Роль фибробластов при воспалении

Фибробласты

Наиболее известна роль фибробластов в репаративных реакциях при воспалении, благодаря которым разрушенные структуры замещаются соединительной (в том числе рубцовой) тканью. Их пролиферация начинается в первые часы после тканевого повреждения и достигает максимума между 2—10-м днем. Стимулы, регулирующие активность фибробластов, не могут считаться окончательно выясненными; однако известно, что к ним относятся продукты макрофагов (монокины) и, в частности, интерлейкин-1.

Фибробласты — важнейшие клетки соединительной ткани, главный источник коллагена, эластина, гликозаминогликанов и гликопротеинов, т. е. основных биохимических структур, из которых состоит эта ткань. При хроническом воспалении (в том числе иммунообусловленном) фибробласты активно размножаются и вместе с продуцируемыми ими компонентами соединительной ткани (волокна и основное вещество) и новообразуемыми капиллярными петлями образуют грануляционную ткань, которая при некоторых заболеваниях может играть существенную роль в развитии основного патологического процесса и его исходах.

В частности, при ревматоидном артрите грануляционная ткань в полости сустава (паннус) способна активно разрушать хрящ и кость. В этом разрушении, помимо клеток паннуса как такового, участвуют и макрофаги, поступающие по новообразованным сосудам грануляционной ткани. Примечательно, что макрофаги не только способны активировать деление фибробластов и синтез коллагена, но и секретируют коллагеназу, взаимодействующую с коллагеном, продуцируемым фибробластами. С другой стороны, новообразованный коллаген обладает хемотаксическими свойствами по отношению к макрофагам.

В связи с этим макрофаги и фибробласты могут рассматриваться как содружественная клеточная система, функционирующая при повреждении и структурном восстановлении соединительной ткани. При стихании хронического воспаления, в том числе и под влиянием целенаправленного лечения, грануляционная ткань становится менее васкуляризированной, число клеток и количество основного вещества в ней уменьшаются, а количество зрелого коллагена увеличивается. Завершается этот процесс формированием рубцовой ткани.

Фибробласты, по-видимому, могут принимать участие и в генерировании воспалительных реакций. Им присущи слабые фагоцитарные свойства (на поверхности имеются рецепторы для твердых частичек), при стимулировании они способны выделять во внеклеточное пространство лизосомные ферменты и нейтральные протеазы (активатор плазминогена и коллагеназу), но в значительно меньших количествах по сравнению с макрофагами. Установлено также, что фибробласты могут продуцировать интерлейкины1 и 6, Ринтерферон и факторы, стимулирующие дифференцирование стволовой клетки в колонии зрелых нейтрофилов и моноцитов {аналогичные колониестимулирующим факторам, вырабатываемым макрофагами).

Таким образом, фибробласты имеют важное значение на разных этапах воспалительного процесса. Из изложенного также ясно, что адекватное тормозящее влияние на фибробласты может проявиться уменьшением выраженности хронического воспаления и процессов склерозирования.

Общие реакции при воспалении

Своеобразием воспаления является тот факт, что даже сугубо местный воспалительный процесс сопровождается характерной совокупностью общих неспецифических реакций организма. Поэтому воспаление в принципе всегда представляется сочетанием очевидных местных и гораздо менее манифестных системных проявлений, которые клинически могут быть как явными, так и латентными. При этом системные проявления отражают именно местный воспалительный процесс, оказываясь адекватной реакцией на его конкретные медиаторы.

Они вторичны по отношению к воспалению и в этом состоит их принципиальное отличие от биологических реакций, свойственных рассмотренным ранее системам генерации воспаления. Среди подобных неспецифических реакций наиболее очевидна лихорадка, основным медиатором которой считается интерлейкин-1, продуцируемый макрофагами в очагах воспаления и взаимодействующий с центрами терморегуляции в гипоталамусе.

Повышение температуры тела при воспалении обладает явной биологической целесообразностью, поскольку оно повышает фагоцитарную активность и тем самым облегчает процессы уничтожения микроорганизмов и тканевой репарации. Таким образом, местный процесс вызывает общую реакцию, которая в свою очередь целенаправленно воздействует на этот местный процесс. Кроме того, на примере лихорадки легко видеть, что биологически целесообразная реакция может быть индивидуально (клинически) неблагоприятной, поскольку само по себе повышение температуры тела может причинить организму серьезный вред.

