Клітини пухкої сполучної тканини

Клітини пухкої сполучної тканини - фібробласти, тучні клітини, макрофаги, ендотеліальні клітини, лейкоцити, плазматичні клітини, перицити, адипоцити.

Деякі із цих клітин утворюються безпосередньо з мезенхіми, яка у пренатальний період знаходиться у тих самих місцях. Інші клітини розвиваються з мезенхіми десь в інших ділянках тіла, а потім потрапляють до кровотоку і звідти мігрують до пухкої сполучної тканини у визначений період її розвитку. Тому клітини сполучних та скелетних тканин можна класифікувати за різними ознакамими, наприклад: резиденти та емігранти або за належністю до різних функціональних груп.

Резиденти: фібробласти та фіброцити (волокниста сполучна тканина), хондробласти і хондроцити (хрящова тканина), остеобласти і остеоцити (кісткова тканина), тучні клітини, макрофаги, плазматичні клітини, адипоцити.

Клітини-емігранти: лейкоцити (нейтрофіли, еозинофіли, базофіли, моноцити). Вони надходять до сполучної тканини з кров”яного русла при винекненні центрів запалення. Лімфоцити, виконуючи імунологічний контроль, постійно циркулюють між кров”ю, сполучними тканинами та лімфою.

За виконанням функцій, клітини сполучної тканини можна поділити на такі групи: клітини, що відповідають за синтез молекул позаклітинної речовини та підтримання структурної цілісності тканини - це фібробласти; клітини, відповідні за накопичення та метаболізм жиру, - адипоцити, ці клітини утворюють жирову тканину; клітини із захисними функціями – тучні, макрофаги та усі типи лейкоцитів.

Але, оскільки всі перераховані вище клітини у прямий, або непрямий спосіб походять із мезенхими, то варто розглянути що являє собою мезенхіма.

Мезенхіма. Це зародкова тканина, яка отримала назву (від греч. мезос – середній та енхіма – налите) тому, що більша її частина походить від мезодерми – середнього зародкового листка. Але частина її, особливо у головному вітділі тіла розвивається з ектодерми. За структурою це - пухка сітка, утворена клітинами, щоі за формою нагадують більш або меньш правильні зірки та мають цитоплазму, яка блідо забарвлюється. Відростки багатьох із цих клітин поєднані з відростками інших мезенхімних клітин. Зазвичай клітини розміщені доволі далеко одна від однієї. Міжклітинний простір заповнений студениститою аморфною речовиною у якій, по мірі розвитку з”являються тонкі волокна. Тому що мезенхіма є ембріональною тканиною у її клітинах часто відбуваються мітози.

ФІБРОБЛАСТИ. Фібробласт (від. лат. fibra – волокно та греч. бластос - зародок) являє собою найбільш поширений клітинний тип сполучної тканини. За формою вони дуже різні (від веретеноподібних до зірчастих). У пухкій сполучній тканині фібробласти розміщуються вільно і утворюють відростки. У цитоплазмі фібробластів можна виділити дві зони: екзоплазматичну (зовнішню), яка є слабко забарвленою і ендоплазматичну (внутрішню), що інтенсивно забарвлюється основними барвниками. У дозрілих фібробластів (фіброцитів) зона ендоплазми зменшується. Ендоплазма фібробласта багата на органоїди: мітохондрії, гранулярний ендоплазматичний ретикулум, елементи внутрішньоклітинного сітчастого апарату. Тут же знаходиться клітинний центр. Ядра фібробластів розташовані в ендоплазмі, мають овальну форму і містять дрібнозернистий хроматин. Під час руху цих клітин вони набувають полярності і тоді на головному полюсі з”являються короткі рухомі відростки, які, мають можливість видовжуватись і закріплюватися на субстраті, а потім, скорочуватись та тягнути за собою клітину. Фібробласти здатні до проліферації та міграції.

