2 years ago
No comment

Sorry, this entry is only available in
Russian
На жаль, цей запис доступний тільки на
Russian.
К сожалению, эта запись доступна только на
Russian.

For the sake of viewer convenience, the content is shown below in the alternative language. You may click the link to switch the active language.

Ушло лето. На березах появились желтые пряди. Поля опустели… Птицы с криком собираются в стаи и кру­жат-кружат в сером низком небе. Скоро они улетят в жаркие страны, а весной снова вернутся в наши края. …Перелет птиц, миграция рыб — удивительные яв­ления. И уже много тысячелетий люди не перестают изумляться и размышлять о них, создавать легенды и сказки.

Но не меньшие чудеса ежеминутно и ежечасно про­исходят в нас самих: это массовые миграции малых лимфоцитов, явившиеся полной неожиданностью для ученых и врачей, которые еще 20 лет назад о переселе­нии клеток ничего не знали.

Чтобы проследить маршрут клетки, необходимо ее пометить или иметь маркер, позволяющий отличать ее среди тысячи подобных, т. е. воспользоваться тем же самым способом, которым пользуются зоологи при коль­цевании птиц. Надевая кольцо на лапку птенца, можно проследить зоны расселения птиц и маршрут их переле­тов. Правда, с прекращением жизни птицы перестает ‘действовать и маркер, который, разумеется, не передает­ся потомству. К счастью, ученые, наблюдающие мигра­цию клеток, располагают маркерами, которые пере­даются по наследству, что позволяет судить не только о переселении самой меченой клетки, жизнь которой часто очень коротка, но и о судьбе ее клеток-потомков. Были выведены линии лабораторных мышей, которые имеют хромосомный набор, отличающийся от обычного. Если пересадить маркированные клетки облученному живот­ному, можно без труда проследить за их судьбой — пе­реселениями и превращениями. Те же самые возмож­ности открывают различия в белковом составе, по которому могут различаться клетки разных организмов. Эти белковые маркеры позволяют проследить путешествия и превращения клеток независимо от процессов клеточ­ного деления.

Специальные красители, флуорохромы, связываются с белковыми маркерами и окрашивают клетку в зеле­ный или красный цвет. Картина на редкость красивая и впечатляющая: светящаяся клетка на темном фоне, состоящем из других, не маркированных форм. И чтобы увидеть такую картину, достаточно заглянуть в люми­несцентный микроскоп. Благодаря маркерам был изучен путь неутомимого странника — малого лимфоцита.

Прошли годы, и исследователи, живущие в наше время, могут составить карту и нанести на нее маршрут ­путешествия, которое совершает малый лимфоцит. Глав­ная заслуга в этом принадлежит Джеймсу Говансу из Оксфорда. Маленькая круглая клетка (8 микрон в диа­метре) проходит долгий и трудный путь: ведь наш орга­низм для лимфоцита — огромное пространство, едва ли меньше, чем земной шар для перелетной птицы. Лимфо­цит преодолевает большие расстояния: часть пути он проходит с током крови, которую сердце заставляет литься по сосудам, а часть движется самостоятельно.

Лимфоцит протискивается сквозь стенки сосудов и выходит в органы — в печень, легкие, но почему-то он не задерживается там и снова попадает в русло крови, В других органах — лимфатических узлах, которые раз­бросаны повсюду (под кожей, в паху, вдоль кишечни­ка), часть лимфоцитов задерживается и начинает вести оседлый образ жизни, давать потомство и специализироваться.

Лимфоузлы и селезенка, которая, по сути дела, пред­ставляет собой большой внутренний лимфатический узел, содержат большие скопления лимфоцитов, тесно примыкающих друг к другу. Их роль в развитии лимфо­цитов известна давно, но для чего существует еще один лимфоидный орган — тимус, часто расположенный за­грудинно, над самым сердцем? В тимусе мы видим тоже большие скопления лимфоцитов. Если у новорож­денного мышонка удалить тимус, то у выросшей мыши сильно упадут защитные силы, необходимые в борьбе с инфекциями. То же самое происходит и у мышей о врожденным недоразвитым тимусом: эти животные слабы и не могут сопротивляться инфекционным болезням, как нормальные мыши того же возраста. Зачем же нужен тимус? Не в нем ли образуются защитные бел­ки — антитела? Нет, не в нем: в тимусе в отличие от лимфоузлов и селезенки не встречаются плазматические клетки, способные к синтезу антител.

