активная клетка (фибробласт), как указывает ее название, обладает высокой секреторной активностью.

Это крупные клетки (их длина от 50 до 100 мкм и ширина 30), плоские (толщиной 3 мкм) и веретенообразные (веретенообразные, широкие в центре и тонкие к концам).

Кроме того, они представляют собой множество нерегулярных цитоплазматических отростков, которые могут быть короткими и широкими или удлиненными, тонкими и сильно разветвленными. Эти ответвления помогают поддерживать отношения с другими фибробластами посредством простых физических связей или контактов.

Они также связаны с остальными клетками, которые окружают его в соединительной ткани, в том числе: мышечные клетки, нейроны, эндотелиальные клетки, лейкоциты и другие.

Связь происходит посредством прямого физического трения с использованием внеклеточного матрикса в качестве посредника или посредством секреции веществ.

С другой стороны, ядро ​​фибробластов прозрачное, плоское и овальное. Он также имеет одно или два выступающих ядрышка, которые исчезают в фиброците.

Эти клетки обладают группой органелл, обладающих высокой синтетической и секреторной активностью: обильный грубый эндоплазматический ретикулум, хорошо развитый комплекс Гольджи, секреторные пузырьки, богатые тропоколлагеном, рибосомами и митохондриями.

Еще одна особенность, которая выделяется в этих клетках, - это наличие сложного цитоскелета. Он состоит из системы микротрубочек и микрофиламентов, образованных в основном за счет экспрессии F, β- и γ-актинов, а также α-актинина.

Эти элементы сгруппированы на периферии клетки, прилегающей к миозину.

Такая структура типична для многофункциональной ячейки. Он также обеспечивает способность двигаться со скоростью 1 мкм / мин, накапливаясь на концах ран, восстанавливая ткани и формируя рубцы.

фиброцитами

Фиброциты - это более мелкие, веретенообразные клетки с более разреженной цитоплазмой, небольшим количеством органелл и меньшим количеством цитоплазматических отростков. Его ядро ​​темное, удлиненное и меньшего размера.

Хотя фиброцит находится в состоянии покоя (не секретируется) и обычно не делится часто, он может перейти в митоз и повторно синтезировать волокна, если происходит повреждение соединительной ткани.

Характеристики

Раньше считалось, что функция фибробластов очень проста, поскольку они классифицировались только как поддерживающая ткань для других типов клеток. Но сегодня известно, что фибробласты - очень динамичные клетки и их функции сложны.

Конкретная функция каждого фибробласта, а также его морфология будут зависеть от его местоположения в организме, происхождения, к которому он принадлежит, и воспринимаемых стимулов.

Фибробласты, даже находясь в одном месте, могут выполнять разные функции в зависимости от стимула, который они получают от окружающих их клеток.

Поддержание и реконструкция соединительной ткани

Его основная функция связана с поддержанием соединительной ткани, которая состоит из волокон (коллагеновых, ретикулярных и эластичных) и внеклеточного матрикса.

Фибробласты поддерживают внеклеточный матрикс тканей, синтезируя определенные соединения, из которых он состоит, в состоянии предшественников, а также некоторых волокон. Но они не только синтезируют их, они также способны поглощать некоторые из этих компонентов в процессах ремоделирования тканей.

Среди соединений, составляющих внеклеточный матрикс, находятся: волокнистые белки и аморфное основное вещество, состоящее в основном из гиалуроновой кислоты и интерстициальной плазмы.

Процесс синтеза и ремоделирования внеклеточного матрикса, осуществляемый фибробластами, осуществляется за счет продукции большого количества ферментов, принадлежащих к семейству металлопротеиназ.

Эти ферменты представляют собой интерстициальную коллагеназу, желатиназу А, протеогликаназы, гликозаминогликаназы и тканевые ингибиторы металлопротеиназы.

Эти ферменты участвуют в синтезе различных веществ, таких как коллагеназы I и III типа, эластичные волокна, фибронектин, протеогликаны, гликопротеины, белки и протеазы.

Взаимодействие с другими клетками и участие в иммунном ответе

Еще одна особенная функция фибробластов - это их способность взаимодействовать с местными клетками и вмешиваться на ранних стадиях иммунного ответа, поскольку они способны инициировать процесс воспаления в присутствии вторгшихся патогенов.

В этом смысле они провоцируют синтез хемокинов за счет представления рецепторов на своей поверхности, а также других химических медиаторов, таких как интерлейкины, нейропептиды и различные факторы роста.

Иногда они могут участвовать в Т-клетках как антигенпрезентирующие клетки, хотя эта функция встречается не так часто.

Прочие функции

С другой стороны, фибробласты обеспечивают способность соединительной ткани прикрепляться к окружающим тканям.

Они также демонстрируют сократимость и подвижность, используемые в структурной организации соединительной ткани, в первую очередь во время эмбриогенеза.

Кроме того, фибробласты будут выполнять свои функции в зависимости от места их нахождения и характеристик каждой клеточной линии. Например, фибробласты десен цементируют мягкую соединительную ткань, окружающую альвеолярную кость (десну).

