FIBROBLASTEN: EIGENSCHAFTEN, FUNKTIONEN, HISTOLOGIE, KULTUR - BIOLOGIE - 2024

Die Fibroblasten sind eine heterogene Gruppe von Zellen, auch Fibroblastenzellen genannt. Diese Zellsubpopulationen umfassen "klassische Fibroblasten" und andere spezialisierte Fibroblastentypen wie Myofibroblasten, Lipofibroblasten, die kontraktile interstitielle Zelle (CIC) und Perizyten.

Klassische Fibroblasten sind die Hauptzellen, die Teil der Bindegewebsstruktur des Körpers sind, aber sie sind auch für die Aufrechterhaltung dieses Gewebes verantwortlich.

Fibroblasten

Ihre Morphologie hängt von der Stelle ab, an der sie gefunden werden, und sie sind hauptsächlich für die Synthese von Fasern und einem Kollagenvorläufer sowie für die Aufrechterhaltung der extrazellulären Matrix der Gewebe verantwortlich.

Im Grunde sind es die Zellen, die die Stützstruktur der Organe in Lebewesen (Tiere und Menschen) bilden. Durch die Synthese von Fasern, Kollagen, Mucopolysacchariden (Glycosaminoglycan) und Glycoproteinen (Fibronektin) spielen sie eine grundlegende Rolle bei der Reparatur von Geweben und sind Protagonisten bei den Heilungsprozessen.

Während der Wundheilung wandern Fibroblasten zur Verletzungsstelle, wo sie sich vermehren, um Kollagen wiederherzustellen.

Allgemeine Charakteristiken

Die Struktur von Fibroblasten variiert je nach dem Zustand, in dem sich die Zelle befindet. Außerdem unterscheiden sich diese Zellen je nach ihrer Funktion und dem Ort, an dem sie sich befinden.

Fibroblasten zeichnen sich durch zwei Zustände aus; eine aktive und eine inaktive. Daher werden sie im aktiven Zustand Fibroblasten und im inaktiven Zustand Fibrozyten genannt.

Fibroblasten und Fibrozyten sind auch als junge Zellen bzw. reife Zellen bekannt. Sie werden jedoch im Allgemeinen austauschbar als Fibroblasten bezeichnet, um sich auf einen der beiden Zustände zu beziehen.

Fibroblasten

Die aktive Zelle (Fibroblast) weist, wie der Name schon sagt, eine hohe sekretorische Aktivität auf.

Dies sind große Zellen (sie sind 50 bis 100 Mikrometer lang und 30 Mikrometer breit), flach (3 Mikrometer dick) und spindelförmig (spindelförmig, breit in der Mitte und zu den Enden hin dünn).

Darüber hinaus weisen sie eine Vielzahl unregelmäßiger zytoplasmatischer Prozesse auf, die kurz und breit oder länglich, dünn und stark verzweigt sein können. Diese Zweige helfen Ihnen, durch einfache physische Verbindungen oder Kontakte eine Beziehung zu anderen Fibroblasten aufrechtzuerhalten.

Sie sind auch mit dem Rest der Zellen verwandt, die es im Bindegewebe umgeben, einschließlich: Muskelzellen, Neuronen, Endothelzellen, Leukozyten, unter anderem.

Die Kommunikation erfolgt durch direkte physikalische Reibung unter Verwendung der extrazellulären Matrix als Vermittler oder durch Sekretion von Substanzen.

Andererseits ist der Kern der Fibroblasten klar, flach und oval. Es hat auch ein oder zwei prominente Nukleolen, die im Fibrozyten verschwinden.

Diese Zellen besitzen eine Gruppe von Organellen, die für eine hohe synthetische und sekretorische Aktivität charakteristisch sind: reichlich vorhandenes raues endoplasmatisches Retikulum, ein gut entwickelter Golgi-Komplex, sekretorische Vesikel, die reich an Tropokollagen, Ribosomen und Mitochondrien sind.

Ein weiteres Merkmal, das in diesen Zellen auffällt, ist das Vorhandensein eines komplexen Zytoskeletts. Es besteht aus einem System von Mikrotubuli und Mikrofilamenten, die hauptsächlich durch die Expression von F-, β- und γ-Actinen plus α-Actinin gebildet werden.

Diese Elemente sind in der an Myosin angrenzenden Zellperipherie gruppiert.

Diese Struktur ist typisch für eine multifunktionale Zelle. Es bietet auch die Möglichkeit, sich mit einer Geschwindigkeit von 1 um / min zu bewegen und sich an den Enden der Wunden anzusammeln, um Gewebe zu reparieren und Narben zu bilden.

Fibrozyten

Fibrozyten sind kleinere, spindelförmige Zellen mit sparsamerem Zytoplasma, wenigen Organellen und weniger zytoplasmatischen Prozessen. Sein Kern ist dunkel, länglich und kleiner.

