FIBROBLASTY: CHARAKTERYSTYKA, FUNKCJE, HISTOLOGIA, KULTURA - BIOLOGIA - 2026

W fibroblasty stanowią niejednorodną grupę komórek, zwany także fibroblastów komórek. Te subpopulacje komórek obejmują „klasyczne fibroblasty” i inne wyspecjalizowane typy fibroblastów, takie jak miofibroblasty, lipofibroblasty, kurczliwe komórki śródmiąższowe (CIC) i perycyty.

Klasyczne fibroblasty są głównymi komórkami wchodzącymi w skład struktury tkanki łącznej organizmu, ale są również odpowiedzialne za utrzymanie tej tkanki.

Fibroblasty

Ich morfologia będzie zależała od miejsca ich znalezienia i są one głównie odpowiedzialne za syntezę włókien i prekursora kolagenu, a także utrzymanie macierzy zewnątrzkomórkowej tkanek.

Zasadniczo są to komórki, które tworzą strukturę nośną narządów u istot żywych (zwierząt i ludzi). Syntetyzując włókna, kolagen, mukopolisacharydy (glikozaminoglikan) i glikoproteiny (fibronektynę), odgrywają podstawową rolę w naprawie tkanek, będąc protagonistami w procesach gojenia.

Podczas gojenia się ran fibroblasty migrują do miejsca urazu, gdzie namnażają się, aby przywrócić kolagen.

Charakterystyka ogólna

Struktura fibroblastów różni się w zależności od stanu, w jakim znajduje się komórka, ponadto komórki te będą różne w zależności od ich funkcji i miejsca, w którym się znajdują.

Fibroblasty charakteryzują się dwoma stanami; jeden aktywny i jeden nieaktywny. Dlatego w stanie aktywnym nazywane są fibroblastami, aw stanie nieaktywnym fibrocytami.

Fibroblasty i fibrocyty są również nazywane odpowiednio młodymi komórkami i dojrzałymi komórkami. Jednak ogólnie nazywane są one zamiennie fibroblastami, w odniesieniu do któregokolwiek stanu.

Fibroblasty

Aktywna komórka (fibroblast), jak sama nazwa wskazuje, ma wysoką aktywność wydzielniczą.

Są to duże komórki (mają od 50 do 100 mikronów długości i 30 szerokości), są płaskie (3 mikrony grubości) i wrzecionowate (wrzecionowate, szerokie pośrodku i cienkie na końcach).

Ponadto wykazują różnorodne nieregularne procesy cytoplazmatyczne, które mogą być krótkie i szerokie lub wydłużone, cienkie i silnie rozgałęzione. Te gałęzie pomagają utrzymać związek z innymi fibroblastami poprzez proste połączenia fizyczne lub kontakty.

Są również powiązane z pozostałymi komórkami otaczającymi ją w tkance łącznej, w tym między innymi: komórkami mięśniowymi, neuronami, komórkami śródbłonka, leukocytami.

Komunikacja zachodzi poprzez bezpośrednie tarcie fizyczne, z wykorzystaniem macierzy pozakomórkowej jako pośrednika lub poprzez wydzielanie substancji.

Z drugiej strony jądro fibroblastów jest przejrzyste, płaskie i owalne. Ma również jedno lub dwa wystające jąderka, które znikają w fibrocycie.

Komórki te posiadają grupę organelli charakteryzujących się wysoką aktywnością syntetyczną i wydzielniczą: obfite szorstkie retikulum endoplazmatyczne, dobrze rozwinięty kompleks Golgiego, pęcherzyki wydzielnicze bogate w tropokolagen, rybosomy i mitochondria.

Inną cechą wyróżniającą się w tych komórkach jest obecność złożonego cytoszkieletu. Składa się z systemu mikrotubul i mikrofilamentów, utworzonych głównie przez ekspresję aktyn F, β i γ oraz aktyniny α.

Elementy te są zgrupowane na obrzeżach komórki sąsiadujących z miozyną.

Taka struktura jest typowa dla komórki wielofunkcyjnej. Zapewnia również możliwość poruszania się z prędkością 1 µm / min, gromadząc się na końcach ran w celu naprawy tkanki i tworzenia blizn.

Fibrocyty

Fibrocyty to mniejsze, wrzecionowate komórki z rzadszą cytoplazmą, kilkoma organellami i mniejszą liczbą procesów cytoplazmatycznych. Jego jądro jest ciemne, wydłużone i mniejsze.

Chociaż fibrocyt jest w stanie spoczynku (nie wydzielającym) i zwykle nie dzieli się często, może przejść do mitozy i ponownie zsyntetyzować włókna, jeśli dojdzie do uszkodzenia tkanki łącznej.

cechy

W przeszłości uważano, że funkcja fibroblastów jest bardzo prosta, ponieważ klasyfikowano je tylko jako tkankę podporową dla innych typów komórek. Ale dziś wiadomo, że fibroblasty są komórkami bardzo dynamicznymi, a ich funkcje są złożone.

Specyficzna funkcja każdego fibroblastu, jak również jego morfologia, będą zależeć od jego lokalizacji w ciele, linii, do której należy, oraz postrzeganych bodźców.

Fibroblasty, nawet będąc w tym samym miejscu, mogą pełnić różne funkcje w zależności od bodźca, który otrzymują od otaczających je komórek.

Utrzymanie i przebudowa tkanki łącznej

Jego główna funkcja związana jest z utrzymaniem tkanki łącznej, na którą składają się włókna (kolagenowe, siatkowate i elastyczne) oraz macierz zewnątrzkomórkowa.

Fibroblasty utrzymują macierz zewnątrzkomórkową tkanek, syntetyzując pewne związki, które ją tworzą, w stanie prekursorów, a także niektórych włókien. Ale nie tylko je syntetyzują, ale są również w stanie pochłonąć niektóre z tych składników w procesach przebudowy tkanek.

Wśród związków tworzących macierz zewnątrzkomórkową znajdują się: białka włókniste i bezpostaciowa substancja gruntowa, składająca się głównie z kwasu hialuronowego i osocza śródmiąższowego.

Proces syntezy i przebudowy macierzy pozakomórkowej zachodzący przez fibroblasty odbywa się poprzez produkcję wielu różnych enzymów należących do rodziny metaloproteinaz.

Te enzymy to śródmiąższowa kolagenaza, żelatynaza A, proteoglikanazy, glikozaminoglikanazy i tkankowe inhibitory metaloproteinazy.

Enzymy te uczestniczą w syntezie różnych substancji, takich jak kolagenazy typu I i III, włókna elastyczne, fibronektyna, proteoglikany, glikoproteiny, białka i proteazy.

Interakcja z innymi komórkami i udział w odpowiedzi immunologicznej

Inną funkcją, która wyróżnia się w fibroblastach, jest ich zdolność do interakcji z miejscowymi komórkami i interweniowania we wczesnych stadiach odpowiedzi immunologicznej, ponieważ są one zdolne do zainicjowania procesu zapalnego w obecności atakujących patogenów.

W tym sensie prowokują syntezę chemokin poprzez prezentację receptorów na ich powierzchni, a także innych chemicznych mediatorów, takich jak interleukiny, neuropeptydy i różne czynniki wzrostu.

Mogą czasami uczestniczyć jako komórki prezentujące antygen w komórkach T, chociaż ta funkcja nie jest tak powszechna.

Inne funkcje

Z drugiej strony fibroblasty zapewniają tkance łącznej zdolność przylegania do otaczających tkanek.

Przedstawiają również kurczliwość i ruchliwość wykorzystywaną w organizacji strukturalnej tkanki łącznej, przede wszystkim podczas embriogenezy.

Ponadto fibroblasty będą pełnić swoje funkcje w zależności od miejsca, w którym się znajdują i cech każdej linii komórkowej. Na przykład fibroblasty dziąseł cementują miękką tkankę łączną otaczającą kość wyrostka zębodołowego (dziąsło).

Tymczasem fibroblasty więzadła ozębnego otaczają korzeń zęba, wytwarzając i utrzymując implantację tkanki łącznej, która zapewnia jej stabilne zakotwiczenie w zębodole.

Podobnie fibroblasty w skórze są bardzo zróżnicowane, a jedną z ich funkcji jest utrzymywanie skóry gładkiej i jedwabistej dzięki syntezie kolagenu, elastyny ​​lub proteoglikanów.

Z wiekiem funkcja tych komórek spada, co powoduje pojawienie się typowych oznak starzenia, takich jak zmarszczki. Przypisuje się im również m.in. indukcję mieszków włosowych, gruczołów potowych.

Histologia

Fibroblasty pochodzą z prymitywnych i pluripotencjalnych komórek mezenchymalnych.

W niektórych sytuacjach awaryjnych organizm, w procesie zwanym przemianą nabłonkowo-mezenchymalną (EMT), jest zdolny do tworzenia fibroblastów z komórek nabłonka.

Odwrotny proces transformacji fibroblastów do komórek nabłonka jest również możliwy poprzez proces przejścia mezenchymalno-nabłonkowego (MET).

Dlatego jest możliwe, że fibroblasty mogą różnicować się w wyspecjalizowane komórki nabłonkowe, takie jak między innymi adipocyty, chondrocyty.

Proces ten jest przydatny w naprawie tkanek, ale występuje również w procesach złośliwych, takich jak wzrost guza.

Kultura

Dynamizm tej komórki uczynił ją atrakcyjnym celem do badań, a ponieważ manipulowanie nią na poziomie in vitro było stosunkowo łatwe, badano ją na hodowlach komórkowych w laboratorium.

Badania te ujawniły ważne dane, na przykład:

W hodowlach fibroblastów z tkanki embrionalnej zaobserwowano, że są one zdolne do wykonania do 50 podziałów, zanim się zestarzeją i ulegną degeneracji.

Ta cecha uczyniła je idealnymi komórkami do badania ludzkiego kariotypu.

Jednak zdolność do podziału jest znacznie zmniejszona w fibroblastach z tkanki dorosłej, w których obserwuje się około 20 podziałów.

Podobnie przemysł kosmetyczny wykorzystuje obecnie hodowlę fibroblastów do otrzymywania cząsteczek, które można wprowadzić do skóry w celu zwalczania typowych oznak starzenia.

W tym sensie zaproponowali terapię regeneracyjną, obecnie stosowaną w USA. Zabieg polega na wypełnieniu zmarszczek poprzez bezpośrednie wstrzyknięcie autologicznych (własnych) fibroblastów.

Aby to zrobić, pobierają mały kawałek tkanki pobrany z tyłu uszu pacjenta. Ponieważ są one własnymi fibroblastami, nie generują odrzucenia i w ten sposób reaktywowana jest autogeneracja kolagenu, m.in. elastyny.

Choroby związane z fibroblastami

Wadliwe działanie tych komórek jest związane z niektórymi patologiami. Najważniejsze z nich wymieniono poniżej:

Owrzodzenia żylne

Owrzodzenia żylne mają niską zawartość kolagenu i fibronektyny.

W szczególności zaobserwowano, że zdolność do produkcji kolagenu przez fibroblasty w uszkodzeniu jest zmniejszona, podczas gdy produkcja fibronektyny jest normalna.

Uważa się, że niska produkcja kolagenu jest spowodowana obecnością niskiego poziomu tlenu (niedotlenienia) w tkankach i niedoborem fibronektyny w celu dalszej jej degradacji we wrzodzie.

Twardzina skóry

Jest to dość rzadka i przewlekła choroba autoimmunologiczna, która polega na nagromadzeniu rozproszonej tkanki włóknistej.

Powoduje również zmiany zwyrodnieniowe i anomalie objawiające się w skórze, ścianach małych tętnic, stawów i narządach wewnętrznych.

Patologiczne zwłóknienie występujące w tej chorobie charakteryzuje się niekontrolowaną aktywacją fibroblastów, która wyzwala nadmierną i stałą akumulację oraz przebudowę macierzy zewnątrzkomórkowej.

Reumatoidalne zapalenie stawów

Jest to przewlekła choroba autoimmunologiczna dotykająca stawy, charakteryzująca się stanem zapalnym stawów, co powoduje deformację i duży ból.

W rozwoju reumatoidalnego zapalenia stawów ważną rolę odgrywają fibroblasty maziówkowe, główny składnik komórkowy błony maziowej stawu. W tej patologii zwiększa się liczba fibroblastów maziowych (hiperplazja).

Wykazują również nietypowy fenotyp, związany z aktywacją pewnych wewnątrzkomórkowych szlaków sygnałowych, które powodują wzrost komórek i ekspresję wielu substancji prozapalnych.

Wszystko to przyczynia się do chemotaksji, akumulacji i aktywacji komórek zapalnych, angiogenezy oraz degradacji kości i chrząstki.

Bibliografia

1. Współtwórcy Wikipedii. Fibroblast. Wikipedia, wolna encyklopedia. 9 grudnia 2018, 10:50 UTC. Dostępne pod adresem: en.wikipedia.org,
2. Ramos A, Becerril C, Cisneros J, Montaño M. The myofibroblast, a multifunkcjonalna komórka w patologii płuc. Rev. Inst. Nal. Enf. Resp. Mex. 2004; 17 (3): 215-231. Dostępne pod adresem: scielo.org.mx/scielo
3. Acosta A. Fibroblasty: pochodzenie, budowa, funkcje i niejednorodność w obrębie przyzębia. Universitas Odontológica, 2006; 25 (57): 26–33
4. Sriram G, Bigliardi PL, Bigliardi-Qi M. Heterogeniczność fibroblastów i jej implikacje dla inżynierii organotypowych modeli skóry in vitro. Europejski dziennik biologii komórki. 2015; 94: 483-512.
5. Izquierdo E, Pablos J. Synovial fibroblasts. Seminaria Hiszpańskiej Fundacji Reumatologii. 2013; 14 (4): 95-142