Костный мозг – это не каша «Дружба», в которой намешана крупа разных сортов. Это целый город с улицами и домами, районами компактного проживания клеток и пустырями, своим транспортом и паспортным контролем. Кровь5 предлагает по нему небольшую экскурсию.

Как добраться

Поверхность костей кажется гладкой и непроницаемой, но на ней есть микроскопические дырочки, через которые внутрь ведут кровеносные сосуды – артерии и вены. Верхний слой кости, через который они сначала проходят, жесткий, но не сплошной и не однородный. Тут есть разные виды клеток, пустоты, каналы.

Замуровавшись, они превращаются в остеоциты – зрелые костные клетки, похожие на звездочки. Есть и клетки-разрушители – остеокласты. Они растворяют костную ткань, чтобы ее не стало слишком много. Именно из-за их плохой работы возникает тяжелое наследственное заболевание – остеопетроз.

Но вообще-то нам не сюда, нам вглубь, так что важно не ошибиться и не свернуть в ответвления сосудов, питающие кортикальный слой.

Мы выходим из кортикального туннеля, и пейзаж меняется. То, что вокруг нас, напоминает древний караимский город Чуфут-Кале на вершине горы неподалеку от Бахчисарая, в Крыму. Там множество выдолбленных в камне комнат разной формы и размера с тонкими стенками и переходами между ними, настоящий лабиринт. То же и здесь. Это губчатая ткань внутри кости. Здесь гораздо свободнее, чем в кортикальном слое, и легче дышится.

Как не потеряться

Как и Чуфут-Кале, костяной город вымер. Ведь, забыл сразу сказать, мы забрались в бедренную кость взрослого человека, причем в ее среднюю часть. Когда-то, в детстве, здесь жили кроветворные клетки. Но теперь они покинули эти места и остались только на концах кости. А то, что здесь, называется «желтый костный мозг» – в отличие от красного, в котором есть кроветворные клетки.

Кстати, бывает, что они и правда возвращаются. Но это тема отдельной экскурсии.

Чтобы попасть в конец кости, не заблудившись в сети капилляров, лучше всего воспользоваться экспрессом – центральной артерией или веной (это уж как кому нравится), которые проходят в самой середине кости. Добираемся по ним до головки кости – тут-то и живут кроветворные клетки. Теперь можно снова перейти в более мелкие сосуды.

Где поесть

С питанием в костном мозге устроено своеобразно. То есть на первый взгляд как всюду: питательные вещества и кислород кровь доставляет по артериям, а углекислоту и продукты метаболизма она же уносит по венам. Но существует одна особенность.

У вен в костном мозге есть вторая задача – забирать готовую продукцию, созревшие клетки крови. Этим занимаются специальные капилляры: они в несколько раз шире обычных, а стенки у них очень тонкие, и клетки там могут раздвигаться, чтобы готовые клетки крови проникли в щели между ними и попали в кровеносное русло.

Паспортный контроль

Тут самое время рассказать о системе допусков, существующей в костном мозге. С туристическими целями здесь можно путешествовать практически без ограничений, а вот для жителей все гораздо строже.

Опознавательные знаки – белки на поверхности, которые ощупывают своими рецепторами клетки сосудистой стенки. По мере возмужания кроветворных клеток белки меняются, и в какой-то момент им позволяется покинуть костный мозг.

Но удивительная вещь: для одного типа незрелых клеток крови делается исключение – это гемоцитобласты, они же кроветворные клетки, они же стволовые. То есть выход разрешен «первоначальным» и созревшим клеткам, а всем промежуточным этапам запрещен. Благодаря этому стволовые клетки могут попадать в кровь и подселяться туда, где их по каким-то причинам не хватает. Кстати, без этого их свойства, видимо, невозможна или чрезвычайно затруднена была бы пересадка костного мозга: ведь его вводят в кровь реципиента, откуда он сам попадает куда нужно.

Какой механизм позволяет кроветворным клеткам договариваться с клетками стенок сосудов, не до конца понятно. Все-таки не краткому путеводителю поднимать эту тему. Любознательные туристы, владеющие английским, могут посмотреть видео, где как раз рассказывается, каким удивительным способом стволовые клетки проходят сквозь стенки. Обычные клетки вынуждены протискиваться, а к стволовым уважения и внимания гораздо больше: стенка сосуда выпячивается, окутывает стволовую клетку и, не нарушая ее форму, мягко выталкивает на другую сторону.