Obwohl der Fibrozyt in ruhender (nicht sekretierender) Form vorliegt und sich normalerweise nicht häufig teilt, kann er in eine Mitose übergehen und Fasern neu synthetisieren, wenn eine Verletzung des Bindegewebes auftritt.

Eigenschaften

In der Vergangenheit wurde angenommen, dass die Funktion von Fibroblasten sehr einfach ist, da sie nur als Stützgewebe für andere Zelltypen klassifiziert wurde. Heute ist bekannt, dass Fibroblasten sehr dynamische Zellen sind und ihre Funktionen komplex sind.

Die spezifische Funktion jedes Fibroblasten sowie seine Morphologie hängen von seiner Position im Körper, der Linie, zu der er gehört, und den wahrgenommenen Reizen ab.

Fibroblasten können sogar am selben Ort unterschiedliche Funktionen erfüllen, je nachdem, welchen Reiz sie von den sie umgebenden Zellen erhalten.

Pflege und Umbau des Bindegewebes

Seine Hauptfunktion hängt mit der Aufrechterhaltung des Bindegewebes zusammen, das aus Fasern (Kollagen, retikulär und elastisch) und der extrazellulären Matrix besteht.

Fibroblasten halten die extrazelluläre Matrix von Geweben aufrecht und synthetisieren bestimmte Verbindungen, aus denen sie bestehen, im Zustand von Vorläufern und auch einigen Fasern. Sie synthetisieren sie jedoch nicht nur, sondern können auch einige dieser Komponenten in Umbauprozesse einbeziehen.

Zu den Verbindungen, aus denen die extrazelluläre Matrix besteht, gehören: faserige Proteine ​​und die amorphe Grundsubstanz, die hauptsächlich aus Hyaluronsäure und interstitiellem Plasma besteht.

Der von Fibroblasten durchgeführte Prozess der Synthese und Umgestaltung der extrazellulären Matrix wird durch die Herstellung einer Vielzahl von Enzymen durchgeführt, die zur Familie der Metalloproteinasen gehören.

Diese Enzyme sind interstitielle Kollagenase, Gelatinase A, Proteoglycanasen, Glycosaminoglycanasen und Gewebehemmer der Metalloproteinase.

Diese Enzyme sind an der Synthese verschiedener Substanzen wie Kollagenasen vom Typ I und III, elastischen Fasern, Fibronektin, Proteoglykanen, Glykoproteinen, Proteinen und Proteasen beteiligt.

Interaktion mit anderen Zellen und Beteiligung an der Immunantwort

Eine weitere Funktion, die bei Fibroblasten auffällt, ist ihre Fähigkeit, mit lokalen Zellen zu interagieren und in den frühen Stadien der Immunantwort einzugreifen, da sie in der Lage sind, den Entzündungsprozess in Gegenwart eindringender Krankheitserreger auszulösen.

In diesem Sinne provozieren sie die Synthese von Chemokinen durch die Präsentation von Rezeptoren auf ihrer Oberfläche sowie anderer chemischer Mediatoren wie Interleukine, Neuropeptide und verschiedener Wachstumsfaktoren.

Sie können manchmal als Antigen-präsentierende Zellen an T-Zellen teilnehmen, obwohl diese Funktion nicht so häufig ist.

Andere Funktionen

Andererseits bieten Fibroblasten die Fähigkeit des Bindegewebes, an umgebenden Geweben zu haften.

Sie zeigen auch Kontraktilität und Motilität, die bei der strukturellen Organisation des Bindegewebes verwendet werden, hauptsächlich während der Embryogenese.

Darüber hinaus erfüllen Fibroblasten ihre Funktionen in Abhängigkeit von der Stelle, an der sie gefunden werden, und den Merkmalen jeder Zelllinie. Zum Beispiel zementieren gingivale Fibroblasten das weiche Bindegewebe, das den Alveolarknochen (Gingiva) umgibt.

Währenddessen umgeben die Fibroblasten des parodontalen Bandes den Wurzelabschnitt des Zahns und erzeugen und erhalten die Implantation des Bindegewebes, das eine stabile Verankerung desselben innerhalb der Alveole ermöglicht.

Ebenso sind die Fibroblasten in der Haut sehr unterschiedlich. Eine ihrer Funktionen besteht darin, die Haut aufgrund der Synthese von Kollagen, Elastin oder Proteoglykanen glatt und seidig zu halten.

Mit zunehmendem Alter nimmt die Funktion dieser Zellen ab und dies führt dazu, dass typische Zeichen des Alterns wie Falten auftreten. Ihnen wird unter anderem auch die Induktion von Haarfollikeln und Schweißdrüsen zugeschrieben.

