Несподівана функція легенів в нашому організмі

Ні для кого не секрет, що у ссавців клітини крові народжуються і дозрівають в кількох місцях: в першу чергу, це кістковий мозок, потім селезінка, тимус і лімфатичні вузли. Однак 2 місяці тому вчені зробили сенсаційну заяву: виявлений новий орган кровотворення. Ним виявилися… легені!

Колектив під керівництвом професора Каліфорнійського університету в Сан-Франциско Марка Луні (Mark R. Looney) довів, що в легенях утворюється більше половини тромбоцитів.

Тромбоцити — плоскі червоні пластинки крові, які відіграють важливу роль у процесі згортання: вони закривають собою місце розриву кровоносної судини; крім того, на їх поверхні зазвичай відбуваються реакції плазмового згортання і реакції, пов’язані із запальним процесом.

Давно відомо, що тромбоцити утворюються в результаті діяльності мегакаріоцитів — гігантських клітин кісткового мозку. Треба зазначити, що вчені вже знаходили мегакаріоцити в легенях, але вважалося, що вони «живуть і працюють» в кістковому мозку.

Це цікаво! Як не дивно, при значних крововтратах кількість тромбоцитів не зменшується, а збільшується. Це пов’язано з тим, що організм намагається максимально компенсувати втрати. Зниження показника спостерігається лише в перші години після початку кровотечі, але вже через добу рівень вмісту тромбоцитів піднімається помітно вище норми.

Випадкове відкриття

На цей раз вчені збиралися вивчати, яким чином імунна система взаємодіє з курсуючими по судинам легенів тромбоцитами. Дослідження такого типу стало можливим завдяки двофотонній інтравітальній візуалізації, техніці, нещодавно розробили Марком Луні з колегою, професором патології Метью Краммелом (Matthew F. Krummel). За допомогою цієї методики можна спостерігати за поодинокими клітинами всередині найтонших кровоносних судин в легенях живих мишей.

Однак, як це часто буває, випадково дослідники знайшли більше, ніж шукали. У науковій роботі використовувалися трансгенні миші, тромбоцити яких після модифікації випускали зелене світло. У процесі спостереження вчені виявили в легенях гігантську популяцію мегакаріоцитів. Стало ясно, що треба копати глибше. Більш деталізована візуалізація показала, що мегакаріоцити працюють і в легенях – за годину вони виробляли понад 10 мільйонів тромбоцитів, а це більше, ніж половина всього обсягу виробництва тромбоцитів у мишачому організмі! З допомогою відеомікроскопії вчені виявили, що за межами кровоносних судин легень знаходиться близько мільйона клітин-прабатьків мегакаріоцитів, а також стовбурових клітин крові.

Це цікаво! Чому, коли ми нервуємо, сваримося, кричимо, у нас болить голова? Це відбувається через те, що в стресових ситуаціях в організмі починається активне вироблення тромбоцитів, що може призводити до утворення тромбів в судинах. Тромби перекривають вільний рух крові по судинах, в тому числі головного мозку. Це і викликає мігрені.

Як працюють легені?

Щоб зрозуміти, як працюють легені в якості джерела тромбоцитів, дослідники провели серію трансплантацій. Пересаджуючи легені від одних мишей (у яких тромбоцити і мегакаріоцити світилися зеленим світлом) до інших, вдалося з’ясувати, що мегакаріоцити приходять в легені з кісткового мозку, і що якщо пересадити легкі тварині, в якої сильний недолік тромбоцитів, то цей недолік швидко компенсується. Причому після пересадки нормальний рівень тромбоцитів тримається декілька місяців, тобто мегакаріоцити в пересаджених легенях можуть поновлюватися досить довго.

Більше того, коли легені пересаджували мишам, у яких кістковий мозок взагалі погано працював, то легеневі запаси стовбурових клітин переміщалися в кістковий мозок і починали виробляти там не тільки мегакаріоцити, але й імунні нейтрофіли, В-клітини і Т-клітини!

Ці експерименти дозволяють припустити, що в легенях міститься велика кількість стовбурових клітин, здатних відновлювати пошкоджений кістковий мозок і знову починати вироблення багатьох компонентів крові. Як саме мегакаріоцити і стовбурові клітини подорожують між легенями і кістковим мозком, не зовсім зрозуміло; очевидно, вони підпорядковуються якимось хімічним сигналам, які, треба думати, скоро розшифрують.

Стовбурові клітини – унікальний тип незрілих клітин, які є прабатьками всіх клітин і тканин нашого організму. Вони служать «матеріалом» для регенерації уражених тканин або органів. У процесі дорослішання спостерігається катастрофічне зниження кількості стовбурових клітин: при народженні одна стовбурова клітина зустрічається на 10 тисяч інших, до 20-25 років – на 100 тисяч. До 50 років в організмі залишається всього одна стовбурова клітина на 500 тисяч.

Значення відкриття

Отримані результати мають колосальне значення для біології та медицини. Якщо дійсно виявиться, що і наші легені містять стовбурові клітини крові і виробляють тромбоцити, то, ймовірно, це відкриє нову сторінку в медицині – керуючи легеневими запасами стовбурових клітин, можна буде більш ефективно лікувати інфекційні хвороби і різноманітні розлади, пов’язані зі слабким імунітетом і з аномальним згортанням крові.