Между тем, фибробласты периодонтальной связки окружают корневую часть зуба, производя и поддерживая имплантацию соединительной ткани, которая обеспечивает ее стабильное закрепление внутри альвеолы.

Точно так же фибробласты в коже очень разнообразны, одна из их функций - сохранять кожу гладкой и шелковистой за счет синтеза коллагена, эластина или протеогликанов.

С возрастом функция этих клеток снижается, что вызывает появление типичных признаков старения, таких как морщины. Им также приписывают индукцию волосяных фолликулов, потовых желез, среди прочего.

гистология

Фибробласты происходят из примитивных и плюрипотентных мезенхимальных клеток.

В некоторых экстренных случаях организм посредством процесса, называемого эпителиально-мезенхимальным переходом (ЭМП), способен формировать фибробласты из эпителиальных клеток.

Обратный процесс трансформации фибробластов в эпителиальные клетки также возможен через процесс мезенхимально-эпителиального перехода (MET).

Следовательно, возможно, что фибробласты могут дифференцироваться в специализированные эпителиальные клетки, такие как адипоциты, хондроциты и другие.

Этот процесс полезен для восстановления тканей, но он также происходит при злокачественных процессах, таких как рост опухоли.

культура

Динамизм этой клетки сделал ее привлекательной целью для исследований, и, поскольку с ней относительно легко манипулировать на уровне in vitro, она была изучена с помощью клеточных культур в лаборатории.

Эти исследования выявили важные данные, например:

Было обнаружено, что в культурах фибробластов из эмбриональной ткани они способны делать до 50 делений до того, как стареют и дегенерируют.

Эта характеристика сделала их идеальными клетками для изучения кариотипа человека.

Однако способность к делению значительно снижена у фибробластов из взрослой ткани, в которых наблюдается примерно 20 делений.

Точно так же косметическая промышленность в настоящее время использует культивирование фибробластов для получения молекул, которые могут быть введены в кожу, чтобы бороться с типичными признаками старения.

В этом смысле они предложили регенеративное лечение, которое в настоящее время используется в США. Лечение заключается в заполнении морщин путем непосредственного введения собственных (собственных) фибробластов.

Для этого берут небольшой кусочек ткани, извлеченный из задней части уха пациента. Поскольку они являются собственными фибробластами, они не вызывают отторжения, и таким образом реактивируется автогенерация коллагена, эластина и других веществ.

Заболевания, связанные с фибробластами

Неисправность этих клеток связана с некоторыми патологиями. Наиболее важные из них перечислены ниже:

Венозные язвы

Венозные язвы с низким содержанием коллагена и фибронектина.

В частности, было замечено, что способность к продукции коллагена фибробластами в поражении снижается, в то время как продукция фибронектина является нормальной.

Считается, что низкая выработка коллагена связана с наличием низкого уровня кислорода (гипоксия) в тканях, а недостаток фибронектина - с его большей деградацией в язве.

склеродермия

Это довольно редкое и хроническое аутоиммунное заболевание, которое заключается в скоплении диффузной фиброзной ткани.

Он также вызывает дегенеративные изменения и аномалии, проявляющиеся в коже, стенках мелких артерий, суставах и внутренних органах.

Патологический фиброз, возникающий при этом заболевании, характеризуется неконтролируемой активацией фибробластов, которая вызывает чрезмерное и постоянное накопление и ремоделирование внеклеточного матрикса.

Ревматоидный артрит

Это хроническое аутоиммунное заболевание, поражающее суставы, характеризующееся воспалением суставов, которое вызывает деформацию и сильную боль.

Синовиальные фибробласты, основной клеточный компонент синовиальной оболочки сустава, играют важную роль в развитии ревматоидного артрита. При этой патологии увеличивается количество синовиальных фибробластов (гиперплазия).

Они также демонстрируют атипичный фенотип, связанный с активацией определенных внутриклеточных сигнальных путей, которые провоцируют рост клеток и экспрессию множества провоспалительных веществ.

Все это способствует хемотаксису, накоплению и активации воспалительных клеток, ангиогенезу и разрушению костей и хрящей.

Ссылки

1. Авторы Википедии. Фибробласт. Википедия, свободная энциклопедия. 9 декабря 2018 г., 10:50 UTC. Доступно на: en.wikipedia.org,
2. Рамос А., Бесеррил С., Сиснерос Дж., Монтаньо М. Миофибробласт, многофункциональная клетка при легочной патологии. Преподобный Inst. Nal. EnF. Респ. Мекс. 2004; 17 (3): 215-231. Доступно на: scielo.org.mx/scielo
3. Акоста А. Фибробласт: его происхождение, структура, функции и неоднородность в пародонте. Universitas Odontológica, 2006; 25 (57): 26-33
4. Sriram G, Bigliardi PL, Bigliardi-Qi M. Гетерогенность фибробластов и ее значение для разработки органотипических моделей кожи in vitro. Европейский журнал клеточной биологии. 2015; 94: 483-512.
5. Искьердо Э., Паблос Дж. Синовиальные фибробласты. Семинары Испанского фонда ревматологии. 2013; 14 (4): 95-142.