У сполучній тканині можна зустріти фібробласти різного ступеню зрілості. На зрізах, забарвлених гематоксилін-еозином, молоді фібробласти відрізняються від фіброцитів більшою кількістю базофільної цитоплазми, яка оточує ядро. Крім того ядро молодого активного фібробласта містить ядерце, яке добре виявляється; такі морфологічні характеристики свідчать про те, що клітина активно синтезує білок. Це може бути білок, необхідний для подальшого росту та утворення нових фібробластів (оскількм молоді клітини здатні до поділу), так і білок, що буде виділений з клітини (для утворення різних компонентів міжклітинної речовини). Після того, як фібробласт вже синтезував певну кількість міжклітинної речовини, його цитоплазма забарвлюється слабко; такий фібробласт має назву фіброциту. Дуже імовірно, що при включенні генів, які контролюють синтез міжклітинної речовини та її компонентів, у фібробласта пригнічується активність генів, що регулюють його ріст та проліферацію. Однак, фіброцит, хоча більше і не ділиться, ще здатний секретувати ще деяку кількість міжклітинної речовини (такі фіброцити здатні включати мічений пролін – амінокислота, необхідна для синтезу колагену).

Основною функцією фібробластів є вироблення міжклітинної речовини сполучної тканини. Але слід зауважити, що хоча фібробласити і синтезують різні компоненти міжклітинної речовини сполучної тканини, вони не є єдиними клітинами, здатними синтезувати колагенові, еластичні волокна та аморфну міжклітинну речовину. Колаген, глікозамінглікани та протеоглікани хряща та кістки продукуються клітинами спорідненими до фібробластів, що мають назву хондробласти та остеобласти. Вважають, до того ж, що у тканинах, які утворюють клітини крові, ретикулінові волокна синтезуються спеціальними клітинами, які мають назву - ретикулінові. Крім того гладеньком”язеві клітини можуть синтезувати білок еластинових волокон.

Отже, вивчаючи тонку структуру фібробласта, необхідно зауважити,що це секреторна клітина. Фібробласт виділяє свій секрет через ділянки, розподілені по всій плазматичній мембрані. Фібробласти секретують три основних продукти: проколаген, глікозамінглікани та проеластин.

Етапи синтезу проколагена у цитоплазмі.

Колаген синтезується у формі попередника – проколагена. Синтез -ланцюгів проколагена відбувається за допомогою полірибосом гранулярного ендоплазматичного ретикулуму. Тільки-но синтезовані ланцюги, дещо довші, ніж вони стануть пізніше, тому, що під час їх синтезу до кожного ланцюга приєднується “хвіст”, довжиною близько 13 нм, який потім від”єднається. За 3 хвилини у ланцюзі, що синтезується, гідроксилюється певна кількість пролінових та лізинових залишків, а для того, щоб синтезувався увесь ланцюг необхідно від 5 до 6 хвилин. Транспортні пухирці переносять -ланцюги проколагена до більш глибоко розміщених мішочків Гольджі, і, коли ці мішочки переміщюються до периферії клітини, деякі з них стають роздутими, сферичними пухирцями, що містять сплутані нитки. Пізніше ці нитки виправляються, лягають паралельно одна до однієї, пухирець в якому вони містяться, приймає циліндричну форму. По мірі того, як вміст пухирців конденсується, вони перетворюються у секреторні гранули. Таким чином проколаген виводиться на поверхню фібробласта, де його молекули будуть скорочені та перетворяться на молекули тропоколагена, які, в свою чергу, будуть об”єднані у колагенові фібрили.

Фібробласти також беруть участь у загоєнні ран. Під час запалення та при загоєнні ран фібробласти активуються макрофагами, які секретують певні фактори bFGF і PDGF. Фібробласти активно проліферують і мігрують до місця запалення, зв”язуючись з фібрилярними структурами через фібронектин. Водночас вони активно синтезують речовини позаклітинного матриксу. Фібробласти містять колагенази – ферменти, що руйнують колаген. Руйнуючи сттарий та синтезуючи колаген новий, фібробласт забезпечує його перебудову і утворення рубців на місці ушкодження або запалення. Існують дані, про те, що фібробласти в рані або у зоні запалення походять з кістковомозкових клітин-попередників фібробластів. Наприклад, під час регенерації сухожилків, виявлено, що відновлення відбувається новими фібробластами (можливо перицитами), які потрапили у пошкоджену ділянку разом з проростаючими сюди капілярами.

