Неожиданная функция лёгких в нашем организме

Ни для кого не секрет, что у млекопитающих клетки крови рождаются и созревают в нескольких местах: в первую очередь, это костный мозг, затем селезенка, тимус и лимфатические узлы. Однако 2 месяца назад учёные сделали сенсационное заявление: обнаружен новый орган кроветворения. Им оказались… лёгкие!

Коллектив под руководством профессора Калифорнийского университета в Сан-Франциско Марка Луни (Mark R. Looney) доказал, что в легких образуется более половины тромбоцитов.

Тромбоциты — плоские красные пластинки крови, которые играют важную роль в процессе свёртывания: они закрывают собой место разрыва кровеносного сосуда; кроме того, на их поверхности обычно происходят реакции плазменного свёртывания и реакции, связанные с воспалительным процессом.

Давно известно, что тромбоциты получаются в результате деятельности мегакариоцитов — гигантских клеток костного мозга. Надо отметить, что учёные уже находили мегакариоциты в легких, но считалось, что они «живут и работают» в костном мозге.

Это интересно! Как ни странно, при значительных кровопотерях количество тромбоцитов не уменьшается, а увеличивается. Это связано с тем, что организм старается максимально компенсировать потери. Снижение показателя отмечается только в первые часы после начала кровотечения, но уже через сутки уровень содержания тромбоцитов поднимается заметно выше нормы.

Случайное открытие

На этот раз учёные собирались изучать, каким образом иммунная система взаимодействует с курсирующими по сосудам легких тромбоцитами. Исследование подобного типа стало возможным благодаря двухфотонной интравитальной визуализации, технике, недавно разработанной Марком Луни и его коллегой, профессором патологии Мэтью Краммелом (Matthew F. Krummel). С помощью этой методики можно наблюдаться за единичными клетками внутри тончайших кровеносных сосудов в легких живых мышей.

Однако, как это часто бывает, исследователи случайно нашли больше, чем искали. В научной работе использовались трансгенные мыши, тромбоциты которых после модификации испускали зеленый свет. В процессе наблюдения учёные выявили в лёгких гигантскую популяцию мегакариоцитов. Стало ясно, что нужно копать глубже. Более детализированная визуализация показала, что мегакариоциты работают и в легких – за час они производили свыше 10 миллионов тромбоцитов, а это больше, чем половина всего объема производства тромбоцитов в мышином организме! С помощью видеомикроскопии ученые выявили, что за пределами кровеносных сосудов легких находится около миллиона клеток-прародителей мегакариоцитов, а также стволовых клеток крови.

Это интересно! Почему, когда мы нервничаем, ссоримся, кричим, у нас болит голова? Это происходит из-за того, что в стрессовых ситуациях в организме начинается активная выработка тромбоцитов, что может приводить к образованию тромбов в сосудах. Тромбы перекрывают свободное движение крови по сосудам, в том числе — головного мозга. Это и вызывает мигрени.

Как работают лёгкие?

Чтобы понять, как работают легкие в качестве источника тромбоцитов, исследователи провели серию трансплантаций. Пересаживая легкие от одних мышей (у которых тромбоциты и мегакариоциты светились зелёным светом) к другим, удалось выяснить, что мегакариоциты приходят в легкие из костного мозга, и что если пересадить легкие животному, у которого сильный недостаток тромбоцитов, то этот недостаток быстро восполнится. Причем после пересадки нормальный уровень тромбоцитов держится несколько месяцев, то есть мегакариоциты в пересаженных легких могут возобновляться довольно долго.

Более того, когда легкие пересаживали мышам, у которых костный мозг вообще плохо работал, то легочные запасы стволовых клеток перемещались в костный мозг и начинали производить там не только мегакариоциты, но и иммунные нейтрофилы, В-клетки и Т-клетки!

Эти эксперименты позволяют предположить, что в легких содержится большое количество стволовых клеток, способных восстанавливать поврежденный костный мозг и вновь начинать выработку многих компонентов крови. Как именно мегакариоциты и стволовые клетки путешествуют между легкими и костным мозгом, не совсем понятно; очевидно, они подчиняются каким-то химическим сигналам, которые, надо думать, скоро расшифруют.

Стволовые клетки – уникальный тип незрелых клеток, которые являются прародительницами всех клеток и тканей нашего организма. Они служат «материалом» для регенерации пораженных тканей или органов. В процессе взросления наблюдается катастрофическое снижение количества стволовых клеток: при рождении одна стволовая клетка встречается на 10 тысяч других, к 20-25 годам – на 100 тысяч. К 50 годам в организме остается всего одна стволовая клетки на 500 тысяч.

Значение открытия

Полученные результаты имеют колоссальное значение для биологии и медицины. Если действительно окажется, что и наши легкие содержат стволовые клетки крови и производят тромбоциты, то, вероятно, это откроет новую страницу в медицине – управляя легочными запасами стволовых клеток, можно будет более эффективно лечить инфекционные болезни и разнообразные расстройства, связанные со слабым иммунитетом и с аномальной свертываемостью крови.