Главная   >>   Протекторы гомеостаза   >>   Дермальные фибробласты. Общие понятия. Разнообразие популяции и особенности функций

Дермальные фибробласты. Общие понятия. Разнообразие популяции и особенности функций

    Фибробласты являются одним из ключевых звеньев в биологии кожи.

    Они обеспечивают синтез, ремоделирование и организацию межклеточного матрикса дермы и играют значительную роль в поддержании физиологического состояния всех слоев кожи.
     
    Взаимодействуя с кератиноцитами и продуцируя разнообразные факторы роста, фибробласты регулируют многие процессы, происходящие в эпидермисе, участвуют в организации базальной мембраны, разграничивающей эпидермис и дерму, способствуют образованию новых сосудов; обеспечивают нормальное протекание процессов регенерации.
     
    Слово Фибробласты происходит от лат. fibra – волокно и греческого – blastos – росток. 
     
    Примечательно то, что фибробласты дермы обладают колоссальным пролиферативным потенциалом.
    Даже в культурах фибробластов, полученных от очень пожилых людей (95 лет) содержится до 14% способных к делению клеток!
    Синтетические возможности и потенциал у фибробластов чрезвычайно высок, к примеру, один фибробласт в активном состоянии способен произвести до 3,5 миллионов макромолекул проколлагена в сутки. 
     
    Для того, чтобы понимать биологический феномен фибробластов, нужно вспомнить в общих чертах строение кожи и локализацию в ней фибробластов, а также перечислить компоненты межклеточного матрикса, которые они синтезируют.
     
     
    КОЖА.

    ЭПИДЕРМИС  представляет собой наружный слой кожи, состоящий из кератиноцитов разной степени зрелости, меланоцитов, клеток Лангерганса;

    Он плотно связан с нижележащей дермой при помощи базальной мембраны

     
    Базальная мембрана служит механической опорой для клеток и является своеобразным фильтром, который регулирует поступление питательных веществ из сосудов в эпидермис и удаление продуктов метаболизма.
    Она является продуктом «совместной работы» клеток эпидермиса - кератиноцитов и фибробластов – основных клеток дермы.
     
    Кератиноциты вырабатывают и пространственно организуют коллагены IV и VII типов, ламинины* и перлекан.
    Фибробласты эпидермально-дермального соединения, локализованные под базальной мембраной – так же как и кератиноциты продуцируют основные компоненты базальной мембраны - коллагены IV, гликопротеины и ламинин-1.
    Кроме того, только фибробласты секретируют эннтактин/нидоген, который способен формировать плотные нековалентные комплексы с коллагеном и ламинином.
    Причем роль процентный вклад продукции фибробластов в компоненты базальной мембраны намного выше, нежели у кератиноцитов.
     
    *Гликопротеин ламинин представляет собой гликопротеин крестообразной формы. Благодаря тому, что он имеет несколько специфических центров для связывания различных веществ, его можно назвать «плацдармом» для взаимодействия различных клеток. С его помощью модулируются все важнейшие процессы роста, созревания и подвижности клеток. Кроме того, взаимодействуя с другими составляющими базальной мембраны – он способствует их упорядоченности и связывает их в единое целое.
     
    Более того, фибробластам эпидермально-дермального соединения принадлежит важная роль в регуляции деления клеток базального слоя эпителия
    Благодаря секреции фибробластами ряда биологически активных веществ (фактора роста кератиноцитов, интерлейкинов 6 и 8 (IL-6 IL-8), трансформирующего фактора роста β – который ингибирует деление эпителиальных клеток, но стимулирует их созревание, дифференцировку и апоптоз) – осуществляется контроль и регуляция начальных этапов гистиогенеза эпидермиса.

     

    ДЕРМА.

    Дерма состоит в основном из межклеточного матрикса, который представлен разнообразными типами белков, продуцируемых именно фибробластами.
     
    В дерме выделяют два слоя, разделенных капиллярной сетью (см. Микроциркуляция, ч.1) –  сосочковый (или папиллярный) и сетчатый (или ретикулярный)
     
    Именно вокруг и вблизи сосудов микроциркуляторного русла локализуется основная часть фибробластов. Как молодых клеток – префибробластов, так и более зрелых – юных фибробластов. 
     
    Поверхностная часть сосочкового слоя дермы, которая находится непосредственно под базальной мембраной, выглядит в виде гребнеподобных образований, т.н. дермальных сосочков, которые содержат мелкие сосуды и нейральные компоненты, поддерживающие жизнедеятельность эпидермиса. Такое волнообразное, сосочковое строение позволяет существенно увеличить площадь взаимодействия.
     
    Фибробласты дермы синтезируют активно синтезируют белки внеклеточного матрикса.
     
