В 2021 году исследователи описали то, что они увидели при изучении образцов биопсии кожи с татуировками: частицы чернил проникли глубже, чем предполагалось, через интерстициальные пространства в ткани под кожей, или фасцию. «Такого быть не должно», — сказал мне Нил Тайз, профессор патологии в Нью-Йоркском университете и старший автор статьи с результатами исследования.
Существование очевидного канала между кожей и фасцией под ней — двумя слоями ткани, которые, как считалось, не связаны друг с другом подобным образом, — нарушило устоявшиеся анатомические представления. Исследователи также обнаружили, что то же самое можно сказать и о других ранее неизвестных микроскопических соединениях между органами брюшной полости.
То, что интерстициальные пространства существуют в коже и под ней, а также между органами и вокруг них, было известно более ста лет назад, но считалось, что они изолированы друг от друга, как лоскутное одеяло. Тайз и его коллеги опубликовали свои первые наблюдения за этими пространствами в 2018 году. Результаты исследования, проведённого в 2021 году с использованием чернил для татуировок, показали, что интерстициальные пространства организма являются частью обширного взаимосвязанного целого — того, что учёные теперь называют интерстицием.
«Очевидно, что это третья система циркуляции жидкостей в организме, помимо сердечно-сосудистой и лимфатической», — говорит Ребекка Уэллс, профессор медицины в Пенсильванском университете и старший автор исследования. Человеческое тело внезапно стало похоже не на лоскутное одеяло, а на вязаное.
Последствия открытия новой системы кровообращения — для нашего здоровья и понимания собственного организма — могут быть колоссальными. На протяжении 400 лет анатомы знали, что в организме есть две системы, которые служат транспортными сетями для клеток, электролитов, питательных веществ и гормонов: лимфатическая и сердечно-сосудистая системы. Лимфатическая система, удаляющая лишнюю жидкость из тканей, была описана еще в 1622 году итальянским врачом Гаспаре Азелли, который препарировал собаку. Работу сердечно-сосудистой системы, в которой сердце перекачивает кровь по артериям, капиллярам и венам, впервые описал в 1628 году английский врач и анатом Уильям Гарвей.
Нам также известно, что волокнистая соединительная ткань, описанная более века назад американским анатомом и патологоанатомом Франклином Моллом, окружает и поддерживает внутренние структуры человеческого тела: органы, нервы, кровеносные сосуды, кости, мышцы. Эта вездесущая волокнистая ткань, фасция, выполняет в организме ту же функцию, что и каркас в комнатах дома. Однако до публикации исследования Тайза и Уэллса считалось, что эти сосочки и интерстициальные пространства внутри них не связаны между собой внутри органов и между органами и не образуют интерстициальную сеть.
Чтобы представить себе внутреннее строение интерстиция, Уэллс предлагает вообразить лист металлической сетки, погруженный в гель. Металлическая сетка — это коллаген, разновидность белка. Внутри интерстиция пучки коллагена переплетаются друг с другом, обеспечивая прочность и структуру. Губчатый гель, способный впитывать и удерживать воду, состоит из гиалуроновой кислоты и заполняет пространство между пучками коллагена. Через этот гель медленно проходят жидкости, клетки и другие молекулы.
Согласно новому взгляду на интерстициальные пространства организма, эти микроскопические области соединяются друг с другом в единую сеть, по которой движется жидкость, прежде чем вернуться в лимфатическую и сердечно-сосудистую системы, подобно тому, как грунтовые воды просачиваются сквозь земную кору, прежде чем выйти на поверхность в виде родников и рек.
«На самом деле эти знания довольно древние», — говорит Лия Уэлш, врач-остеопат и доцент кафедры семейной и общественной медицины в Университете штата Огайо. «Это то, что другие медицинские системы предлагали уже давно, но у них не было микроскопов». Как рассказал Тайз в интервью для Radiolab в 2023 году, на конференции в Китае, где он выступал с докладом о межклеточном пространстве, к нему подошёл эксперт по традиционной китайской медицине и сказал: «Мы говорим об этом уже 4000 лет».
Один из самых интригующих вопросов современных исследований — существует ли связь между интерстицием и древнекитайской практикой акупунктуры. Акупунктура используется для лечения самых разных заболеваний, таких как хронические боли, мигрени, сезонная аллергия и тошнота, вызванная химиотерапией, но некоторые механизмы ее действия до сих пор не изучены. Открытие интерстиция может помочь нам понять с точки зрения современной биомедицины, как работает акупунктура.
В основе этой практики лежат два циркулирующих элемента: ци и кровь. В традиционной китайской медицине считается, что ци движется по одному из 12 основных каналов, называемых меридианами. При акупунктуре в определенные точки на теле вводят маленькие иглы, чтобы усилить поток ци.
