А., Шурыгин м. Г., Аюшинова н. И., Каня о. В. — 2012 удк


Download 284.35 Kb.
Pdf ko'rish
bet1/3
Sana10.03.2023
Hajmi284.35 Kb.
#1257410
TuriОбзор
  1   2   3
Bog'liq
fibroblasty-i-ih-rol-v-razvitii-soedinitelnoy-tkani



8
Сибирский медицинский журнал, 2012, № 3
© ШУРЫГИНА И.А., ШУРЫГИН М.Г., АЮШИНОВА Н.И., КАНЯ О.В. — 2012
УДК 611.018.21
ФИБРОБЛАСТЫ И ИХ РОЛЬ В РАЗВИТИИ СОЕДИНИТЕЛЬНОЙ ТКАНИ
Ирина Александровна Шурыгина, Михаил Геннадьевич Шурыгин, 
Наталья Ильинична Аюшинова, Олег Витославович Каня 
(Научный центр реконструктивной и восстановительной хирургии СО РАМН, Иркутск, 
директор — член-корр. РАМН, проф., д.м.н. Е.Г. Григорьев)
Резюме.
Обзор посвящён современным представлениям о происхождении и функции клеток фибробластиче-
ского ряда (прогениторных клеток, фибробластов, миофибробластов, фиброкластов, фиброцитов) и их роли в раз-
витии соединительной ткани.
Ключевые слова:
фибробласт, миофибробласт, фиброкласт, прогениторная клетка фибробластического ряда, 
соединительная ткань.
FIBROBLASTS AND THEIR ROLE IN THE DEVELOPMENT OF CONNECTIVE TISSUE 
I.A. Shurygina, M.G. Shurygin, N.I. Ayushinova, O.V. Kanya
(Scientifi c Center of Reconstructive and Restorative Surgery. SB of the RAMS. Irkutsk)
Summary. 
Th
e review is devoted to the modern ideas about the origin and function of cells of fi broblastic series 
(progenitor cells, fi broblasts, myofi broblasts, fi broklasts, fi brocytes) and their role in the development of connective tissue.
Key words: 
fi broblasts, myofi broblasts, fi broklast, progenitor cells of fi broblastic series, connective tissue.
С точки зрения возможностей пролиферации орган-
специфических клеточных элементов все органы и тка-
ни могут быть классифицированы на 3 группы:
1) органы и ткани, клеточные элементы которых 
обладают активной или практически неограниченной 
пролиферацией, достаточной для полного восполне-
ния дефекта структуры в зоне повреждения (эпителий 
кожи, слизистых оболочек дыхательных путей, слизи-
стой желудочно-кишечного тракта, мочеполовой систе-
мы; гемопоэтическая ткань и др.).
2) ткани с ограниченными регенерационными спо-
собностями (сухожилия, хрящи, связки, костная ткань, 
периферические нервные волокна).
3) органы и ткани, где органоспецифические клеточ-
ные элементы в естественных условиях не способны к 
пролиферации (сердечная мышца, клетки центральной 
нервной системы).
При повреждении тканей и органов 1 группы воз-
можно полное восстановление повреждённых тканей, 
ткани второй и третьей группы из-за ограниченных 
способностей к регенерации способны восстанавли-
ваться через развитие грануляционной соединительной 
ткани с формированием на месте повреждения соеди-
нительнотканного рубца. При этом неадекватное фор-
мирование рубца порой приводит к развитию заболева-
ний. Например, избыточный рост соединительной тка-
ни является одним из основных факторов патогенеза 
некоторых заболеваний (кардиосклероз и связанная с 
ним сердечная недостаточность, контрактуры суставов, 
спаечная болезнь, пневмосклероз, цирроз печени, кел-
лоидные рубцы), а недостаточное образование соеди-
нительной ткани приводит к длительному заживлению 
ран и является актуальной проблемой в хирургии, со-
провождаясь несостоятельностью швов.
Поэтому соединительная ткань как элемент репара-
тивного процесса многие годы привлекает пристальное 
внимание, которое в последние годы в связи с бурным 
развитием знаний в области молекулярной и клеточной 
биологии фокусируется в том числе на возможности 
управления ростом и развитием соединительной ткани.