    По функциям белки, синтезируемые фибробластами разделяют на:
    • Протеогликаны;
    • Адгезивные белки семейства фибронектина и ламинина;
    • Структурные белки (коллаген и эластин)
     
    Самым важным и значимым среди типов коллагена, производимых дермальными фибробластами, является коллаген I типа – на его долю в коже приходится 80-90% от ее сухого веса.
    Кроме того, дермальные фибробласты синтезируют и другие типы коллагена - например коллаген VI типа – волокна которого пронизывают всю дерму в виде тонкой и «нежной» сетчатой структуры. 
    А биомеханические свойства кожи обеспечивают т.н. фибриллярные коллагены – I , III и V типов, которые организованы в своеобразные жгуты, формирующие трехмерную сеть дермы.
     
    Интересно то, что дермальные фибробласты, находящиеся в папиллярном и ретикулярном слоях дермы выполняют различные специфические функции. Благодаря чему каждый из слоев дермы имеет особенности в составе и организации компонентов межклеточного матрикса.
     
    Так, папиллярный слой дермы характеризуется тонкими, организованными в виде сети, тяжами коллагеновых вололокн I и III типов. Эти сети ориентированы параллельно поверхности тела. «Нежного» коллагена III типа в папиллярном слое содержится больше, чем в ретикулярном.
    Это связано с тем, что фибробласты папиллярного слоя дермы синтезируют основные компоненты рыхлой волокнистой соединительной ткани – коллагены, эластин, гликозаминогликаны и протеогликан декорин.
     
    Поэтому можно сказать, что биологическая целесообразность наружного папиллярного слоя дермы заключается в регуляции и обеспечении питания эпидермиса, сопротивлению кожи растяжению, «считыванию» разнообразных сигналов извне и осуществлению начальных этапов ответной реакции на них. И во всех этих процессах ведущая роль принадлежит именно папиллярным фибробластам.
     
    Примечательно, что только фибробласты папиллярного слоя дермы в основном синтезируют протеогликан декорин*.
     
    *Декорин относится к т.н. малым протеогликанам (молекулярный вес ок. 40 кДа). И обладает рядом нужных и важных свойств:
    1. Он задействован в процессе сборки коллагеновых фибрилл. Присоединяясь к фибриллам коллагена I и II типа, декорин ограничивает их диаметр, препятствуя образованию толстых фибрилл.
    2. Декорин регулирует активность многих сигнальных молекул. Напрмимер, присоединяясь к 
    Трансформирующему фактору роста β, предотвращает образование избыточной рубцовой ткани; 
     
     
    Ретикулярный слой дермы характеризуется толстыми, хорошо организованными тяжами коллагена.
    Связано это с тем, что фибробласты ретикулярной дермы продуцируют несколько другие компоненты межклеточного матрикса, которые характерны именно для плотной волокнистой, неоформленной соединительной ткани. Это коллагены l, lll, VI и XIV типов, обладающие большим диаметром и образующие сложную трехмерную сеть.
    Кроме того – ретикулярные фибробласты в большом количестве синтезируют эластин и аморфное вещество межклеточного матрикса – гликозаминогликаны (гиалуроновую кислоту), протеогликан – версикан*. 
     
    Версикан крупный протеогликан, образующий агрегаты с гиалуроновой кислотой и эластином.
     
    К веществам, синтезируемым фибробластами, принадлежат также разнообразные Матриксные Металлопротеиназы и их ингибиторы (ферменты, которые принимают участие в ремоделировании (модификации) коллагенов), факторы роста, медиаторы воспаления и другие биологически активные вещества.
     
    Важно понимать, что фибробласты папиллярного и сетчатого слоев представляют собой разные популяции клеток. Они обладают различной морфологией, скоростью деления, продуцируют разные факторы роста и компоненты межклеточного матрикса.
     
    По мнению Mine et all. Центральным звеном в процессах старения кожи являются изменения, связанные именно с фибробластами папиллярного слоя дермы .
     
     
     

     

    Заключение

    Фибробласты кожи не только синтезируют элементы межклеточного вещества дермы, но и взаимодействуют между собой и другими клетками кожи. Иначе говоря – они физически обеспечивают существование межклеточного матрикса, необходимого для функционирования дермы - с одной стороны. А с другой – продуцируя разнообразные сигнальные молекулы – факторы роста, хемокины, цитокины – фибробласты регулируют рост, дифференцировку и функциональную активность всех клеток кожи.
     
    Обобщая, можно сказать, что дермальные фибробласты играют ключевую роль в регуляции физиологических параметров кожи.
    ВКонтакте
    FaceBook
    Подписаться на рассылку
    При полном или частичном копировании материалов с сайта
    обратная прямая ссылка обязательна: www.terra-aromatica.ru