Между черепом и мозгом открыты каналы

Между тканями головного мозга и костным мозгом, который находится между внутренней и внешней пластинками черепа, есть тончайшие ходы, сквозь которые в момент травмы мозга или его любого другого повреждения поступают нейтрофилы, которые начинают ликвидировать последствия разрушений. К такому выводу пришли американские ученые, рассказав о своем открытии на страницах журнала Nature Neuroscience.

Сredit: Nahrendorf Lab.


Внутри большинства костей находится губчатая ткань – костный мозг. Костный мозг вырабатывает красные кровяные тельца и иммунные клетки, которые помогают бороться с инфекциями и восстанавливать повреждённые области. Так, после инсульта костный мозг черепа и большой берцовой кости отправляют нейтрофилы к поражённой области мозга. Но, как показали исследования, из черепа нейтрофилов поступает больше, чем из большеберцовой кости.

Выяснилось и то, что, к примеру, после сердечного приступа белые клетки крови поступали в сердце из костного мозга обеих костных структур, хотя особо заметной разницы в «удаленности» органа от костномозговых «фабрик» не было. Эти результаты показали, что свежие иммунные клетки распределяются по телу не слишком равномерно, а значит, повреждённый мозг и костный мозг черепа могут как-то «общаться», из-за чего нейтрофилов оттуда отправляется на ликвидацию поражения больше.

Принцип «общения» между повреждённым мозгом и костномозговой тканью установили Маттиас Нахрендорф (Matthias Nahrendorf ), профессор Гарвардской медицинской школы и клиники общего профиля штата Массачусетс в Бостоне, и его коллеги. Они обнаружили, что различия в активности костного мозга во время воспаления может определять стромально-клеточный фактор-1 (SDF-1) – молекула, которая «удерживает» иммунные клетки в костном мозге. Когда уровень SDF-1 понижается, нейтрофилы его покидают и уходят в «свободное плавание».

Исследователи наблюдали снижение уровня SDF-1 через шесть часов после инсульта, но только в костном мозге черепа, а не в большой берцовой кости. Они предположили, что снижение уровня SDF-1 может становиться реакцией на локальное повреждение тканей и мобилизовать только тот костный мозг, который ближе всего к месту воспаления.

Далее научная группа постаралась определить, как именно нейтрофилы попадали в поврежденные ткани.

«Неожиданно мы обнаружили крошечные каналы, которые соединяли костный мозг непосредственно с твердой мозговой оболочкой», — отмечают ученые.

Обычно кровь текла по этим каналам из внутренней части черепа в костный мозг, но после инсульта, чтобы добраться до повреждённых участков, нейтрофилы двигались в противоположном направлении.

Таким образом, новое исследование проливает свет на то, как иммунные клетки быстро добираются до «места аварии» в тканях мозга. Будущие исследования будут направлены на выявление других типов клеток, проходящих через открытые каналы, и роли, которую эти структуры играют.

 


Текст: Алсу Бикбулатова

Direct vascular channels connect skull bone marrow and the brain surface enabling myeloid cell migration by Fanny Herisson, Vanessa Frodermann, Gabriel Courties, David Rohde, Yuan Sun, Katrien Vandoorne, Gregory R. Wojtkiewicz, Gustavo Santos Masson, Claudio Vinegoni, Jiwon Kim, Dong-Eog Kim, Ralph Weissleder, Filip K. Swirski, Michael A. Moskowitz & Matthias Nahrendorf in Nature Neuroscience. Published August 2018.

doi:10.1038/s41593-018-0213-2