Соединительная ткань — это комплекс клеток, во-
локон и основного вещества, которые объединяются 
общностью происхождения и выполняемых функций и 
представляют собой единое целое.
Универсальность определяется широким распро-
странением соединительной ткани в организме: она 
образует строму внутренних органов, основу кожи, 
серозной и синовиальной оболочек, связки, сухожи-
лия, апоневрозы, оболочки мышц и нервов, участвует 
в образовании сосудистой стенки. Именно широкое 
распространение соединительной ткани в организме 
определяет её универсальные свойства и участие в регу-
ляторных механизмах.
Главными компонентами соединительных тканей 
являются:
1) волокнистые структуры коллагенового и эласти-
ческого типов;
2) основное (аморфное) вещество;
3) клеточные элементы (клетки фибробластического 
ряда, макрофаги, лаброциты, адвентициальные клетки, 
плазматические клетки, перициты, адипоциты).
Особый интерес представляют клетки фибробла-
стического ряда — именно они являются преобладаю-
щей популяцией клеток рыхлой волокнистой соедини-
тельной ткани и занимают одно из ключевых мест при 
её формировании [8].
Следующие клетки относятся к дифферону фибро-
бластов:
1) прогениторные клетки фибробластического ряда;
2) малодифференцированные фибробласты;
3) дифференцированные или зрелые клетки, или 
собственно фибробласты;
4) миофибробласты;
5) малоактивные клетки (так называемые фиброциты);
6) фиброкласты. 
Различные формы клеток фибробластического ряда 
образуют межклеточное вещество соединительной тка-
ни. Так, фибробласты продуцируют коллаген, эластин, 
протеогликаны, гликопротеины [8], фиброциты под-
держивают межклеточное вещество в определенном 
структурном состоянии, а фиброкласты разрушают его 
при условиях, требующих ремоделирования каркаса во-
локон. Благодаря этим свойствам клеток фибробласти-
ческого ряда осуществляется одна из функций волокни-
стой соединительной ткани — репаративная (пластиче-
ская).
Фибробласты — это клетки соединительной ткани, 
активно синтезирующие белки внеклеточного матрик-
са, в частности, коллаген.
В настоящее время выделяют три различных источ-
ника фибробластов: малодифференцированные фибро-
бласты, локальный эпителиально-мезенхимальный пе-
реход, а также образование из костномозговых предше-
ственников (прогениторных клеток фибробластическо-
го ряда) [27]. Основной источник фибробластов — ма-
лодифференцированные фибробласты. Под действием 
стимуляции эти фибробласты могут пролиферировать 
и генерировать новые фибробласты. Локальный эпите-


9
Сибирский медицинский журнал, 2012, № 3
лиально-мезенхимальный переход — это центральный 
механизм дифференцировки клеток при формирова-
нии органов и тканей [16]. Однако ряд исследователей 
считает, что фибробласты могут образовываться при 
помощи данного механизма и во взрослом организме 
при воспалении или тканевом повреждении. При этом 
должна произойти дезагрегация эпителиальных кле-
ток. Эпителий теряет полярность, соединения, десмо-
сомы и цитокератиновые соединительные филаменты. 
Комбинация цитокинов, разрушение базальной мем-
браны, действие матричных металлопротеаз и транс-
формирующего фактора роста бета играют важную 
роль в индукции локального эпителиально-мезенхи-
мального перехода [38].
В 1994 г. было обнаружено, что фибробласты могут 
образовываться из костно-мозговых клеток-предше-
ственников, которые циркулируют в периферической 
крови [4]. Эти прогениторные клетки фибробластиче-
ского ряда составляют около 0,05% клеток перифери-
ческой крови [26, 31]. Их количество увеличивается в 
ответ на действие некоторых цитокинов и хемокинов, 
а также при воспалении и развитии фиброза [21, 22]. 
Прогениторные клетки фибробластического ряда ак-
тивно выходят из кровеносного русла в места повреж-
дения и в настоящее время считаются необходимыми 
для формирования гранулём, рубцов, а также для ремо-
делирования ткани [1].