Утворення еластичних волокон.

Ультраструктура еластичних волокон. Центральну частину волокна кладає аморфний білок еластин (на електронномікроскопічних знімках він виглядає світлим, внаслідок того, що не має спорідненості до солей важких металів). Ззовні волокно оточене та пронизане великою кількістю ниткоподібних електроннощільних компонениів, які мають назву - мікрофібрили, діаметр яких складає 11 нм. Еластичні волокна не мають продольної посмугованості (періодичності – ?).

Отже, еластичні волокна містять два білкових компонента. Основний білок – еластин – є аморфним компонентом волокна. Його амінокислотний склад містить небагато полярних амінокислот і, хоча, еластин багатий на пролін та гліцин, він містить мало гідроксипроліна та гідроксілізина. Характерною для еластина є наявність двох унікальних похідних амінокислот – десмозіна та ізодесмозіна, які утворюють в еластині поперечні зшивки. Другим компонентом еластичних волокон є мікрофібрилярний білок. Він відрізняється від еластина і колагена і вдносно багатий полярними амінокислотами, тому на елекронних знімках він краще помітний, ніж еластин. Однак в ньому немає гідроксилізина та гідроксипролізина, які містяться у колагені. Мікрофібрилярний білок містить багато (до 5%) вуглеводів, що вказує на його глікопротеїдну природу.

Попередник еластину - проеластин, синтезується практично так само, як і колаген. Але спочатку фібробласти мусять відкласти пучки мікрофібрил, оскільки мікрофібрили слугують каркасом для утворення волокон із еластину ( аморфного матаріалу). Без мікрофібрил, з еластину виникли б тільки кульки неправильної форми, і він не створив би більш або меньш циліндричних волокон. Каркас із мікрофібрил будується у безпосередній близкості від фібробласта, іноді вздовж жолобка на його поверхні. Після того, як каркас сформований, аморфний матеріал (еластин) починає перетворюватися у волокно, і деякі пучки мікрофібрил опиняються всередині волокна, а інші формують оболонку навколо волокна.

Проеластин, що секретують фібробласти перетворюється в тропоеластин так само, як колаген перетворюється в тропоколаген, а саме шляхом ферментативного видалення хвостової ділянки молекули. Потім інший фермент , що знаходиться у міжклітинному просторі і зветься лізілоксидазою, зв”єднує лізинові групи чотирьох тропоеластинових молекул разом, що призводить до утворення десмозина (та ізодесмозина), який поперечно зшиває тропоеластичні молекули, і при цьому утворюється еластин. Як і в колагені, супінь поперечного зв”язування еластину підсилюється з віком і це може призвести до небажаних наслідків, оскільки зменшується еластичність стінок артерій.

ФІБРОЦИТИ. Старі фібробласти (фіброцити) оточені колагеновими волокнами, утвореними цими фібробластами на ранніх стадіях. У щільній сполучній тканині фіброцит має веретеноподібну форму, бо він розміщений між двома паралельними волокнами позаклітинного матриксу. У фібробцитів практично не видно цитоплазми, а про їхню наявність на зрізах судять по слабкозабарвленим ядрам. Щільне ядро видовжене вздовж клітини. Є цистерни гранулярної ендоплазматичної сітки, невелика кількість мітохондрій, комплекс Гольджи розвинений слабко. Клітина містить небагато секреторних гранул. Головною функцією є підтримання тканинної структури, за рахунок повільного оновлення компонентів позаклітинного матрикса. При загоєнні ран фіброцит може бути простимульваний до синтетичної активності. Активований фіброцит набуває схожості до фібробласта.

Гладенькі м”язеві клітини. Ці клітини мають веретеноподібну форму і центрально розміщене видовжене ядро. У пухкій сполучній тканині вони знаходяться у стінках артеріол, з яких кров переходить у капіляри та у стінках крупних венул, що відводять кров з капілярів. В обох випадках гладеньком”язеві клітини розміщені так, що оточують просвіт судини безпосередньо ззовні ендотеліальної вистілки.

