Фибробласты — клетки соединительной ткани¶

Фибробласты — это клетки соединительной ткани, синтезирующие внеклеточный матрикс и коллаген; основной источник белков межклеточного вещества в организме млекопитающих, включая человека. Вместе с фиброцитами (созревшей, менее активной формой) они формируют клеточную популяцию, обеспечивающую структурную целостность тканей, заживление ран и поддержание обмена веществ.

¶Происхождение и развитие

Фибробласты развиваются из мезенхимальных клеток-предшественников, которые в эмбриогенезе происходят из мезодермы. В зрелом организме источником новых фиробластов могут служить местные клетки-предшественники, а также клетки костного мозга, способные к мезенхимальной дифференцировке.

В зависимости от активности и фазы жизненного цикла различают две основные формы:

• Активные фибробласты — крупные клетки с развитой шероховатой эндоплазматической сеткой и многочисленными отростками; интенсивно синтезируют компоненты матрикса.
• Фиброциты — зрелые, малоподвижные клетки с редуцированным аппаратом синтеза; выполняют преимущественно трофическую функцию.

¶Строение

Фибробласты имеют вытянутую или звёздчатую форму с множеством цитоплазматических отростков, которыми они контактируют с волокнами матрикса и соседними клетками. В цитоплазме хорошо развиты органеллы, связанные с белковым синтезом: шероховатая эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи, рибосомы. Ядро крупное, светлое, с выраженным ядрышком.

Клетка выделяет в межклеточное вещество профермент про-коллагена, который вне клетки превращается в зрелый коллагеновый фибрилл. Помимо коллагенов I и III типов, фибробласты продуцируют фибронектин, протеогликаны, гиалуроновую кислоту и эластин.

¶Функции

Основные роли фибробластов в организме:

1. Синтез внеклеточного матрикса. Образование коллагеновых, эластических и ретикулярных волокон, а также аморфного вещества межклеточного вещества.
2. Заживление ран. После повреждения ткани фибробласты мигрируют в раневое дефект, пролиферируют и заполняют его грануляционной тканью, которая затем созревает в рубец.
3. Ремоделирование ткани. Обеспечение баланса между синтезом и деградацией компонентов матрикса под действием матриксных металлопротеиназ.
4. Трофическая поддержка. Секреция факторов роста, регулирующих активность эпителиальных, эндотелиальных и иммунных клеток.

¶Миграция и участие в заживлении

При повреждении кожи и мягких тканей фибробласты активируются цитокинами и факторами роста (в том числе TGF-β, PDGF), которые выделяют тромбоциты и макрофаги. Активированные фибробласты приобретают свойства миофибробластов — клеток, сочетающих синтетическую активность со способностью к сокращению за счёт актиновых филаментов. Сокращение краёв раны уменьшает её площадь, а последующий синтез коллагена обеспечивает механическую прочность рубца.

¶Фибробласты и патология

Нарушение активности фибробластов лежит в основе ряда заболеваний:

• Фиброз — избыточное накопление компонентов матрикса при хроническом воспалении; поражает лёгкие (идиопатический лёгочный фиброз), печень (цирроз), сердце и другие органы.
• Келоидные рубцы и гипертрофические рубцы — чрезмерная пролиферация фибробластов и синтез коллагена в месте повреждения кожи.
• Фиброматозы — группа опухолеподобных поражений, обусловленных клональной пролиферацией фибробластоподобных клеток.
• Старение. С возрастом активность фибробластов снижается, уменьшается синтез коллагена и эластина, что проявляется истончением кожи и образованием морщин.

¶Фибробласты в биомедицине

Фибробласты используются в клеточной биологии и регенеративной медицине. Культура фибробластов кожи человека — одна из первых клеточных линий, полученных в лабораторных условиях (линия WI-38, выделенная Леонардом Хейфлицем в 1960-х годах, широко применяется в вирусологии и биомедицинских исследованиях).

В косметологии и пластической хирургии применяются инъекции аутологичных фибробластов для улучшения структуры кожи. Фибробласты также служат источником индуцированных плюрипотентных стем-клеток (iPSC) при репрограммировании по методу Синъя Яманаки.

В онкологии изучается роль так называемых рак-ассоциированных фибробластов (CAF), которые формируют микроопухоли и влияют на прогрессирование и лекарственную устойчивость злокачественных новообразований.

¶История

Термин «фибробласт» ввёл в научный оборот итальянский анатом и гистолог Джулио Биццоцеро в 1871 году для обозначения клеток, участвующих в образовании соединительной ткани и заживлении ран.

¶Источники

• Альбертс Б. и др. Молекулярная биология клетки.
• Росс Р., Кляйнман Х. Pathology of Wound Healing.
• Курников А. Н., Ковалёв В. И. Общая патология человека.
• Википедия: Fibroblast.