Ученые нашли в костях множество скрытых кровеносных сосудов

Ученые обнаружили каналы, пронизывающие компактное костное вещество длинных костей, и позволяющие клеткам крови проникать от надкостницы к костному мозгу и обратно. Такие каналы, названные транскортикальными сосудами исследователи нашли в берцовых костях мышей, а также у человека. Исследование опубликовано в журнале Nature.

До сих пор считалось, что кровь проникает в длинные кости через артерии на конце кости, проходит в костный мозг и выходит на другом конце. Это, однако не объясняло, почему в случае оказания экстренной помощи, вливание препаратов внутрикостно сопровождается быстрой реакцией всего организма. Обнаружить механизмы, позволяющие производить быстрый обмен между костным мозгом и кровеносной системой, долго не удавалось.

Маттиас Гюнцер (Matthias Gunzer ) из университета Дуйсбург-Эссен в Германии изучал меченые флуоресцентным белком клетки крови мышей под микроскопом и заметил, что они проходят через твердую кость. Не найдя этому никакого объяснения, Гюнцер со своими коллегами из Германии и Швейцарии приступил к исследованию этого феномена.

Изучая с помощью световой флуоресцентной и рентгеновской микроскопии большеберцовые кости мышей, обработанные этилциннаматом, делающим кости более прозрачными, исследователи впервые увидели мельчайшие транскортикальные сосуды (TCV), проходящие сквозь костное вещество. Эти тонкие каналы выстланы эндотелием, как обычные кровеносные сосуды. По подсчетам авторов исследования, большеберцовая кость мыши может быть пронизана более чем тысячью таких сосудов. Сквозь эти каналы транспортируется около 80 процентов артериальной и около 60 процентов венозной крови, проходящей через кость. То есть большая часть обмена между костным мозгом и кровеносной системой идет именно через них.

Кроме здоровых и молодых мышей авторы исследовали также старых и больных артритом. Оказалось, что при развитии воспаления новые сосуды появляются за несколько недель. У мышей в возрасте около двух лет количество транскортикальных сосудов было значительно меньше, чем у молодых. Это может быть связано с возрастным уменьшением числа остеокластов — клеток, которые, по всей видимости, играют важную роль в образовании сосудов. Остеокласты могут создавать каналы, которые, по мнению исследователей, могут служить основой для транскортикальных сосудов. Если связь между этими сосудами и воспалительными процессами подтвердится в будущих исследованиях, то это знание может помочь в разработке новых методов лечения. Регулируя кровоток в кости, можно повлиять на старение костей, восстановление после переломов, воспалительные заболевания.

Исследование анатомии человеческой кости, проведенное с помощью магнитно-резонансной томографии на добровольце (которым был сам руководитель исследования Гюнцер), показало, что структуры, похожие на транскортикальные сосуды, найденные у мышей, есть и в берцовой кости человека. Для понимания их функций будут проводиться дальнейшие исследования.

Исследования движения крови могут помочь отследить нарушения кровообращения. Британские ученые разработали маркер на основе золота, позволяющий отследить и измерить параметры потока крови с помощью светового микроскопа.

Александра Кочеткова