К сожалению, в англоязычной литературе им при-
своено название «фиброцит» (термин возник из ком-
бинации слов «фибробласт» и «лейкоцит»), что вносит 
путаницу в терминологии между русско- и англоязыч-
ной литературой и создаёт ошибочное восприятие их в 
качестве клеток, обладающих низкой активностью.
Доказано, что эти клетки медиируют репарацию 
соединительной ткани [17, 23, 32, 37]. Прогениторные 
клетки фибробластического ряда способны дифферен-
цироваться в миофибробласты [1, 3], а также в адипо-
цитоподобные клетки [13, 14], хондроциты и остеобла-
сты [6].
Циркулирующие прогениторные клетки фибро-
бластического ряда имеют маркеры как лейкоцитов 
(CD45+, LSP-1), так моноцитов (CD11a+, CD11b+, 
CD13+, CD32+, CD64+) и прогениторных клеток 
(CD34+, CD105+), а также экспрессируют продукты, 
присущие фибробластам (коллаген I типа, фибронек-
тин, виментин, матричную металлопротеазу-9) [3, 11] 
(табл. 1).
В ответ на стимуляцию IL-1β прогенитор-
ные клетки секретируют провоспалитель-
ные цитокины (TNF, IL-6, IL-8, IL-10) и ме-
таллопротеазу-9 [5]. Прогениторные клетки 
фибробластического ряда способны также 
секретировать проангиогенные факторы — 
вазоэндотелиальный фактор роста, тромбо-
цитарный фактор роста (PDGF) AA, макро-
фагальный колониестимулирующий фактор, 
фактор роста гепатоцитов, гранулоцитарно-
макрофагальный 
колониестимулирующий 
фактор (GM-CSF), основной фактор роста 
фибробластов (FGF2), трансформирующий 
фактор роста (TGF) [5, 10]. 
Пристальное внимание ученых привле-
кает еще одна разновидность клеток фибро-
бластического ряда — миофибробласты. Они 
были описаны на основании морфологиче-
ских признаков [9] как фибробласты, имею-
щие некоторые признаки гладкомышечных 
клеток, так как способны синтезировать глад-
комышечный актин [28]. Миофибробласты 
имеют цитоплазматические актиновые ми-
крофиламенты, часто образуют синцитии 
[28]. Считают, что эта клетка по своей диф-
ференцировке лежит между фибробластами 
и гладкомышечными клетками. Считают, что 
они играют важную роль в регуляции таких 
фундаментальных процессов, как подвижность, про-
лиферация, дифференцировка, апоптоз, репарация тка-
ней, воспаление и иммунный ответ [29, 35]. 
До настоящего времени нет единого представления 
об источнике миофибробластов. Ряд авторов считают, 
что миофибробласты образуются из костно-мозговых 
клеток-предшественников, которые циркулируют в пе-
риферической крови — прогениторных клеток фибро-
бластичесеого ряда [1]. При этом прогениторные клет-
ки теряют CD34 маркеры и начинают экспрессировать 
α-гладкомышечный актин [32]. Однако, каким путём 
достигается эта дифференцировка, остаётся неясным.
Возможными источниками данных клеток назы-
ваются также резидентные фибробласты и гладкомы-
шечные клетки [28], эпителиальные, эндотелиальные и 
мононуклеарные клетки [35].
Индуцируют активацию и пролиферацию миофи-
бробластов многие цитокины (IL-1, IL-4, IL-6, IL-8), 
факторы роста (TGF-α, TGF-β, EGF (эпидермальный 
фактор роста), GM-CSF, PDGF-AA, PDGF-BB, FGF1, 
FGF2, IGF-I (инсулинподобный фактор роста-I), IGF-II, 
а также альдостерон, тромбин, ангиотензин II, эндоте-
лин [29, 30].
При этом наиболее выраженным активирующим эф-
фектом обладает TGF-β. Источником TGF-β в повреж-
денной ткани могут быть лейкоциты, клетки паренхи-
мы и эпителия, а также сами миофибробласты. PDGF 
отвечает за пролиферацию миофибробластов [15].
