Рис. 1. Губчатая структура в соединительной ткани человека. А: вверху — подкожная соединительная ткань (дерма), окрашенная гематоксилином-эозином (ядра клеток — синие, сами клетки и межклеточные волокна — розовые); внизу — она же, окрашенная антителами к CD34 (маркер эндотелиальных клеток, выстилающих сосуды) и микроскопическая фотография открытой структуры in vivo. В: схематическое изображение тела человека и областей, в которых обнаружены аналогичные структуры. Изображение из обсуждаемой статьи в Scientific Reports
Современные методы микроскопии и заморозки биологических образцов позволили разглядеть структуру, до сих пор ускользавшую от взгляда гистологов. Стопка волокон межклеточного вещества на поверку оказалась сдувшейся губчатой сетью, в ячейках которой расположены клетки. Подобные структуры удалось обнаружить вокруг всех органов человека, способных к растяжению, — от кожи до желчного пузыря. Судя по всему, они служат для амортизации тканей. Эта сеть способна не только накапливать, но и транспортировать жидкость, что может играть важную роль, например, в расселении раковых клеток.
Соединительные ткани — довольно разнородная группа, включающая в себя такие разные элементы, как кровь, кость, жир, сухожилия и др. Все они характеризуются большим количеством межклеточного вещества, но в зависимости от типа ткани клетки и вещество располагаются по-разному друг относительно друга. В крови клетки просто плавают в жидкости, в кости — наоборот, замурованы в костных пластинах, в подкожной дерме — создают сеть волокон и «ползают» по ней. Но совсем недавно оказалось, что мы знаем о соединительных тканях еще не всё и что в них можно обнаружить и другие, неизвестные нам структуры.
Исследовать живого человека в микроскоп довольно непросто: он большой и непрозрачный. Но благодаря конфокальной микроскопии можно заглянуть вглубь человеческих тканей на несколько десятков микрон (то есть на несколько сотых долей миллиметра). Этого достаточно, чтобы рассмотреть соединительные ткани в коже или слизистых оболочках. Эндомикроскопы позволяют разглядывать внутренние полые органы. Например, можно завести зонд с микроскопом в проток желчного пузыря и исследовать его стенку на предмет новообразований. Однако для конфокальной микроскопии необходимы светящиеся красители. Часто для этих целей используют флуоресцеин — органический краситель, безопасный для человека. Его вводят в сосудистое русло, а затем по светящимся линиям на снимке восстанавливают расположение сосудов в исследуемом органе. Такие исследования in vivo («вживую») выявляют тканевые структуры гораздо лучше, чем исследования in vitro («в пробирке») — в первую очередь потому, что не требуют фиксации (см. Fixation) образца.
При исследованиях in vitro образец ткани, который вырезают для изготовления препарата, обрабатывают фиксирующим раствором, чтобы избежать разложения. Но при такой обработке ткани всё равно могут портиться. Например, самый известный фиксатор, формалин (который, впрочем, сейчас практически нигде не используется), образует сшивки между белками. При этом ткань может дополнительно уплотниться и потерять изначальную структуру. До недавнего времени, кода еще не применялись исследования in vivo, считалось, что в стенках растяжимых органов присутствует прослойка из коллагеновых фибрилл — белковых пучков, составляющих межклеточное вещество соединительной ткани. Использование альтернативы фиксации — прижизненной микроскопии и быстрой заморозки, при которой ткань не успевать деградировать, — показало, что белковые пучки на самом деле представляют собой рыхлую губчатую сеть
Рис. 2. Сравнение замороженных и фиксированных тканей желчных протоков. G: слева — замороженный образец, звездочками обозначены полости; справа — фиксированные образцы с разными окрасками, стрелками отмечены схлопнувшиеся и исчезнувшие полости. Н: вверху — замороженные образцы, внизу — фиксированные, окрашенные на маркеры кровеносных сосудов (слева) и лимфатических сосудов (справа). Изображение из обсуждаемой статьи в Scientific Reports
Последствия обнаружения новой тканевой структуры еще только предстоит осознать. Во-первых, стоит отметить, что для водозапасающей полости ее структура довольно необычна. Как правило, межклеточное вещество изолировано от жидкости с помощью базальной мембраны (белково-углеводной прослойки) и клеточной выстилки. Так устроены сосуды и другие полые органы у человека. Есть только одно принципиальное исключение — почки: в них волокна соединительной ткани работают как фильтр, превращая кровь в мочу. В большинстве органов базальная мембрана и клеточный слой позволяют регулировать передвижение жидкости и веществ между тканями и полостями. В случае новой структуры регуляцией заниматься некому.
Во-вторых, функции этой губчатой структуры до конца не определены. Логичнее всего предположить, что она работает амортизатором в растяжимых органах. Однако это не означает, что эта функция единственная. Зато, в-третьих, новая структура может сыграть роль в патогенезе различных заболеваний. Например, она может оказаться еще одним путем миграции раковых клеток. Известно, что опухоли «недолюбливают» кровеносные сосуды, так как в них находятся иммунные клетки. А губчатая сеть, заполненная жидкостью, вполне может быть альтернативным маршрутом
