Лимфатические сосуды отсутствуют в мозге

В журнале «Радиотерапия и онкология» недавно появилась необычная статья: исследователи обнаружили в носоглотке человека неизвестную ранее слюнную железу. Казалось бы, к XX веку строение человеческого тела было исследовано и описано вдоль и поперек, и обнаружить целый новый орган сейчас совершенно невозможно. Однако если посмотреть на анатомические работы последних 10-15 лет, то окажется, что даже за такое время «новые» слюнные железы вовсе не исключительный случай: можно вспомнить и о «случайно забытой» связке в коленном суставе, и даже о целой лимфатической системе, которую долгое время не замечали в мозге. Почти все это – результат прихода в медицину новых инструментальных методов исследования: МРТ, ПЭТ и так далее. «Медуза» вспоминает, что нового удалось обнаружить ученым в строении человеческого тела в последнее время, – причем речь пойдет только о теле взрослого, ведь в эмбриологии такие открытия происходят еще чаще.

Травмы при операциях на колене и история пропавшей связки

В интервью популярному журналу The Conversation профессор эволюционной биомеханики из Лондонского университета Джон Р. Хатчинсон рассказал, что, когда он только начинал учиться в докторантуре Калифорнийского университета в Беркли, было принято считать, что анатомия как наука умерла. Мол, строение человеческого тела давным-давно изучено, и новых открытий не предвидится. В 90-е годы XX века считалось, что биологи будущего будут только исследовать работу клеток, из которых мы состоим, и «копаться» в геноме, пытаясь разобраться, зачем нужен и как работает тот или иной ген.

Однако практика реальной науки показала, что исследователи конца XX века заметно переоценили свои знания и недооценили возможности «классического» вскрытия тела как основного метода анатомического исследования. Так, в 2013 году бельгийские анатомы именно этим способом «переоткрыли» переднебоковую коленную связку. Хотя еще в 1879 году эту связку обнаружил французский хирург Поль Сегон, по странному упущению она не попала ни в один анатомический атлас, так что о ней попросту забыли.

И совершенно напрасно. Поскольку «пропавшую» связку не учитывали при операции на колене, иногда ее случайно повреждали. В результате некоторые пациенты, которые обращались к хирургам, чтобы «починить» совсем другую, давно известную крестообразную связку, жаловались на то, что колено, несмотря на операцию, все равно остается неустойчивым.

Бельгийские исследователи заинтересовались странным симптомом, проанализировали литературу и предположили, что проблема может быть в неучтенной коленной связке, подробно описанной только в старинной работе Поля Сегона. Но поскольку точное строение и предназначение этой анатомической структуры было неизвестно, бельгийцы решили действовать по-старинке: провели вскрытие колен 41 завещанного науке забальзамированного трупа, и в 40 случаях действительно обнаружили эту «забытую» связку. Исследователи тщательно описали «пропажу», и рекомендовали продолжать исследования, которые помогут прояснить функцию этой связки и роль в травмах колена.

Хиругия и анализ данных позволяет разрешить путаницу с брыжейкой

Тем не менее, XXI век все-таки вносит свои коррективы, поэтому большая часть современных анатомических открытий делается все-таки не на прозекторском столе – или, как минимум, не только на нем.

Как правило, чтобы сделать открытие, требуется применить сразу несколько современных исследовательских методов. Благодаря такому подходу в 2016 году ирландские исследователи уточнили строение брыжейки. Так называется структура из соединительной ткани, которая прикрепляет кишечник к брюшной стенке и не дает ему перекручиваться. В брыжейке проходят нервы и кровеносные сосуды, снабжающие кишечник кровью, и порой она может воспаляться – так что точные сведения о ее строении очень нужны хирургам.

Несмотря на это, на протяжении всего XX века ошибочно считалось, что восходящая и нисходящая кишка обходятся вовсе без брыжейки. Ошибку удалось исправить только после того, как ирландские ученые объединили данные, полученные в результате вскрытия трупов, с наблюдениями за пациентами, которым полностью удалили брыжейку. Выяснилось, что на самом деле эта структура поддерживает кишечник по всей длине.

Открытие подтвердил детальный анализ набора анатомических 2D и 3D фотографий, которые с 1993 года собирает Visible Human Project. Фотографии из этого набора данных представляют собой отснятые с высоким разрешением анатомические срезы, полученные путем рассечения замороженных тел, завещанных науке добровольцами.

В 2004 году на основе фотографий Visible Human Project американские исследователи из Колумбийского университета создали уточненную 3D-модель мужского таза, которая помогла обнаружить несколько неточностей в стандартных атласах и учебниках анатомии.

