Заводом по производству межклеточного вещества является клетка под названием «фибробласт». Фибробластами их называют потому, что они могут синтезировать волокна (лат. fibra – волокно) белков коллагена и эластина. В цитоплазме фибробласта много шероховатого и гладкого цитоплазматического ретикулума и хорошо развит комплекс Гольджи. В шероховатом ретикулуме вырабатываются белки, а в гладком – углеводы. Все это упаковывается в комплексе Гольджи и в виде компонентов межклеточного вещества секретируется в межклеточное пространство. В межклеточном пространстве происходит сама сборка составных частей волокон и матрикса (рисунок 58).

Рисунок 58. Образование коллагеновых волокон

Только первые этапы создания волокон и компонентов аморфного вещества происходят внутри клеток. Для образования коллагеновых волокон внутри клетки сначала образуется полипептидная цепь или цепочка из аминокислот под названием пре-проколлаген. «Пре» и «про» указывают на то, что это далеко не коллаген, а его предшественник. Это примерно как прапрадедушка. В полипептидной цепочке препроколлагена повторяются триплеты из аминокислот глицина, пролина и лизина. При участии витамина С, к пролину и лизину присоединяется гидроксил ион (ОН-группа). Затем к полипептиду присоединяются сахара, то есть происходит гликирование аминокислотной цепочки. Как только полипептид стал гидроксилированным и гликированным, он из шероховатого эндоплазматического ретикулума поступает в комплекс Гольджи. В комплексе Гольджи, благодаря сахарам, три полипептида скручиваются в тройную спираль. Такую тройную спираль называют проколлагеном. Чтобы такая спиральная заготовка не объединялась с другими такими же заготовками внутри клетки, концы у спирали «разлохмачены». С «разлохмаченными» концами тройная спираль проколлагена выходит из клетки. На наружной поверхности клетки ферменты протеазы обрезают лохматые аминокислотные концы, и спираль проколлагена превращается в тропоколлаген. С этого момента вступают в игру гидроксил-ионы, полученные от витамина С. Лохматые концы больше не мешают склеиваться тропоколлагенам друг с другом боками через водород, который есть в ОН-группе. Кроме того, «вступает в игру» фермент лизил-оксидаза, который модифицирует аминокислоту лизин, и между лизинами разных тропоколлагенов устанавливается ковалентная связь или прочная сшивка. Но «склеивание» или «сшивка» тропоколлагена с соседом происходит не по всей длине молекулы. Каждая молекула тропоколлагена на четверть выдвинута вперед или назад по отношению к соседу. Таким образом, одна палочка молекулы тропоколлагена тремя четвертями своей длины может быть связана с соседней молекулой и одной четвертью с молекулой, лежащей за соседкой. Между концами лежащих друг за другом молекул тропоколлагена остаются небольшие пространства. Эти пространства создают видимый под микроскопом эффект поперечной исчерченности коллагеновых фибрилл – длинных нитей, образующихся в результате самосборки молекул тропоколлагена. Фибриллы объединяются в более толстые структуры – коллагеновые волокна.

При недостатке аскорбиновой кислоты (витамин С) нарушается гидроксилирование пролина и лизина, а это приводит к нарушению сборки тропоколлагеновых молекул и их объединению в фибриллы коллагена. При авитаминозе С, известном как цинга, выпадают зубы. Причина очень простая – в связке периодонта, которая крепит корень зуба к челюсти, исчезают коллагеновые волокна.

Причиной нарушения образования коллагена может быть не только дефицит аскорбиновой кислоты, но недостаток поступления в организм аминокислоты лизина. Лизин – это одна из восьми незаменимых аминокислот, то есть аминокислот, которые не синтезируются в организме взрослого человека. К счастью, мы получаем её с животной и растительной пищей. Лизин – это важный игрок аминокислотного трио проколлагена. Лизин и пролин гидроксилируются с участием витамина С. Между лизинами образуются ковалентные связи во время сборки коллагеновых фибрилл и волокон. Благодаря лизину еще один вид волокон соединительной ткани приобретает свои уникальные свойства. В данном случае речь пойдет об эластических волокнах.