Histologie

Fibroblasten stammen aus primitiven und pluripotenten mesenchymalen Zellen.

In einigen Notfällen kann der Organismus durch einen als epithelial-mesenchymaler Übergang (EMT) bezeichneten Prozess Fibroblasten aus Epithelzellen bilden.

Der entgegengesetzte Prozess der Transformation von Fibroblasten zu Epithelzellen ist auch durch den mesenchymal-epithelialen Übergangsprozess (MET) möglich.

Daher ist es möglich, dass Fibroblasten in spezialisierte Epithelzellen wie Adipozyten, Chondrozyten usw. differenzieren können.

Dieser Prozess ist nützlich bei der Gewebereparatur, tritt aber auch bei malignen Prozessen wie dem Tumorwachstum auf.

Kultur

Die Dynamik dieser Zelle hat sie zu einem attraktiven Ziel für die Forschung gemacht. Da sie auf In-vitro-Ebene relativ einfach zu manipulieren war, wurde sie durch Zellkulturen im Labor untersucht.

Diese Untersuchungen haben wichtige Daten ergeben, zum Beispiel:

In Kulturen von Fibroblasten aus embryonalen Geweben wurde beobachtet, dass sie in der Lage sind, bis zu 50 Teilungen vorzunehmen, bevor sie altern und degenerieren.

Diese Eigenschaft hat sie zu idealen Zellen gemacht, um den menschlichen Karyotyp zu untersuchen.

Die Fähigkeit zur Teilung ist jedoch bei Fibroblasten aus adulten Geweben, bei denen ungefähr 20 Teilungen beobachtet werden, erheblich verringert.

Ebenso nutzt die Kosmetikindustrie derzeit die Kultivierung von Fibroblasten, um Moleküle zu erhalten, die in die Haut eingeführt werden können, um die typischen Zeichen des Alterns zu bekämpfen.

In diesem Sinne haben sie eine regenerative Behandlung vorgeschlagen, die derzeit in den USA angewendet wird. Die Behandlung besteht darin, Falten durch direkte Injektion autologer (eigener) Fibroblasten zu füllen.

Dazu nehmen sie ein kleines Stück Gewebe, das aus dem Ohr des Patienten entnommen wurde. Da es sich um ihre eigenen Fibroblasten handelt, erzeugen sie keine Abstoßung und auf diese Weise wird die Autogeneration von Kollagen, Elastin und anderen Substanzen reaktiviert.

Fibroblasten-bedingte Krankheiten

Die Fehlfunktion dieser Zellen hängt mit einigen Pathologien zusammen. Die wichtigsten sind unten aufgeführt:

Venengeschwüre

Venöse Geschwüre enthalten wenig Kollagen und Fibronektin.

Insbesondere wurde gesehen, dass die Kapazität zur Kollagenproduktion durch Fibroblasten in der Läsion verringert ist, während die Fibronektinproduktion normal ist.

Es wird angenommen, dass die geringe Produktion von Kollagen auf das Vorhandensein eines niedrigen Sauerstoffgehalts (Hypoxie) im Gewebe und die Knappheit von Fibronektin auf einen stärkeren Abbau desselben im Geschwür zurückzuführen ist.

Sklerodermie

Es ist eine ziemlich seltene und chronische Autoimmunerkrankung, die aus der Ansammlung von diffusem fibrotischem Gewebe besteht.

Es verursacht auch degenerative Veränderungen und Anomalien, die sich in der Haut, den Wänden kleiner Arterien, Gelenken und inneren Organen manifestieren.

Die bei dieser Krankheit auftretende pathologische Fibrose ist durch eine unkontrollierte Aktivierung von Fibroblasten gekennzeichnet, die eine übermäßige und konstante Akkumulation und Umgestaltung der extrazellulären Matrix auslöst.

Rheumatoide Arthritis

Es ist eine chronische Autoimmunerkrankung, die die Gelenke betrifft und durch eine Entzündung der Gelenke gekennzeichnet ist, die Verformungen und starke Schmerzen verursacht.

Synoviale Fibroblasten, die Hauptzellkomponente des Gelenksynoviums, spielen eine wichtige Rolle bei der Entwicklung der rheumatoiden Arthritis. Bei dieser Pathologie nimmt die Anzahl der Synovialfibroblasten zu (Hyperplasie).

Sie zeigen auch einen atypischen Phänotyp, der mit der Aktivierung bestimmter intrazellulärer Signalwege zusammenhängt, die das Zellwachstum und die Expression mehrerer entzündungsfördernder Substanzen provozieren.

All dies trägt zur Chemotaxis, Akkumulation und Aktivierung von Entzündungszellen, zur Angiogenese und zur Verschlechterung von Knochen und Knorpel bei.

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