Нарушение в синтезата на колагена

Колагенът е основният структурен протеин в междуклетъчното вещество в съединителната тъкан. Името колаген произхожда от гръцката дума κoλλα, което означава "лепило", и суфикса - gen, означаващ "производство". Като основен компонент на съединителната тъкан той е най-богатият протеин, съставляващ от 25% до 35% от съдържанието на цялото протеиново тяло. Колагенът се състои от аминокиселини, навити заедно, за да образуват тройни спирали до формата на удължени фибрили. Той се среща най-вече във влакнести тъкани като сухожилия, кожа. Основна роля в биосинтезата и секрецията на колагена играят фибробластите.

Нарушението в синтезата на колагена води до нарушение и в нормалната структура на тъканите и органите. Най-често наблюдаваното нарушение в синтезата на колагена е повишената синтеза на колагена, което е известна под името фиброза.

Фиброзата е патологичен процес, който се изразява с повишено разрастване на зряла съединителна тъкан, която нарушава структурния паритет и взаимоотношения в органите и тъканите. Разрасналата съединителна тъкан е представена от груби колагенови влакна, които рязко преобладават над другите извънклетъчни и клетъчни компоненти. Това води до локално или дифузно уплътняване на тъканите.

Фиброзата е последният, често срещан патологичен резултат на много хронични възпалителни заболявания. Въпреки че натрупването на колаген е незаменима и обикновено обратима част от заздравяването на раните, нормалното възстановяване на тъканите може да се развие в прогресивно необратим фиброзен отговор, ако травмите на тъканите са тежки или повтарящи се, или ако самият отговор на заздравяването на раните се превръща в нарушена регулация. Фиброзата се определя от прекомерното натрупване на фиброзна съединителна тъкан (колаген и фибронектин) в и около възпалената или увредена тъкан, което може да доведе до постоянно белези, нарушение на органите и в крайна сметка смърт в крайна фаза на чернодробно заболяване, бъбречно заболяване, идиопатична белодробна фиброза и сърдечна недостатъчност. Фиброзата е също така основна патологична особеност на много хронични автоимунни заболявания, включително склеродермия, ревматоиден артрит, болест на Крон, улцерозен колит, миелофиброза и системен лупус еритематодес. Фиброзата също така влияе върху туморната инвазия и метастази, хроничното отхвърляне на присадката и патогенезата на много прогресивни миопатии. Въпреки, че фиброгенезата става все по-разпознавана като основна причина за заболеваемост и смъртност при повечето хронични възпалителни заболявания, съществуват малко стратегии за лечение, ако има такива, които са специално насочени към патогенезата на фиброзата.

Фиброзата е динамичен процес, който протича фазово. Локалното огнище на склероза, при което се замества ранев дефект или фокална некроза се означава като ръбец /цикатрикс/. От етиологична и морфогенетична гледна точка фиброзата може да се класифицира по следния начин:

• Фиброза след продуктивно възпаление - най-често се наблюдава в крайната фаза на хроничния възпалителен процес. Това е една от най-често наблюдаваните форми на фиброза.
• Фиброза след системна или локална дезорганизация на съединителна тъкан - среща се при системни заболявания на колагена, вродени или придобити дисплазии, на пример, фиброматози и други.
• Фиброза след некроза или атрофия на тъканите - наблюдава се най-често в острата фаза на възпалението, където в зоната на некротизиралите клетки започва усилен процес на колагеносинтеза от участващите във възпалителния гранулом фибробласти.
• Фиброза при зарастване на раните под формата на ръбци - тази форма на фиброза е обичайна при рани зарастващи per secundam.
• Фиброза при организация на тромби, кръвоизливи или като резултат на сраствания и облитерации на серозни кухини
• Фиброза в туморната тъкан - това е един често наблюдаван процес в онкопатологията - характеризира се с разрастване на колагенна съединителна тъкан в стромата на туморите, която обхваща туморните повлекла.

С помощта на електронно микроскопското изследване са разграничени два вида активно секретиращи фибробласти:

• Колагенобласти I тип - характеризират се с умерена колаген - продуцираща активност. Наблюдават се предимно в зрелите тъкани, в дълго незарастващи рани и при не интензивно фиброзиращи процеси. Те са близки по структура до младите фибробласти като се отличават със значително по-развита зърнисто-цитоплазматична мрежа.
• Колагенобласти от II тип - наблюдават се предимно в интензивно развиваща се съединителна тъкан и за тях е характерно интензивно продуциране на колаген. Фибриногенезата в тъканите обикновено се извършва по външната страна на клетъчната мембрана на фибробластите, където има специални рецептори за молекулите на колагена и висока концентрация на протеогликани.

По-рядко фибриногенезата може да се извърши и "дистанционно" в междуклетъчното пространство върху предварително оформена матрица от протеогликани и структурни гликопротеини. Контролната функция на фиброкластите е насочена към отстраняване на колагенови влакна, които са без функционално натоварване или чрез отстраняване на "неправилни" участъци на колагеновата молекула.

Освен фибробластите и фиброкластите във фиброгенезата определена роля играят и някои фактори, които модулират колагеновата продукция. Такива са монокини, лимфокини, гликопротеиди, простагландини и бета - адренергичната система. Възможни са три основни механизма, които могат да доведат до склерозиране на тъканите и органите:

• Образуване на млада съединителна тъкан чрез пролиферация на фибробластите - при тези случаи се наблюдава усилен синтез на колаген и съзряване на тъканта.
• Образуване на млада съединителна тъкан без пролиферация на фибробласти - тя се осъществява от клетъчна и чрез извънклетъчна фибрилогенеза. Такъв процес може да се наблюдава при промяна на съотношението между клетките и колагеновите влакна. В резултат на това рехавата стромална тъкан на органите се превръща във фиброзна. В други случаи може да се наблюдава нарастване на масата, и/или изменение структурата на специализираните видове съединителна тъкан. Посочените механизми обясняват дезорганизацията на съединителната тъкан при склероза на вътрешните органи, особено при хроничен венозен застой, нефросклероза, обусловена от хипертонична болест и атеросклероза.
• Уплътнение на тъканите при колабиране на стромата в резултат на некроза или атрофия на паренхима на вътрешните органи - този механизъм може да обясни възникването на склероза при масивни некрози в черния дроб при вирусни инфекции или под действието на токсични вещества. В зоната на масивната некроза настъпва колапс на ретикулната мрежа с последващо разрастване на съединителната тъкан. Този процес стои в основата на т.нар. постнекротична цироза на черния дроб.

Фиброзата на органите и тъканите, спадаща към нарушение в синтезата на колагена може да бъде местна и обща. При местната форма, зоната на фиброзата е плътна, в сравнение със заобикалящия паренхим. При дифузната форма се констатира дифузно уплътнение на органа, който в началната фаза на фиброзата е със запазена форма и големина. При напредналите фази обемът, големината и теглото на органа намаляват в сравнение с нормата.

Хистологичната картина се определя от това дали са касае за локална или дифузна фиброза. При локалната съединителната тъкан е разраснала в зона на некроза или увредени паренхимни клетки. По този начин се нарушава архитектониката на органа. При дифузната форма този процес е още по-демонстративно изразен, като при някои случаи е трудно да се открият зони със запазен паренхим.

Фиброзната тъкан се оцветява в хистологичните препарати по метода на ван Гизон в червено. Яркостта на цвета се определя от степента на колагенизация на фиброзната тъкан.