Миофибробласты играют ключевую роль в заживле-
нии раны. В течение репаративного процесса они вы-
деляют цитокины, эйкозаноиды, NO, факторы роста, а 
также секретируют коллаген и другие белки внеклеточ-
ного матрикса. Миофибробласты активируются после 
повреждения ткани. В ответ на провоспалительные ци-
токины, секретируемые поврежденными эпителиаль-
ными клетками и лейкоцитами, миофибробласты на-
чинают секретировать белки внеклеточного матрикса и 
факторы роста. После завершения процесса репарации 
они подвергаются апоптозу [7, 28]. Длительная перси-
стенция миофибробастов приводит к развитию фибро-
за и зачастую нарушению функции органа [12, 36].
Схема дифференцировки циркулирующих в крови 
прогениторных клеток фибробластического ряда в фи-
бробласты и миофибробласты представлена на рисунке 
1 (цит. по [3]). Внешние стимулы приводят к дифферен-
цировке прогениторных клеток фибробластического 
ряда (на рисунке обозначены как «Fybrocyte» согласно 
Рис. 1. Схема дифференцировки циркулирующих в крови прогениторных кле-
ток фибробластического ряда в фибробласты и миофибробласты (цит. по [3])
Примечание: endothelial cell — эндотелиоцит; monocyte — моноцит; 
macrophage — макрофаг; eosinophil — эозинофил; epithelial cell — эпителиаль-
ная клетка; fi brocyte — прогениторная клетка фибробластического ряда; resident 
fi broblast — малодифференцированный резидентный фибробласт; lesional 
fi broblast — фибробласт; myofi broblast — миофибробласт; ET-1 — эндотелин 1; 
CTGF — фактор роста соединительной ткани; TGF-β — трансформирующий 
фактор роста β; CD45, CD34, MMP-9 (металлопротеаза 9), collagen I, collagen I-III, 
fi bronectin, α-SMA (гладкомышечный актин α) — поверхностные маркеры клеток 
фибробластического ряда.


10
Сибирский медицинский журнал, 2012, № 3
терминологии, используемой в англоязычной 
литературе) в фибробласты и миофибробласты 
при репаративном процессе. Сами прогенитор-
ные клетки выделяют факторы роста, такие как 
фактор роста соединительной ткани (CTGF) и 
TGF-β, которые могут индуцировать пролифе-
рацию малодифференцированных резидентных 
фибробластов и их дифференциацию в миофи-
бробласты. Дифференциация прогениторных 
клеток фибробластического ряда в миофибро-
бласты приводит к потере поверхностных мар-
керов CD45- и CD34-.
Ещё одной разновидностью клеток фибро-
бластического ряда являются фиброциты. Этим 
термин длительно используют как в России, так 
и в большей части зарубежной литературы для 
обозначения неактивных клеток, имеющих ми-
нимальное количество цитоплазмы, слабо раз-
витую эндоплазматическую сеть и потерявшие 
способность к синтезу протеинов. Это долго 
живущие формы клеток, которые регулируют 
метаболизм и механическую стабильность ма-
трикса соединительной ткани.
Фиброкласты — клетки с высокой фагоци-
тарной и гидролитической активностью, при-
нимают участие в «разрушении» межклеточно-
го вещества. Они сочетают в себе структурные 
признаки фибриллообразующих клеток (раз-
витую гранулярную эндоплазматическую сеть, 
аппарат Гольджи, относительно крупные, но 
немногочисленные митохондрии), а также ли-
зосомы с характерными для них гидролитиче-
скими ферментами. Выделяемый ими за преде-
лы клетки комплекс ферментов расщепляет со-
единения волокон соединительной ткани, после 
чего происходят фагоцитоз и внутриклеточное 
переваривание коллагена [18].
Внеклеточный матрикс — это комплекс 
коллагена, гликопротеинов и протеогликанов. 
Белки матрикса выполняют несколько функ-
ций. Одна из основных — взаимодействие ком-
понентом соединительной ткани. Через взаимо-
действие с клеточными рецепторами — интегринами — 
они инициируют межклеточные взаимодействия. Они 
взаимодействуют и с факторами роста, секретируемы-
ми при повреждении тканей [33].