Чтобы увидеть все это, исследователям пришлось пойти на такие ухищрения, что о них стоит рассказать. В качестве объекта наблюдения они взяли рыбку данио-рерио. Точнее, ее эмбрион: он прозрачный, и у него еще не работает адаптивная иммунная система. С помощью особых веществ сосуды данио заставили светиться зеленым. В сосуды ввели стволовые и другие клетки крысы – их тоже заставили светиться, но красным светом. И вот таким хитроумным способом исследователи смогли пронаблюдать за выходом стволовых клеток из сосудов.

Что посмотреть

Из капилляров мы наконец выходим в город кроветворных клеток. Его география довольно запутанная. Основа городской инфраструктуры – это пещеры и переходы губчатой ткани, которые мы наблюдали в средней части кости. Но жилище для клеток специальным образом оборудовано. Отсеки губчатой ткани заполнены так называемыми ретикулярными клетками. Они образуют трехмерную сетку, пронизывающую весь костный мозг. Сетка не только позволяет кроветворным клеткам на ней закрепиться, но и отчасти управляет их жизнью – выделяет вещества, ускоряющие или тормозящие деление и развитие тех или иных видов клеток.

Чуть только выйдя из капилляров, прямо на привокзальной площади вы увидите чудище – гигантскую, в несколько раз больше всех прочих клетку под названием «мегакариоцит». Это заготовка, от которой, как роллы от длинной колбасы, отделяются тромбоциты, кровяные пластинки, отвечающие за свертывание крови. Мегакариоцит выщелкивает из себя тромбоциты постоянно, поэтому ему нужно быть поближе к сосуду, в который тромбоциты должны попасть.

Идем дальше. Клетки рассеяны по сети, но кое-где образуют скопления. Вглядитесь в любое из них: здесь живут будущие эритроциты. Сразу видно, что это малыши: в отличие от взрослых эритроцитов, у них есть ядро. Позже, когда эритроцит войдет в пору юности и протестов, он вытолкнет из себя доставшееся ему от предков ядро, чтобы строить жизнь так, как ему хочется. Эритроциты группируются вокруг одной клетки-макрофага, помогающей им расти. Ведь эритроцитам нужно создать внутри себя гемоглобин, а для этого необходимо железо, его добывает для них макрофаг.

Третий элемент крови – белые кровяные тельца лейкоциты, они живут повсюду и очень разнообразны – лучше увидеть, чем описывать.

Самостоятельный осмотр

Последняя часть экскурсии – самостоятельная прогулка. Вы увидите гораздо больше, чем прочли. Обратите внимание, конечно, на стволовые кроветворные клетки.

Это родоначальницы всех других клеток. Их особенность в том, что они постоянно делятся, причем одна из образовавшихся клеток остается стволовой – она сохраняет способности своего родителя и может стать родоначальником любой клетки крови. А вторая приобретает определенную специализацию. Ну, например, становится клеткой лимфоидного ряда, из которой могут образоваться только B-лимфоциты, T-лимфоциты, клетки со страшным названием Natural Killer («естественные киллеры») и некоторые другие. В общем, устроено это примерно как престолонаследование: королем после смерти монарха может стать только один из его детей.

Потомки кроветворных клеток тоже делятся, но у них эта способность с продвижением к зрелому состоянию резко снижается и, наконец, исчезает.

Даже про количество кроветворных клеток, имеющихся в организме, автору этого путеводителя не удалось найти достоверной информации. Во всяком случае, самыми распространенными клетками в костном мозге должны быть предшественники эритроцитов, красных кровяных телец. Количество их таково, что для пополнения популяции каждую секунду в костном мозге должно образовываться несколько миллионов новых эритроцитов.

Что почитать перед экскурсией

Рассказ о судьбе одного из местных жителей – лимфоцита, расследование того, как кроветворные клетки выгоняют с насиженных мест, история выдающихся исследователей территории костного мозга – все это поможет с большей пользой провести время в путешествии.

Иллюстрация: Юлия Замжицкая