Так зачем же лимфоцит отправляется в длительное и опасное путешествие? Какова цель его странствий? И что с его потомками происходит на Новых Землях, на которые поселяются колонисты, покинувшие свой дом — Костный Мозг? В чем таится смысл чудесного путешествия маленьких клеток?.. И действительно ли лимфоцитам необходимо преодолеть огромные расстоя­ния и найти Желанные Острова, чтобы дать потомство клеток-воинов.

Как и перелетные птицы, лимфоциты выживают да­леко не все, так же, как и птицы, они стремятся к дале­кой цели и выводят потомство, достигая ее. На Острове под названием Тимус лимфоциты-путешественники, от­правившиеся в путь из костного мозга, поселяются в «бухтах»» между крупными эпителиальными клетками. И здесь они размножаются, мужают и превращаются во взрослые лимфоциты. Ученые называют их Т-лимфоцитами (буква «Т» — от слова «тимус»» — говорит о месте их рождения и воспитания). Что умеют делать эти лимфоциты, которые по внешнему виду мало отличаются от своих родителей, которые когда-то отправились в путь и высадились на Острове Тимус, чем отличаются они от лимфоцитов, путь которых шел в обход этого острова по маршруту Костный Мозг — Лимфоузел? Останутся ли Т-лимфоцнты в тимусе или отправятся снова в путь, как неутомимые странники?

Клетки, родившиеся и выросшие в тимусе, покидают его гостеприимную территорию и снова несутся с пото­ком крови в новые страны. Снова претерпевают невзго­ды пути, опасности, которые подстерегают их на каждом шагу и, наконец, достигают островов, которые носят на­звание Лимфоузлы. Здесь клетки-путешественники об­разуют свою колонию, они заселяют тимус-зависимые области. Рядом с колонистами, пришедшими из тимуса, находятся области лимфоузла, где живут и размно­жаются лимфоциты, миновавшие тимус и пришедшие сюда из костного мозга. Такие лимфоциты костномозго­вого происхождения называются В-лимфоцитами (ла­тинская буква «В» — происходит от латинского Bursa Fabricia, что в переводе значит «Фабрициева сумка»). Дело в том, что у птиц есть специальный орган Фабри­циева сумка, которая служит промежуточным домом для лимфоцитов, вышедших из костного мозга и еще не по­павших в лимфоузлы. В этом органе лимфоциты разм­ножаются и получают специализацию, которая опреде­ляет линию их дальнейшей жизни. У млекопитающих Фабрициевой сумки нет, и трудно сказать, какой орган или ткань выполняет ее роль по воспитанию В-лимфо­цитов.

Т- и В-лимфоциты, поселившиеся в лимфоузле, пред­ставляют собой клеточное воинство, стоящее на страже и обеспечивающее защиту организма от возбудителей болезни. В этой армии клетки-защитники сильно отли­чаются друг от друга. Одни могут бороться с возбуди­телем скарлатины, другие — дифтерии, третьи — кори, четвертые, пятые… и нет им числа. Каждый лимфоцит может ответить только на один сигнал (на один чуже­родный белок-антиген, а антигенов тьма). И что особен­но удивительно, Т- и В-лимфоциты часто работают в паре — сообща. Т-лимфоциты узнают сигнал-антиген и передают сведения об этом В-лимфоциту, который после того, как получил команду от Т-лимфоцита, начинает размножаться и дает потомство клеток, образующих за­щитные белки-антитела. Эти защитные белки синтези­руются в плазматических клетках, которые гораздо крупнее клетки-прародительницы — лимфоцита. Плаз­матические клетки похожи на раздувшиеся пузырьки. Они работают, как одноклеточные белковые железы, вы­рабатывающие на экспорт антитела. И все это происхо­дит в лимфатических узлах. Плазматические клетки лишь перемещаются по узлу, но не выходят за его пре­делы, а защитные белки-антитела поступают в кровь и обезвреживают возбудителя болезни.