Межклеточное вещество, или внеклеточный ма-
трикс (substantia intercellularis), соединительной ткани 
состоит из коллагеновых и эластических волокон, а так-
же из основного (аморфного) вещества. Межклеточное 
вещество образуется, с одной стороны, путём секреции 
соединительнотканными клетками, а с другой — из 
плазмы крови, поступающей в межклеточные про-
странства.
Коллагеновые структуры, входящие в состав соеди-
нительных тканей организмов человека и животных, яв-
ляются наиболее представительными её компонентами, 
образующими сложную организационную иерархию. 
Основу всей группы коллагеновых структур составля-
ет волокнистый белок — коллаген, который определяет 
свойства коллагеновых структур.
Коллаген составляет более 30% общей массы бел-
ков тела, причём около 40% его находится в коже, около 
50% — в тканях опорно-двигательной системы и 10% — 
в строме внутренних органов.
Коллагеновые волокна в составе разных видов сое-
динительной ткани определяют их прочность. В рыхлой 
волокнистой соединительной ткани они располагаются 
в различных направлениях в виде волнообразно изо-
гнутых, спиралевидно скрученных, округлых или упло-
щённых в сечении тяжей толщиной 1-3 мкм и более.
Внутренняя структура коллагенового волокна опре-
деляется фибриллярным белком — коллагеном, кото-
рый синтезируется на рибосомах гранулярной эндо-
плазматической сети фибробластов.
Различают 29 типов коллагена, отличающихся моле-
кулярной организацией, органной и тканевой принад-
лежностью, однако 90% всего коллагена в организме 
человека представлено I типом коллагена [34]. Коллаген 
I типа встречается, главным образом, в соединительной 
ткани кожи, сухожилиях, костях, роговице глаза, скле-
ре, стенке артерий и др.; коллаген II типа входит в со-
став гиалиновых и фиброзных хрящей, стекловидного 
тела и роговицы глаза; коллаген III типа находится в 
дерме кожи плода, в стенках крупных кровеносных со-
судов, а также в ретикулярных волокнах (например, ор-
ганов кроветворения); коллаген IV типа — встречается 
в базальных мембранах, капсуле хрусталика (в отличие 
от других типов коллагена он содержит гораздо больше 
боковых углеводных цепей, а также гидрооксилизина и 
гидрооксипролина); V тип коллагена присутствует в хо-
рионе, амнионе, эндомизии, перимизии, коже, а также 
вокруг клеток (фибробластов, эндотелиальных, гладко-
мышечных), синтезирующих коллаген. Коллаген IV и V 
типа не образует выраженных фибрилл.
Основу соединительной ткани составляет коллаген I 
и III типов. По данным иммуноморфологического ана-
лиза, коллаген III типа составляет основу коллагеновых 
волокон незрелой соединительной ткани, в то время 
как грубые и зрелые волокна состоят в основном из 
коллагена I типа. В процессе биосинтеза коллагена при 
формировании рубца вначале преобладает коллаген III 
типа. Предполагается, что этот коллаген синтезируют 
молодые не полностью дифференцированные фибро-
бласты, и что он, за счёт своей структурной стабиль-
ности, обеспечивает более благоприятные биомехани-
ческие параметры формируемого рубца. В дальнейшем 
вдоль волокон коллагена III типа идёт формирование 
волокон, состоящих из коллагена I типа, синтезируе-
Таблица 1
Маркеры прогениторных клеток 
фибробластического ряда человека (цит. по [3])
Маркер
Экспрессия
Маркер
Экспрессия
Маркер
Экспрессия
Маркеры 
лейкоцитов
Маркеры стволовых / 
прогениторных 
клеток
Рецепторы
CD45
++
CD34
++
CCR1
+
CD90
-
CD105
++
CCR2
-
LSP-1
++
Интегрины
CCR3
+
Маркеры моноцитов
CD18
++
CCR4
+
CD11a
++
CD29
++
CCR5
+
CD11b
++
CD49a
+
CCR6
-
CD13
++
CD49b
++
CCR7
+
CD14
+/-
CD49c
-
CCR9
+
CD16
-
CD49d
-
CXCR1
++
CD32
++
CD49e
++
CXCR2
-
CD64
++
CD49f
-
CXCR3
++
Маркеры 
дендритических 
клеток
CD61
++
CXCR4
+
CD1a
-
CD103
-
CXCR5
-
CD10
-
α4β7
-
CXCR6
-
CD83
-
Маркеры B 
лимфоцитов
Продукты фибробластов
MHC молекулы
CD19
-
Коллаген I 
типа
+
Класс I
++
Маркеры T 
лимфоцитов
Фибронектин
+
Класс II
++
CD3
-
Виментин
++
Молекулы ко-
стимуляции
CD4
-
МMP-9
++
CD40
+
CD8
-
Другие
CD80
+
CD25
-
CD70
-
CD86
++
CD56
-
Фактор 
Виллебранда
-


11
Сибирский медицинский журнал, 2012, № 3
мого зрелыми фибробластами. Суммарное накопление 
коллагена в ткани рубца является главным фактором, 
определяющим механические свойства рубца.