Характерными системными проявлениями острой воспалительной реакции служат нейтрофильный лейкоцитоз со сдвигом влево и (что менее известно) тромбоцитоз. Помимо интерлейкина-1, медиаторами этих проявлений могут быть вырабатываемые макрофагами и фибробластами колониестимулирующие факторы. Часто развивающиеся при воспалительных заболеваниях похудание, атрофия мышц и слабость оказываются, наиболее вероятно, результатом влияния фактора некроза опухоли (продукта макрофагов).

Кроме того, интерлейкин-1 также способен вызвать протеолиз скелетных мышц. Системной реакцией при воспалении на ранних его этапах оказывается также открытый Н. Selye в 50-х годах общий синдром адаптации, ведущей чертой которого является повышенная выработка кортизола. Следует учитывать, что эффект этого кортикостероида проявляется, в частности, в умеренном повышении числа лейкоцитов и тромбоцитов.

Характерными лабораторными симптомами воспаления служат определяемые в крови так называемые острофазовые белки, синтезируемые в печени. Некоторые из них имеют «отрицательное» значение, поскольку при воспалительных болезнях их содержание в плазме уменьшается (вследствие повышенного катаболизма или торможения их синтеза в связи с переключением биосинтетической активности клетки на иные пути метаболизма). Сюда относятся альбумин, преальбумин и трансферрин, среди которых только первый имеет в клинических условиях реальное значение.

Гораздо большее внимание уделяется тем острофазовым белкам, концентрация которых при развитии воспаления нарастает. Их повышенная продукция печенью отражает, по-видимому, закрепленную в филогенезе биологическую целесообразность этих веществ, регулирующих выраженность воспалительного процесса в отражении внешних вредоносных воздействий. К ним принадлежат белки разной природы, выполняющие разнообразные функции.

В частности, необходимо отметить нарастание ряда факторов свертывания — фибриногена, протромбина, фактора VIII и плазминогена. Это связано, наиболее вероятно, с тем, что эволюционно воспаление у высших млекопитающих очень часто оказывалось результатом травмы и сопровождалось кровотечением. Кроме того, свертывание в области внедрения повреждающего фактора (в том числе микробов) способствует локализации патологических изменений.

К количественно нарастающим острофазовым белкам относятся также компоненты комплемента и его ингибиторы (как и ингибиторы других протеолитических ферментов—a1-антитрипсин и a2-антихимотрипсин). Повышение уровня гаптоглобина, ферритина и гемопексина, возможно, отражает повышенное использование железа из распадающегося гемоглобина, церулоплазмина — связывание свободных кислородных радикалов, С-реактивного белка — неспецифическую опсонизацию, облегчающую последующее влияние иммунных механизмов (в связи с чем С-реактивный белок называют «примитивным антителом»).

Существуют также острофазовые белки, функция которых неизвестна: орозомукоид (a1-кислый мукопротеин), сывороточный компонент амилоида (SAA), Сдглобулин. Степень нарастания рассмотренных веществ различна. Так, содержание церулоплазмина и 3-го компонента комплемента (С3) чаще увеличивается в 1,2—1,5 раза, фибриногена — в 2—3 раза, С-реактивного белка и SAA — в сотни раз. Несмотря на неспецифичность выработки острофазовых белков (их уровень нарастает при воспалении любого происхождения), в этом отношении имеются единичные исключения. В частности, при СКВ, несмотря на генерализоваиный воспалительный процесс, заметного нарастания уровня С-реактивного белка часто не происходит.

Опубликовал Константин Моканов

Источник

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

Классические фибробласты являются основными клетками, которые являются частью структуры соединительной ткани тела, но также отвечают за поддержание ткани.

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

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

Во время заживления ран фибробласты мигрируют в место повреждения, где они размножаются, чтобы восстановить коллаген.