МАКРОФАГИ. Коли вперше були досліджені ці клітини їм дали назви: клазматоцити, гістіоцити та макрофаги. Останння назва використовується найчастіше. Термін макрофаг означає в перекладі “великий пожиратель”. Але це не єдина форма фагоцитів. Макрофаги – диференційована форма моноцитів. Вони знайдені в усіх тканинах та органах. Ці клітини здатні дуже швидко пересуватися. Термін життя макрофагів - до декількох місяців. Тканьові макрофаги зберігають здатність до поділу.

Розрізняють резидентні та рухливі (викликані) макрофаги. Резидентні знаходяться в тканинах у нормі, тобто за відсутністю запалення. Серед них розрізняють вільні – округлої форми та фіксовані - зірчастої форми клітини, які своїми відростками прикріплюються до матриксу або контактують з іншими клітинами.

Макрофаги сполучної тканини є частиною системи мононуклеарних фагоцитів. Клітини цієї системи відрізняються від інших фагоцитуючіх клітин за трьома критеріями : мають морфологію макрофагів, походять з кісткового мозку, їх фагоцитуючу активність модулюють Іg та компоненти компліменту.

Велетенські клітини – кінцева стадія диференціювання моноцита і макрофага. Ці багатоядерні клітини утворюються (далеко не завжди) в області запалення в результаті злиття декількох макрофагів. Гігантські клітини відіграють помітну роль в утворенні гранульом.

Зовнішній вигляд макрофагів мінливий. Межі деяких макрофагів , що вільно рзміщені у пухкій сполучній тканині виявляються при електронномікроскопічному дослідженні неправильними через наявності великої кількості псевдоподій, складок поверхні та пальцеподібних відростків, які відходять від клітини у різних напрямках. Окрім цього, глибоко у цитоплазму можуть занурюватись вип”ячування плазматичної мембрани, і якщо зріз пройшов через них навкісь, їх можна бачити як порожні пухирці. Більшість таких втиснень зберігає зв”язок з поверхнею клітини.

Цитоплазма цих клітин різко відмежована від оточуючої міжклітинної речовини. У невеликій кількості в ній виявлені цистерни гранулярного ретикулуму, помірно розвинений комплекс Гольджі, є мітохондрії і, що особливо характерно, виявлення фагосом допомагає ррозпізнати макрофаги на електронних знімках. Крім того макрофаги містять числені лізосоми, які можуть бути зв”язані із фагосомами. Ядра у макрофагів неправильної форми з заглибленнями. Хроматин має вигляд грубих глиб. В активованих макрофагах збільшена кількість лізосом та краще виявлена ендоплазматична сітка. При занесенні інфекції або чужородного тіла макрофаги збільшуються у розмірах та починають виявляти амебоїдну рухливість і фагоцитарну активність. Структурами внутрішньоклітинного перетравлення є фагосоми, лізосоми, фаголізосоми та остаточні тільця. Остаточний матеріал може видалятися з макрофага шляхом екзоцитозу. В лізосомах присутні бактеріцидні агенти: мієлопероксидаза, лізоцим, протеінази, і т.п. Активований макрофаг секретує понад 60 факторів, наприклад: таких, що мають високу антибактеріальну активність (виділяючи з лізосом Н₂О, ОН^-, О₂^-, лізоцим, кислі гідролази та інш.), ліпідні медіатори запалення ( простагландін, фактор активації тромбоцитів), інтерферон – блокує реплікацію вірусів, ферменти, що руйнують позаклітинний матрикс (еластаза, гіалуронідаза, колагеназа), фактори росту, необхідні для проліферації, міграції та диференціювання клітин.

Гігантські клітини чужородних тіл.