Некоторые лимфоциты не задерживаются в лимфо­узле и отправляются вновь в кругосветное путешествие. Путь неосевших лимфоцитов по лимфоузлу занимает около 20—30 часов. Эти клетки снова попадают в кровь, проходят через сердце, снова высаживаются на матери­ки, не подходящие для поселения, и, наконец, попадают в лимфоузлы, где они задерживаются, размножаются и часто дают начало семейству плазматических клеток-близнецов.

Обязательно ли малому лимфоциту, чтобы превратиться во взрослую Т-клетку, надо побывать в тимусе? Может быть, тимус действует на лимфоциты на расстоя­нии, например, выделяя вещество — гормон? Эту мысль высказал специалист по тимусу австралийский ученый Дональд Меткальф. Многие годы он пытался выделить тимический гормон, но, увы, безуспешно. И лишь не­сколько лет назад, это удалось сделать «на другом кон­це света» американскому ученому Алану Гольдштейну,

Тимический фактор был выделен, охарактеризован и назван тимозином. Если приготовить экстракт из тимуса теленка, разделить его на фракции, которые отличаются по своему белковому составу, и веществами каждой фракции обрабатывать клетки костного мозга, то через час среди них появятся тимоциты, несущие на своей поверхности характерные тимусные маркеры. Отсюда следует, что для превращения костномозговых лимфоци­тов в Т-лимфоциты совсем не обязательно прохождение их через тимус. Гормон тимуса тимозин оказывает на лимфоциты в пробирке то же действие, что и окружение тимуса в целостном организме. Какое же значение имеет открытие тимозина? Без преувеличения — очень боль­шое.

Введение тимозина животным, страдающим врож­денным недоразвитием лимфоидной системы, приводит к увеличению числа Т-лимфоцитов, что обеспечивает восстановление защитных сил организма. На наших гла­зах тимозин пришел и в клинику.

В Москве во 2-м Медицинском институте под руко­водством Рэма Викторовича Петрова ведутся широким фронтом исследования, цель которых — разработать путем пересадки тимуса и введения тимозина лечение больных, страдающих нарушениями иммунитета. Тимо­зин уже зарекомендовал себя как мощное лечебное средство.

***

У стволовой кроветворной клетки своя длинная исто­рия, связанная с переселением по организму. В течение жизни организма стволовые кроветворные клетки три раза меняют место обитания. Первые стволовые крове­творные клетки появляются очень рано и располагаются вне зародыша в стенке желточного мешка.

Рассмотрим всю историю на примере куриного яйца. Здесь следует напомнить, что куриное яйцо представ­ляет собой яйцеклетку, снабженную питательными белками и множеством оболочек, которые оберегают ее от повреждения. Куриный эмбрион, развивающийся из яй­цеклетки, питается за счет веществ желтка, вокруг ко­торого формируется внезародышевый орган — желточ­ный мешок. Рассматривая желточный мешок под микро­скопом, мы видим нежную сеточку красных сосудов и белые тканевые островки. В этих островках стволовые кроветворные клетки дают потомство эритроцитов и лейкоцитов, необходимых для развивающегося организ­ма. В островках рождаются клетки крови, которые тут же попадают в сосуды и отправляются в путь.

