Fibroblasten: Aufbau und Funktion

Fibroblasten sind essenzielle Zellen des Bindegewebes, die eine fundamentale Rolle bei der Aufrechterhaltung und Reparatur des Gewebes spielen. Diese Zellen sind nicht nur in der normalen Gewebshomöostase von entscheidender Bedeutung, sondern auch bei der Wundheilung und Geweberegeneration, da sie aktiv an der Bildung von Narbengewebe beteiligt sind. Durch ihre Fähigkeit, sich in verschiedene Zelltypen zu differenzieren und auf verschiedene Signale zu reagieren, tragen Fibroblasten wesentlich zur Anpassung und Reparatur von Geweben unter physiologischen und pathologischen Bedingungen bei. Dieser Artikel beschreibt den Aufbau, die Funktion und klinische Aspekte dieser Zellen.

Fibroblasten – Definition

Fibroblasten sind spezialisierte Zellen des Bindegewebes, die eine zentrale Rolle bei der Synthese und Erhaltung der extrazellulären Matrix spielen. Sie sind für die Produktion von Kollagen und anderen Proteinen verantwortlich, die die strukturelle Integrität des Gewebes gewährleisten.

Fibroblasten – Aufbau

Fibroblasten stammen aus Zellen des Mesenchyms (embryonales Bindegewebe) ab. Sie haben ein spiraliges, sternförmiges Aussehen mit vielen Ausläufern des Zytoplasmas. Im Zytoplasma an sich findet sich ein ausgeprägtes raues endoplasmatisches Retikulum mit einem großen Golgi-Apparat.

Myofibroblasten

Beim Myofibroblasten handelt es sich um eine modifizierte Version des Fibroblasten. Zusätzlich ist er noch kontraktil und hat verschiedene Charakteristika einer glatten Muskelzelle. Wie er entsteht, ist noch nicht ausreichend geklärt. Klar ist allerdings, dass er sich aus einer Vorläuferzelle differenziert. Es wird vermutet, dass es sich bei diesen Vorläuferzellen um Fibroblasten oder Zellen des mesenchymalen Gewebes handelt. Diese Differenzierung wird über verschiedene zytokine Botenstoffe vermittelt.

Fibroblasten – Funktion

Fibroblasten sind wesentliche Zellen des Bindegewebes, die eine zentrale Rolle in der Synthese und Erhaltung der extrazellulären Matrix spielen. Sie produzieren Kollagen und andere strukturelle Proteine wie Proteoglykane, die dem Gewebe Stabilität und Festigkeit verleihen.

Die Zellen verbleiben im Erwachsenen in einem Ruhezustand, bis sie durch zelluläre Signale aktiviert werden und mit der Proteinsynthese sowie einer Umstrukturierung der extrazellulären Matrix des Bindegewebes beginnen. Zu solchen Signalmolekülen gehören der epidermal growth factor (EGF) und der Tumor Nekrose Faktor (TNF).

Eine Besonderheit dieser Zellen ist außerdem ihre enorme Plastizität. Das bedeutet, viele Zellen, die eigentlich die Endstufe ihrer Entwicklung erreicht haben wie zum Beispiel Adipozyten (Fettzellen) oder Epithelzellen, können sich in Fibroblasten umdifferenzieren.

Wundheilung

Darüber hinaus sind Fibroblasten aktiv an der Wundheilung beteiligt, indem sie zur Bildung von neuem Bindegewebe und Narbengewebe beitragen. Sie reagieren auf Verletzungen und Entzündungen, indem sie Wachstumsfaktoren und Zytokine freisetzen und die Heilung fördern.

Nach Verletzungen der Haut, verschließt sich unmittelbar die Wunde durch Bildung eines Blutgerinnsels. Nach diesem doch eher notdürftigen Verschluss schütten die Thrombozyten (Blutplättchen) Wachstumsfaktoren aus, um das Gewebe zu reparieren.

Zuerst kommen neutrophile Granulozyten und Makrophagen an den Ort des Geschehens und räumen Zellreste und Fremdkörper in der Wunde auf. Sie folgen Entzündungsmediatoren, die vom zerstörten Gewebe freigesetzt wurden. Makrophagen in der Wunde sind typischerweise vom Typ I und befeuern die Entzündungsreaktion, damit mehr dieser Fresszellen an den Ort der Wunde kommen. Nach mehreren Tagen wandeln sich die Makrophagen in Typ 2 um und schütten antiinflammatorische (antientzündliche) Stoffe aus, um die Entzündungsreaktion abklingen zu lassen. Zusätzlich werden von ihnen weitere Wachstumsfaktoren zur Regeneration des Gewebes ausgeschüttet. Jetzt findet man dort auch eingewanderte Fibroblasten und Myofibroblasten sowie neu gebildete Kapillaren. Die Bindegewebszellen beginnen mit der Synthese von Kollagenen und weiteren Proteinen. Dieses sogenannte Granulationsgewebe wird im weiteren Verlauf zum stabilen Narbengewebe umgebaut.

Fibroblasten – Klinik

Bei pathologischen Prozessen, wie der Fibrose, können Fibroblasten jedoch übermäßig aktiv werden und zur krankhaften Vermehrung von Bindegewebe führen.

Bei chronischen Entzündungen oder Verletzungen werden Fibroblasten aktiviert, um den Heilungsprozess zu unterstützen. Wenn diese Aktivierung jedoch unkontrolliert oder übermäßig geschieht, kann dies zu einer vermehrten Ablagerung von Bindegewebe und somit zur Fibrose führen. In einigen Fällen können Fibroblasten in eine spezielle Zellform namens Myofibroblasten umgewandelt werden. Diese Zellen haben kontraktile Eigenschaften und tragen zur Bildung von Narbengewebe bei, was die Wundheilung beeinflussen kann.

Außerdem produzieren Fibroblasten Wachstumsfaktoren und Zytokine, die Entzündungsreaktionen und die Reparaturprozesse im Gewebe regulieren. Eine übermäßige oder dysregulierte Produktion dieser Faktoren kann die Fibrose verschärfen. Zusätzlich interagieren sie mit Immunzellen und anderen Zelltypen im Gewebe. Diese Wechselwirkungen können Entzündungen und Fibrose fördern, insbesondere wenn sie in einem chronischen oder dysregulierten Zustand sind.