индекс

1 Общая характеристика
- 1.1 Фибробласты
- 1.2 Фиброциты
2 функции
- 2.1 Обслуживание и ремоделирование соединительной ткани
- 2.2 Взаимодействие с другими клетками и участие в иммунном ответе
- 2.3 Другие функции
3 Гистология
4 Выращивание
5 Заболевания, связанные с фибробластами
- 5.1 Венозные язвы
- 5.2 Склеродермия
- 5.3 Ревматоидный артрит
6 Ссылки

Общие характеристики

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

Фибробласты характеризуются двумя состояниями; один активный и один неактивный. Поэтому в активном состоянии они называются фибробластами, а в неактивных фиброцитах.

Фибробласты и фиброциты также известны как молодые и зрелые клетки соответственно. Тем не менее, они обычно называются фибробластами нечетко, чтобы относиться к любому из двух состояний.

фибробласты

Активная клетка (фибробласт), как следует из ее названия, обладает высокой секреторной активностью.

Это большие ячейки (они имеют длину от 50 до 100 микрон в длину и 30 в ширину), плоские (толщиной 3 микрона) и в форме веретена (веретенообразные, широкие в центре и тонкие по концам).

Кроме того, они представляют множество нерегулярных цитоплазматических процессов, которые могут быть короткими и широкими или удлиненными, тонкими и сильно разветвленными. Эти ветви служат для поддержания отношений с другими фибробластами посредством связей или простых физических контактов..

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

Связь происходит через прямое физическое трение, используя внеклеточный матрикс в качестве посредника или через секрецию веществ.

С другой стороны, ядро фибробластов прозрачное, плоское и овальное. У этого также есть одно или два видных ядра, которые исчезают в фиброците.

Эти клетки обладают группой органелл, характерных для высокой синтетической и секреторной активности: обильный грубый эндоплазматический ретикулум, хорошо развитый комплекс Гольджи, секреторные везикулы, богатые тропоколлагеном, рибосомами и митохондриями..

Другой особенностью, которая выделяется в этих клетках, является наличие сложного цитоскелета. Он состоит из системы микротрубочек и микрофиламентов, образованных в основном за счет экспрессии актина F, β и γ, а также актинина α.

Эти элементы сгруппированы на периферии клеток, прилегающих к миозину.

Эта структура типична для многофункциональной ячейки. Он также дает возможность двигаться со скоростью 1 мкм / мин, накапливаясь на концах раны для восстановления тканей и образования рубцов.

фиброциты

Фиброциты представляют собой более мелкие клетки, с веретенообразной формой, со скудной цитоплазмой, с небольшим количеством органелл и меньшим количеством цитоплазматических процессов. Его ядро темное, удлиненное и меньше.

Хотя фиброцит находится в покое (несекреторная) форма и обычно не делится часто, он может вступать в митоз и повторно синтезировать волокна, если происходит повреждение соединительной ткани.

функции

В прошлом считалось, что функция фибробластов была очень простой, поскольку она была внесена в каталог только в качестве поддерживающей ткани для других типов клеток. Но теперь известно, что фибробласты являются очень динамичными клетками и их функции сложны.

Специфическая функция каждого фибробласта, а также его морфология будут зависеть от его местоположения в организме, линии, к которой они принадлежат, и воспринимаемых стимулов..

Фибробласты, даже находясь в одном и том же месте, могут выполнять различные функции в соответствии со стимулом, который они получают от окружающих их клеток..

Поддержание и ремоделирование соединительной ткани

Его основная функция связана с поддержанием соединительной ткани, которая образована волокнами (коллагеновые, ретикулярные и эластичные) и внеклеточным матриксом..

Фибробласты поддерживают внеклеточный матрикс тканей, синтезируя определенные соединения, которые его составляют, в состоянии предшественников, а также некоторые волокна. Но они не только синтезируют, но и способны фагоцитировать некоторые из этих компонентов в процессах ремоделирования тканей..

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

Процесс синтеза и ремоделирования внеклеточного матрикса, осуществляемый фибробластами, осуществляется путем производства широкого спектра ферментов, принадлежащих к семейству металлопротеиназ..

Этими ферментами являются интерстициальная коллагеназа, желатиназа А, протеогликаназа, гликозаминогликаназа 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

Другой функцией, которая выделяется в фибробластах, является их способность взаимодействовать с локальными клетками и вмешиваться на ранних стадиях иммунного ответа, поскольку они способны инициировать процесс воспаления в присутствии патогенных микроорганизмов..

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

Иногда они могут участвовать в качестве антигенпрезентирующих клеток в Т-клетках, хотя эта функция встречается не так часто.