Типы I, III, IV и VIII секретируются миофибробла-
стами [24]. Кроме того, миофибробласты секретируют 
фибронектин и тенасцин, а также компоненты базаль-
ной мембраны (ламинин).
Гликопротеины играют большую роль в формирова-
нии структуры межклеточного вещества соединитель-
ной ткани и также определяют его функциональные осо-
бенности (фибронектин, фибриллин, ламинин и др.).
Фибронектин — высокомолекулярный (440 kDa) 
гликопротеин внеклеточного матрикса [25]. Является 
главным поверхностным гликопротеином фибробла-
ста. В межклеточном пространстве он связан главным 
образом с интерстициальным коллагеном. Полагают, 
что фибронектин обусловливает адгезию, подвиж-
ность, рост и специализацию клеток. Фибронектин, 
скрепляющий клетки соединительной ткани и меж-
клеточный матрикс также называют «молекулярным 
клеем». Благодаря своим свойствам, фибронектин в ре-
паративном процессе играет роль первичного каркаса 
для последующего упорядоченного расположения фи-
бробластов и коллагеновых волокон, а также обеспечи-
вает необходимый минимум механической прочности 
грануляционно-фиброзной ткани на ранней стадии ее 
развития, когда синтез фибриллярного компонента ещё 
недостаточен.
Фибриллин — гликопротеин, необходимый для 
формирования эластических волокон [19], формирует 
микрофибриллы, усиливает связь между внеклеточны-
ми компонентами.
Ламинин — крупный белок базальной мембраны, 
состоящий из трёх полипептидных цепочек [2], свя-
занных между собой дисульфидными соединениями, а 
также с коллагеном V типа и поверхностными рецепто-
рами клеток (интегринами).
Миофибробласты секретируют также матриксные 
металлопротеазы (MMP) 1, 2 и 3, разрушающие ба-
зальные мембраны и межклеточный матрикс [20]. Это 
играет важную роль в ремоделировании ткани при по-
вреждении. 
MMP1 разрушает коллаген I, II и III типа. MMP2 раз-
рушает денатурированный коллаген I и III типа и натив-
ный коллаген IV типа. MMP3 деградирует ламинин, фи-
бронектин, протеогликаны, казеин и коллаген IV типа. 
Активность металлопротеаз подавляется тканевым ин-
гибитором металлопротеаз, также секретируемым мио-
фибробластами [28].
Фибробласты продуцируют кислые мукополисаха-
риды — основной компонент межклеточного вещества 
соединительной ткани (гиалуроновую кислоту, хондро-
итинсерную кислоту, глюкозамин, галактозамин).
Таким образом, многообразие клеточных элементов 
соединительной ткани, их функциональные различия 
на разных стадиях дифференцировки, сложные взаи-
мосвязи в процессах регуляции синтетической актив-
ности представляют обширное поле для исследований с 
целью целенаправленной коррекции роста и формиро-
вания соединительной ткани, в том числе в репарации 
при раневом процессе.
Работа выполнена при финансовой поддержке 
Министерства образования и науки РФ в рамках реа-
лизации федеральной целевой программы «Научные и 
научно-педагогические кадры инновационной России» 
на 2009-2013 годы.

Download 284.35 Kb.

Do'stlaringiz bilan baham:
  1   2   3




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling