Строение и функциональная активность фибробластов
Под световым микроскопом фибробласты имеют вытянутую веретенообразную форму с выраженными отростками. При окраске железным гематоксилином они приобретают светло-серый оттенок, а их ядро имеет овальную форму.
Главная биологическая задача этих клеток — создание компонентов межклеточного матрикса. Они непрерывно синтезируют:
- Белки для построения волокон (коллаген и эластин).
- Компоненты аморфного вещества (протеогликаны и гликопротеины).
Ультраструктура клетки полностью отражает её функцию. Светлое на световом уровне ядро означает преобладание эухроматина (деконденсированного хроматина), что является прямым свидетельством активной транскрипции генов. В цитоплазме мощно развита гранулярная (шероховатая) эндоплазматическая сеть (ЭПС), которая обеспечивает массированный синтез белков, идущих на экспорт за пределы клетки.
Жизненный цикл и механизм миграции
Дифферон (жизненный цикл) начинается со стволовых клеток мезенхимного происхождения. Из них образуются малоспециализированные фибробласты, обладающие высокой митотической активностью (способностью к делению). Постепенно они превращаются в дифференцированные зрелые формы, у которых эта способность уже утрачена.
Зрелые клетки не статичны: они способны мигрировать вдоль волокнистых структур соединительной ткани. Чтобы не «соскользнуть», клетка использует специальный белок — фибронектин — в качестве «якоря» для прочного сцепления с волокнами.
Сам механизм передвижения аналогичен таковому у лейкоцитов и состоит из трех этапов:
- Образование псевдоподии (выроста).
- Перетекание содержимого клетки вперед.
- Втягивание заднего конца.
Молекулярной основой этого движения является взаимодействие микрофиламентов — сократительных белков актина и миозина, которые циклично укорачиваются и удлиняются.
Фиброциты — стареющие формы
Фиброциты представляют собой конечную стадию развития фибробластов. По сравнению с активными предшественниками их внешний вид и строение сильно меняются:
- Клетки становятся узкими и очень длинными.
- Количество отростков значительно снижается.
- Ядро уплотняется и приобретает палочковидную форму.
Плотное, темное ядро указывает на глубокую гетерохроматинизацию: синтез макромолекул внутри клетки практически полностью прекращен. Способность к делению у фиброцитов полностью отсутствует, как и у зрелых фибробластов.
Специализированные производные: фиброкласты и миофибробласты
При особых физиологических состояниях фибробласты могут дифференцироваться в узкоспециализированные клетки с новыми функциями.
Фиброкласты (клетки-разрушители) Их главная функция заключается в активной резорбции (разрушении) межклеточного вещества. Они массово появляются в тканях во время инволюции (обратного развития) органов, например, в матке после родов. Механизм их работы сочетает фагоцитоз и внеклеточный гидролиз. Внешне это крупные клетки со светлыми овальными ядрами (сходство с фибробластами), а их цитоплазма богата лизосомами и фаголизосомами, внутри которых перевариваются фрагменты коллагена.
Миофибробласты (клетки-восстановители) Появляются при регенерации тканей, в частности, в процессе заживления ран. Эти клетки выполняют двойственную функцию:
- Синтетическую: благодаря развитой гранулярной ЭПС они активно вырабатывают компоненты нового матрикса для замещения дефекта.
- Сократительную: наличие большого количества миофиламентов в цитоплазме позволяет им физически сближать и стягивать края раны.
Коротко: ответы на вопросы по теме
Какие органеллы наиболее развиты в цитоплазме активного фибробласта?
В цитоплазме активного фибробласта наиболее мощно развита гранулярная (шероховатая) эндоплазматическая сеть (ЭПС). Эта органелла обеспечивает синтез экспортных белков, таких как компоненты межклеточного вещества (коллаген, эластин, протеогликаны, гликопротеины).
Какие специфические ферменты выделяют фиброкласты для внеклеточного расщепления волокон?
Фиброкласты осуществляют активную резорбцию межклеточного вещества с помощью сочетания фагоцитоза и внеклеточного гидролиза. Цитоплазма этих клеток богата лизосомами (фаголизосомами), содержащими фрагменты коллагена. Однако точные названия специфических ферментов, которые выделяют фиброкласты для внеклеточного расщепления, в источниках не указаны.
Какие поверхностные рецепторы локализуются на плазмолемме фибробластов?
В источниках прямо указано, что фибробласты используют фибронектин для сцепления с волокнами при миграции. Также указано, что фибронектин взаимодействует с поверхностью клетки через интегриновые рецепторы и обеспечивает прикрепление клеток к компонентам межклеточного матрикса. Отдельный перечень поверхностных рецепторов именно фибробластов в источниках не приведён.
ФиброБЛАСТ — строит матрикс (ядро светлое, ЭПС мощная), ФиброЦИТ — отдыхает (ядро плотное, отростков мало), ФиброКЛАСТ — разрушает (много лизосом), МиофиброБЛАСТ — стягивает рану.
Вопросы с занятий и экзамена
Почему под микроскопом ядро фибробласта выглядит светлым, а фиброцита — темным?
Светлое ядро фибробласта обусловлено преобладанием эухроматина, что говорит об активной транскрипции генов для синтеза белков. У фиброцита синтез почти прекращен, происходит гетерохроматинизация, поэтому ядро плотное и темное.
Способны ли зрелые фибробласты и фиброциты к митозу?
Нет, способность к делению утрачена как у дифференцированных (зрелых) фибробластов, так и у фиброцитов. Высокой митотической активностью обладают только малоспециализированные предшественники.
Каким образом фибробласты передвигаются в ткани?
Они используют амебоидный тип движения, аналогичный лейкоцитам: выпускают псевдоподию, перетекают и втягивают задний конец. Для сцепления с волокнами применяется белок фибронектин, а для самого движения — сокращение актина и миозина.
В чем заключается двойственная функция миофибробластов?
При заживлении ран они работают и как строители, вырабатывая компоненты нового матрикса за счет развитой ЭПС, и как мышечные клетки, сокращая миофиламенты для сближения краев раны.
Что ещё разобрать по теме
- Ультраструктура и биохимия синтеза коллагена в гранулярной ЭПС фибробластов.
- Молекулярное взаимодействие актина и миозина при формировании псевдоподий.
- Роль фибронектина в адгезии клеток к компонентам межклеточного матрикса.
- Механизмы внеклеточного гидролиза и фагоцитоза у фиброкластов при инволюции матки.
- Процесс гетерохроматинизации ядра при дифференцировке фибробласта в фиброцит.
Разберите тему целиком в курсе «Гистология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Фибробласты и фиброциты» и ещё 3 438 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 137 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Собственно соединительные ткани. Соединительные ткани со специальными свойствами»
Бесплатные видеоуроки: гистологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.