Аналогично проколлагену фибробласты синтезируют и выделяют в межклеточное пространство белок проэластин, в котором также много глицина и пролина и который образует скрученный клубок молекулы эластина (рисунок 59). Лизин в эластине заменяется на две необычные аминокислоты – десмозин и изодесмозин. Эти две необычные аминокислоты в эластических волокнах выполняют ту же функцию, что и связки в суставах, поэтому их название созвучно с греческим словом «десмос» – связка. Десмозин и изодесмозин образуются из четырех остатков лизина и формируют поперечные сшивки между скрученными молекулами эластина. За счет таких сшивок молекулы эластина связаны между собой. Скрученные молекулы эластина при растяжении выпрямляются, но отдельные молекулы эластина остаются связанными между собой десмозином и изодесмозином. Эластические волокна иногда называют «резиноподобные», но они могут растягиваться в пять раз больше, чем резина.

Рисунок 59. Эластические волокна

Фибробласты – это заводы по производству межклеточного вещества в собственно соединительной ткани. Но есть еще соединительные ткани со специальными свойствами. Клетки-заводы в других разновидностях соединительной ткани называются по-другому. В кроветворных и лимфоидных органах их называют «ретикулярные клетки», в хряще – «хондробласты», а в костях – «остеобласты». Общее для всех этих клеток название – механоциты. Они отвечают за механические свойства и прочность межклеточного вещества соединительной ткани. При повреждении соединительной ткани, когда необходимо сблизить края раны, в цитоплазме фибробластов появляется сократительный белок, альфа-гладкомышечный актин, такой же, как и в гладкомышечных клетках. Содержащие такой белок фибробласты могут укорачиваться и уменьшать размеры дефекта ткани. Умеющие сокращаться фибробласты называют миофибробластами. Миофибробласты приобретают дополнительное свойство сокращения, но не теряют способности вырабатывать межклеточное вещество.

В соединительной ткани, в отличие от эпителия, много кровеносных сосудов. Поэтому эндотелиальные клетки и перициты капилляров относят к клеткам соединительной ткани. Кроме того, в соединительной ткани всегда есть лейкоциты, мигрировавшие из крови. Тучные клетки – братья-близнецы базофильных лейкоцитов. Плазматические клетки – это активно работающие В-лимфоциты. Есть макрофаги, то есть большие фагоциты (пожиратели), которые образуются из моноцитов крови. Сказал про макрофаги и вспомнил студенческие годы…

Готовясь к любому экзамену, я распределял время на подготовку так, чтобы за день до экзамена мне не надо было ничего учить. В этот день я шел с утра в баню, а после обеда просматривал экзаменационные вопросы и коротко в голове прокручивал план ответа. Так же было и перед экзаменом по гистологии. В одном из вопросов по соединительной ткани вижу название «гистиоцит». Название очень простое, и переводится как «тканевая клетка», или клетка ткани. Но что это такое, а главное, что делает эта клетка – не помню. Полез в учебник, и нашёл лишь одно предложение: «Гистиоцит – это оседлый макрофаг соединительной ткани». На следующий день, вытянув свой билет и получив гистологические препараты, я увидел, что один из четырех вопросов был по соединительной ткани. В конце этого длинного вопроса отдельно был выделен гистиоцит. Без страха и волнения я начал готовить свой ответ. Экзамен я сдавал заведующему кафедрой, очень талантливому и эрудированному человеку, учителю всех ныне здравствующих и работающих в Казани гистологов, профессору Эрнсту Галимовичу Улумбекову. Надо отметить, что для него не было важно, что зазубрил студент, главное было, чтобы студент понимал связь строения органа с его функцией. Он даже не посмотрел на подготовленный мной на бумаге ответ и убрал в сторону выданные мне вместе с билетом гистологические препараты. У него был свой набор препаратов, окрашенных не стандартным гематоксилин-эозином, а сделанных с любовью и пониманием дела, наглядных и удивительных срезов органов и тканей с различными методами окраски, включая окраску по Маллори, импрегнацию солями серебра и хлорного золота и многое другое, удивительное и красивое. Согласно студенческой легенде, там был даже препарат зуба в полости матки. Нет, зубы в матке не росли, это лаборанты при изготовлении препарата поместили в матку кролика декальцинированный зуб. Говорят, что этот препарат заставил вспотеть не один десяток студентов. Взяв из своей коробочки несколько препаратов, не помню, сколько их было, но точно не один, он попросил меня определить, что это, и описать. После беседы по препаратам, с подробным разбором гистологического строения органа, которому принадлежал конкретный препарат, профессор лишь бросил взгляд на билет. Из всего билета он спросил меня лишь одно. Я думаю, вы уже догадались, что он спросил: «Что такое гистиоцит?»