Частки або маси чужородного матеріалу у пухкій сполучній тканині, занадто крупні, щоб їх могли захопити окремі макрофаги і за цих обставаи іноді викликають утворення гігантських клітин для боротьби з чужородними тілами. Це дуже крупні клітини, що містять по два або більше ядер. Гігантські клітини утворюються в результаті злиття моноцитів або макрофагів. Гігантські клітини є звичайними при туберкульозі. Формування цих клітин спричиняється, тим, що мікробактерії туберкульоза фагоцитуються групами макрофагів, які при ушкодженні їх цими бактеріями можуть зливатися та утворювати гігантські клітини. Потім центральна частина піддається некрозу, а на периферії залишається кільце з ядер макрофагів. Гігантські клітини різної форми утворюються з макрофагів і при деяких інших умовах, наприклад, при в”ялому протіканні запалення (при гранульомах).

Гігантські клітини можуть функціонувати і як нормальні клітини організму. При перебудові кісткової тканини, яка проходить протягом усього життя (хоча найбільш активно – під час росту організму) простежується як резорбція існуючої кістки, так і утворення нової. Показано, що гігантські клітини, які називаються остеокластами, утворюються в результаті злиття макрофагів. Тому, присутність багатоядерних гігантських клітин, не обов”язково викликана появою чужородних тіл, що потрапили до організму; це можуть бути нормальні клітини, які виконують свою фізіологічну функцію.

Механізм злиття може здійснюватися шляхом витягування правильних тонких цитоплазматичних складок (хоча це не єдиний спосіб); іноді складки макрофагів переплітаються між собою, що прзводить до злиття клітин.

ТУЧНІ КЛІТИНИ. Тучні клітини походять із попередника в кістковому мозку але завершують диференціювання у сполучній тканині. Це резидентні клітини сполучної тканини. Розташовані вони поблизу кровоносних судин, під шкірою, у слизовій оболонці органів дихальної і травної систем та у черевній порожнині.

Тучні клітини мають неправильно-овальний обрис через велику кількість цитоплазматичних відростків. Невелике ядро звичайної будови розміщене по центру клітини. В цитоплазмі містяться числені мітохондрії округлої форми, чітко виявляються помірно розвинені гранулярна та гладенька ендоплазматичні сітки; комплекс Гольджі розвинений добре. Основною характеристикою цитоплазми є наявність метахроматинових зерен, які знаходяться в ній у великій кількості. За своїм забарвленням ці зерна нагадують гранули базофілів крові і містять біологічно активні речовини, медіатори та ферменти. Наприклад, гепарин (різного ступеню сульфатований мукополісахарид) - антикоагулянт, модифікує активність інших раніш синтезованих медіаторів; гістамін, викликає вазодилатацію, підвищення проникності капілярів, хемокінез, бронхоспазм, стимулює аферентні нерви; протеази (трипаза, розщеплює фібриноген, викликає руйнування тканьового матрикса); кислі гідролази – лізосомні ферменти, які разом з нейтральними протеазами руйнують комплекси глікопротеінів та протеогліканів; хімаза – специфічний білок тучних клітин, який приймає участь у розщепленні компонентів міжклітинного матрикса та інш. Морфологія цих гранул залежить від виду тварин. Зазвичай буває видно деяку клількість порожніх вакуолей, які є випорожненими гранулами; також часто видно якусь кількість зруйнованих гранул. Дегрануляція, мабуть не свідчить про виведення гістаміну, а наявність порожніх вакуолей є саме ознакою виділення гістаміну назовні.

Функція тучних клітин полягає у зв”язуванні і накопичення у їхній цитоплазмі сульфатів (сульфатованих мукополісахаридів). Комплекс Гольджі відіграє важливу роль у синтезі та сульфатуванні глікозамінглікану, що накопичується у вигляді гепарину в гранулах. Завдяки цій властивості тучні клітини регулюють склад основної речовини сполучної тканини, що його оточує. Тучна клітина приймає участь у реакціях запалення та алергічних реакціях гіперчуттєвості миттєвого типу. Тучні клітини є головним місцем зберігання та синтезу гістаміну в тканинах. Встновлено, що тучні клітини містять ферменти, які необхідні для синтезу гістаміну та його попередників.