В 2002 году Хелен Ланжевен и Джейсон Яндоу составили карту расположения акупунктурных точек на руках относительно фасций между мышцами и вокруг них. С тех пор было установлено, что эти акупунктурные точки находятся в тех же областях соединительной ткани, где через интерстиций циркулирует жидкость.
В статье, опубликованной в 2019 году китайскими исследователями под руководством доктора Хунъи Ли, рассказывается о том, как они вводили химические индикаторы в акупунктурные точки на руках и ногах трупов и с помощью непрямого массажа сердца проталкивали жидкость по телу. С помощью флуоресцентной фотографии они увидели, как индикаторы движутся к сердцу по интерстициальным пространствам рук и ног. Ли и его коллеги, как и Уэллс и Тайз, сразу поняли, что перед ними доказательства существования интерстициальной системы кровообращения.
Если акупунктурные точки находятся в интерстиции, то могут ли меридианы проходить через интерстиций?
В 2021 году группа исследователей провела в Китае аналогичный эксперимент на живых людях, вводя краситель в акупунктурные точки на предплечьях 15 добровольцев. Почти у всех добровольцев краситель медленно поднимался вверх по маршруту, соответствующему меридиану перикарда, который проходит через запястье и внутреннюю поверхность руки. (Перикард — это тот же меридиан, который стимулируется с помощью устройств для точечного массажа запястий, помогающих при тошноте, популярных на круизных лайнерах.)
«Этот путь проходит не по венам и не по поверхности», — говорит Эндрю Ан, старший автор исследования и доцент Гарвардской медицинской школы. Вместо этого, по его словам, он проходит в интерстициальной ткани между мышцами: «Когда я это увидел, я сказал: «Мы на верном пути. Это действительно связано с акупунктурой».
«Я действительно считаю, что интерстиций может стать связующим звеном между восточной и западной медициной, — сказал мне Уэллс. — Но это нужно доказать с научной точки зрения». Чтобы в полной мере оценить значение открытия взаимосвязанного интерстиция, необходимы дополнительные исследования, но уже есть несколько многообещающих идей.
Исследования на животных, проведенные под руководством Меррика, показали, что при наборе веса специализированные клетки в интерстиции вокруг жировых отложений могут превращаться в здоровые жировые клетки, которые являются ключевым фактором в предотвращении развития диабета 2-го типа. Если заставить эти специализированные клетки вырабатывать больше здоровых жировых клеток, это может стать мишенью для потенциальных методов лечения диабета.
Уэллс, врач-гастроэнтеролог, говорит, что интерстициальные связи могут помочь объяснить, почему у некоторых пациентов с воспалительными заболеваниями кишечника, особенно с язвенным колитом, развивается аутоиммунное заболевание, поражающее желчные протоки. Существует теория, что при воспалительных заболеваниях кишечника иммунные клетки, кишечные бактерии или их фрагменты, мигрирующие из кишечника в печень, попадают в желчные протоки через интерстиций.
Взаимосвязанная строма, по-видимому, также играет важную роль в метастазировании рака. Хорошо известно, что раковые клетки могут распространяться по организму, захватывая лимфатическую систему. Однако есть основания полагать, что опухолевые клетки могут попадать в лимфатическую систему, сначала перемещаясь в жидкости, текущей через строму, подобно рыбе, плывущей вниз по течению. Было замечено, что многие виды рака распространяются через строму, разрушая при этом гиалуроновую кислоту. По данным Theise, к ним относятся, в частности, рак молочной железы, легких, толстой кишки, поджелудочной железы и кожи.
Препарат под названием нармафотиниб, который препятствует инвазии и перемещению опухолевых клеток в интерстициальной ткани, показал многообещающие результаты в ранних клинических испытаниях при лечении рака поджелудочной железы в сочетании с химиотерапией.
Открытие третьей системы кровообращения может изменить наше представление о том, как устроено человеческое тело. А еще оно может изменить наше отношение к собственному телу в сравнении с другими биологическими системами. Уэллс отмечает, что у гидры — крошечного пресноводного беспозвоночного — есть заполненная жидкостью соединительная ткань, называемая мезоглеей, которая, как и интерстиций, содержит коллаген и гелеобразное вещество, похожее на гиалуроновую кислоту. Похоже, что у растений тоже есть свой интерстиций. Это апопласт — разновидность интерстициального пространства, через которое вода и питательные вещества транспортируются за пределы клеточных мембран.
Эти и другие примеры позволяют предположить, что жидкость, циркулирующая в интерстициальных пространствах, могла стать первой кровеносной системой, появившейся у самых ранних форм сложных многоклеточных растений и животных сотни миллионов лет назад. Это относительно недавнее открытие, возможно, откроет новые горизонты исследований, связанных с одними из самых древних форм жизни на нашей планете.
Авраам З. Купер, врач-пульмонолог и реаниматолог, является доцентом кафедры медицины в Университете штата Огайо.
Жером Бертье — художник и иллюстратор из Ванкувера, Канада, автор комикса «Миф».