Проходят дни — растет зародыш, уменьшается жел­ток, и охватывающий его мешок становится кожистым и грубым, и кроветворные клетки покидают его. Крове­творение вспыхивает в новом месте — в печени эмбрио­на, которая из желтоватой становится красной. Если в желточном мешке эритроциты созревали быстро, минуя отдельные стадии, как бы наспех, то в печени они «вы­пекаются» обстоятельно. Они мельче, чем эритроциты желточного мешка, и содержащийся в них гемоглобин отличается по своей структуре от гемоглобина первич­ных эритроцитов. В печени и желточном мешке обра­зуются в основном красные кровяные клетки — эритро­циты, а не лейкоциты. Кроме клеток крови, печень эмб­риона синтезирует и выделяет в кровь основные сыво­роточные белки и среди них — один, характерный толь­ко для эмбриональной стадии развития, исчезающий после рождения и обычно не встречающийся во взрослом организме. Специфический эмбриональный сывороточ­ный белок — альфа-фетопротеин, открытый советским ученым Гарри Израилевичем Абелевым, — синтезируют крупные клетки печеночного эпителия, среди которых вкраплены гнезда кроветворных клеток. Этот же белок образуется и в желточном мешке в тот период, когда там наблюдается активное кроветворение. Интересное совпадение! Что же альфа-фетопротеин — просто сви­детель кроветворения или же его регулятор? Ответа на этот вопрос пока нет.

Синтез белка альфа в печени прекращается, угасает печеночное кроветворение и стволовые кроветворные клетки переселяются в третий дом — в костный мозг, лежащий в полостях костей. Кроветворение в костном мозге поддерживается в течение всей дальнейшей жизни.

Но и во взрослом организме сохраняется способность стволовых клеток к переселению. Они постоянно выхо­дят из костного мозга в кровь, мигрируют и оседают в тех костях, где в данный момент наблюдается нехватка стволовых клеток. Собственно на использовании способ­ности стволовых клеток к переселению построено лече­ние лучевой болезни внутривенным введением костного мозга. Никакую другую ткань, кроме кроветворной или лимфоидной, нельзя пересадить в виде разрозненных клеток. Так, при нарушении работы почек проводят пе­ресадку целой почки от здорового донора, а не разоб­щенных почечных клеток. Обособленные клетки почки не могут собраться вместе и построить функционирую­щий орган, как могут это сделать кроветворные клетки, введенные в вену облученного животного или человека. Процесс кроветворения, начавшийся на опустошенной строме, обеспечивается пересаженными стволовыми клетками, попавшими в подходящие условия. В этих случаях кроветворный орган (костный мозг) создастся заново из двух неродственных составных частей: костно­мозговой стромы облученного хозяина и кроветворных клеток донора. Сосуществование стромальной и крове­творной ткани необходимо для осуществления и регу­ляции кроветворения.

На фотографиях, полученных при помощи специаль­ного объемного микроскопа, можно видеть, как круглые кроветворные клетки заходят в углубления и ниши, об­разованные стромальной тканью. Они напоминают мне рыб, нашедших свой дом в пещере под корнями старой коряги.

Вот, собственно, и все, что я могу рассказать об удивительных переселениях клеток — о клеточных ми­грациях, которые так похожи на перелеты птиц и мигра­ции рыб. К сожалению, мы еще слишком мало знаем о причинах передвижения клеток, о том, как клетки уз­нают нужное микроокружение, к которому они стремят­ся. Сейчас мы знаем лишь некоторые их маршруты и превращения, которые происходят с ними в пути. Еще не пришло время отправиться вместе с клетками в чудес­ное путешествие и увидеть и почувствовать все изнутри, как удалось когда-то Карику и Вале, маленьким путешественникам, побывавшим в лесу растений-гигантов, населенном огромными стрекозами, пауками и мухами.

…И снова наступила весна. Она чувствуется во всем и всюду. И хотя весна приходит каждый год, кажется, что она — чудо, совершившееся впервые. До чего же свежа и мягка трава! И прозрачные шелковые шали на деревьях, и свечки на соснах, и красные шишечки на ел­ках. И белые резные колокольчики ландыша! До чего ж хорошо! Я сажусь на кочку, заросшую цветущей брус­никой, и слушаю… Лес и поляна переговариваются птичьими голосами. Кукушка то далеко, то близко, и се равномерное «ку-ку» тонет во влажном и душистом воз­духе пробуждающегося леса.

Птицы вернулись в наши края, и у них сейчас, как у всего живого, самая радостная пора…