Другие функции

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

Они также представляют сократимость и подвижность, используемые в структурной организации соединительной ткани, прежде всего во время эмбриогенеза.

Кроме того, фибробласты будут выполнять свои функции в зависимости от места, где они находятся, и характеристик каждой клеточной линии. Например, фибробласты десны образуют мягкую соединительную ткань, которая окружает альвеолярную кость (десна).

Между тем, фибробласты периодонтальной связки окружают корневую часть зуба, производя и поддерживая имплантацию соединительной ткани, которая обеспечивает стабильную фиксацию этого внутри альвеолы..

Точно так же фибробласты кожи очень разнообразны, и одной из их функций является поддержание гладкости и шелковистости кожи за счет синтеза коллагена, эластина или протеогликанов..

С возрастом функция этих клеток уменьшается, и это делает типичные признаки возраста похожими на 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 (EMT), способен образовывать фибробласты из эпителиальных клеток..

Обратный процесс трансформации фибробластов в эпителиальные клетки также возможен посредством процесса мезенхимально-эпителиального перехода (МЕТ).

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

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

выращивание

Динамизм этой клетки сделал ее привлекательной целью для исследований, и потому что ее манипулирование было относительно легким в пробирке, они были изучены на клеточных культурах в лаборатории.

Эти исследования выявили важные данные, например:

Было обнаружено, что в культурах фибробластов эмбриональной ткани они способны проводить до 50 делений до старения и дегенерации..

Эта характеристика сделала их идеальными клетками для изучения кариотипа человека.

Однако способность к делению значительно снижается в фибробластах из ткани взрослого человека, в которых наблюдается приблизительно 20 делений.

Аналогичным образом, косметическая промышленность в настоящее время использует культивирование фибробластов для получения молекул, которые могут быть введены в кожу, для борьбы с типичными признаками старения..

В этом смысле они предложили восстановительное лечение, которое в настоящее время используется в США. Процедура состоит в заполнении морщин путем непосредственного введения аутологичных (собственных) фибробластов..

Для этого возьмите небольшую порцию ткани, удаленную из задней области ушей того же пациента. Поскольку они сами являются фибробластами, они не вызывают отторжения и, таким образом, самогенерация коллагена, эластина и других веществ реактивируется..

Заболевания, связанные с фибробластами

Неисправность этих клеток связана с некоторыми патологиями. Вот самые важные из них:

Венозные язвы

Течение венозной язвы с низким содержанием коллагена и фибронектина.

В частности, было замечено, что производственная способность коллагена фибробластами в очаге поражения снижается, в то время как выработка фибронектина нормальная..

Считается, что низкая выработка коллагена обусловлена наличием низкого уровня кислорода (гипоксии) в тканях и дефицитом фибронектина, что приводит к большей деградации его в язве.

склеродермия

Это редкое и хроническое аутоиммунное заболевание, которое состоит из скопления диффузной фиброзной ткани.

Также имеются 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 накопление и ремоделирование внеклеточного матрикса, превышенного и постоянного.

Ревматоидный артрит

Это хроническое аутоиммунное заболевание, которое поражает суставы и характеризуется их воспалением, которое вызывает деформацию и сильную боль..

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

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

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

ссылки

Участники Википедии. Фибробласт. Википедия, Свободная энциклопедия. 9 декабря 2018 года, 10:50 UTC. Доступно по адресу: en.wikipedia.org,
Рамос А., Бесерриль С., Сиснерос Ю., Монтаньо М. Миофибробласт, многофункциональная клетка при патологии легких. Преподобный Инст. Нал. EnF. Респ. Мекс. 2004; 17 (3): 215-231. Доступно по адресу: scielo.org.mx/scielo
Акоста А. Фибробласт: его происхождение, структура, функции и гетерогенность в периодонте. Университет Одонтологика, 2006; 25 (57): 26-33
Шрирам Г., Биглиарди П.Л., Биглиарди-Ци М. Неоднородность фибробластов и ее значение для конструирования органотипических моделей кожи in vitro. Европейский журнал клеточной биологии. 2015; 94: 483-512.
Левый E, Паблос Дж. Синовиальные фибробласты. Семинары испанского фонда ревматологии. 2013; 14 (4): 95-142

Источник