Существуют "секретные" туннели, соединяющие ваш череп и мозг

Знаете ли вы, что у вас в голове есть крошечные туннели? Ничего страшного, до недавнего времени этого не знал и никто другой! Но именно это и подтвердила группа медицинских исследователей на мышах и людях в 2018 году - крошечные каналы, соединяющие костный мозг черепа с мозговой оболочкой.

Исследование показало, что они могут служить прямым путем для иммунных клеток, чтобы устремиться из костного мозга в мозг в случае повреждения.

Ранее ученые считали, что иммунные клетки транспортируются по кровотоку из других частей тела, чтобы справиться с воспалением мозга после инсульта, травмы или мозгового расстройства.

Это открытие позволяет предположить, что у этих клеток всегда был короткий путь.

Крошечные туннели были обнаружены, когда группа исследователей задалась целью выяснить, откуда иммунные клетки, доставляемые в мозг после инсульта или менингита, берут свое начало - из черепа или из большей из двух костей голени - большеберцовой.

Специфическими иммунными клетками, за которыми они следили, были нейтрофилы - "первые помощники" иммунной команды. Когда что-то идет не так, они являются одними из первых клеток, которые организм посылает на место происшествия, чтобы помочь уменьшить воспаление.

Команда разработала метод мечения клеток флуоресцентными мембранными красителями, которые действуют как клеточные трекеры. Они обработали эти клетки красителями и ввели их в участки костного мозга у мышей. Клетки с красной меткой были введены в череп, а с зеленой - в голень.

Когда клетки прижились, исследователи вызвали несколько моделей острого воспаления, включая инсульт и химически индуцированный менингоэнцефалит.

Они обнаружили, что при инсульте и менингите череп поставлял в мозг значительно больше нейтрофилов, чем голень. Но это вызвало новый вопрос - как доставлялись нейтрофилы?

"Мы начали очень тщательно исследовать череп, рассматривая его со всех сторон, пытаясь понять, как нейтрофилы попадают в мозг", - говорит Матиас Нарендорф из Гарвардской медицинской школы и Массачусетской больницы общего профиля в Бостоне.

"Неожиданно мы обнаружили крошечные каналы, которые соединяли костный мозг непосредственно с внешней оболочкой мозга".

Используя микроскопию в ванне для органов, в которой используется камера, наполненная раствором для поддержания целостности изолированной ткани во время ее исследования, команда исследователей получила изображение внутренней поверхности черепа мыши. Там они обнаружили микроскопические сосудистые каналы, напрямую соединяющие костный мозг с твердой мозговой оболочкой, защитной мембраной, которая окружает мозг.

Обычно эритроциты движутся по этим каналам из внутренней части черепа в костный мозг; но в случае инсульта они мобилизуются для транспортировки нейтрофилов в обратном направлении, из мозга в костный мозг.

Однако это было на мышах. Чтобы выяснить, есть ли нечто подобное у людей, исследователи получили кусочки человеческого черепа после операции и провели детальную визуализацию.

Они заметили и там каналы, диаметр которых в пять раз превышал диаметр каналов в черепе мыши, причем как во внутреннем, так и во внешнем слое кости.

После первоначального открытия этих крошечных туннелей исследователи более тщательно изучили их на мышах, подтвердив в 2021 году, что связь, которую они образуют с костным мозгом, означает, что клетки крови, совершающие это путешествие, не поступают из кровотока, а производятся непосредственно в близлежащем костном мозге, что делает их очень локализованными и специфичными.

Это удивительное открытие, потому что воспаление играет роль во многих заболеваниях мозга, и это может помочь ученым понять гораздо больше о механизмах, действующих в организме. Это также может помочь понять такие заболевания, как рассеянный склероз, при котором иммунная система атакует мозг.

Оригинальное открытие было опубликовано в журнале Nature Neuroscience.