Кроме того, на помощь современным анатомам приходят методики, позволяющие проводить «цифровые вскрытия» – то есть исследовать строение органов и тканей, не разрезая их. Это магнитно-резонансная томография (МРТ), компьютерная томография в сочетании с позитронно-эмиссионной (ПЭТ-КТ), и конфокальная лазерная эндомикроскопия. Это главное преимущество анатомов XXI века: в отличие от предшественников, у них есть возможность изучать не только трупы, но и живых людей.

МРТ находит лимфатические сосуды в мозге

Ученых долгие годы занимал вопрос, как именно мозг избавляется от продуктов жизнедеятельности. Все остальные органы «пользуются» лимфатической системой – сетью сосудов, похожих на кровеносные. Лимфатическая система «обнимает» органы, забирает из них лишнюю жидкость с растворенными в ней отходами и переносит ее в кровеносные сосуды. Кровеносные сосуды доставляют кровь в почки, которые отфильтровывают все ненужное и удаляют из организма вместе с мочой.

На протяжении XIX-XX веков считалось, что в мозге лимфатических сосудов нет. Считалось, что мозг избавляется от отходов, «сбрасывая» их непосредственно в спинномозговую жидкость, которая его омывает, а уже оттуда отходы как-то попадают в кровеносные сосуды. И, хотя у многих исследователей подобная схема вызывала сомнение, обнаружить лимфатические сосуды в мозге долгое время никому не удавалось. В основном потому, что отличить лимфатические сосуды от кровеносных на анатомическом препарате мозга довольно сложно.

Разобраться с лимфатической системой мозга помогла МРТ высокого разрешения, причем случилось это совсем недавно – в 2017 году. Именно благодаря МРТ американские исследователи из Национального института неврологических расстройств и инсульта доказали, что у людей в мозге есть лимфатические сосуды.

Аппараты магнитно-резонансной томографии сегодня хорошо знакомы не только медикам и широко используют во многих клиниках. Работают они следующим образом: электрический магнит формирует вокруг тела пациента мощное магнитное поле, и это поле заставляет колебаться протоны водорода, которые входят в состав воды, и испускать характерные радиоимпульсы. А поскольку разные человеческие ткани содержат разное количество воды, то и сигнал от разных тканей будет отличаться. За счет этих различий на основе преобразованных сигналов создается черно-белое анатомическое изображение.

Для того, чтобы четко увидеть лимфатическую систему мозга, ученым понадобился специальный контраст: исследователи ввели в вену добровольцам контрастное вещество с гадолинием, и поскольку под действием внешнего магнитного поля этот металл меняет свои магнитные свойства, на МРТ-изображении места, где он накапливается, начинали светиться. Вместе с током крови гадолиний достиг мозга и попал в лимфатические сосуды, так что они отчетливо проявились на МРТ-изображении.

Несмотря на то, что точку в споре о существовании лимфатической системы в мозге человека удалось поставить только в 2017 году с помощью МРТ, это произошло не на пустом месте – работе предшествовала череда похожих открытий, забвений и переоткрытий. Так, за два года до описываемой работы подобную систему, – но не у человека, а у мышей, – описала другая группа исследователей, опубликовав об этом статью в Nature. В ней использовалась не прижизненная томография с гадолинием, а инъекция флюоресцентных красителей. Но интересно, что уже после публикации выяснилось, что в общем та же система была обнаружена и по какой-то причине забыта большинством анатомов еще в 1987 году у крыс, а в 1966 году связь между лимфатической системой и мозгом обсуждалась и для человека (хотя доказательства в тот раз были не столь убедительными, как «картинка», полученная в ходе томографии).

ПЭТ-КТ находит слюнные железы в носоглотке

ПЭТ-КТ включает два метода обследования: компьютерную томографию (КТ) и позитронно-эмиссионную томографию (ПЭТ).

Аппараты для компьютерной томографии сегодня известны всем, потому что именно КТ-изображения легких используют для диагностики тяжести коронавирусной болезни. Рентгеновская трубка испускает рентгеновские лучи, которые проходят сквозь тело. При этом кости поглощают лучи сильно, а мягкие ткани – слабее. Детекторы улавливают разницу и позволяют построить цифровое изображение, на котором кости кажутся более темными, чем мышцы и внутренние органы.

Позитронно-эмиссионная томография позволяет выделить на КТ-изображении конкретные органы, ткани или даже отдельные клетки. Чтобы получить ПЭТ-изображение, человеку делают инъекцию небольшого количества радиоактивного вещества, которое способно связываться с конкретными клетками – например, с раковыми. Клетки накапливают радиоактивное вещество и на КТ-изображении «светятся» ярче соседних клеток с такой же плотностью, но другими функциями.

Именно так недавно и были открыты неизвестные науке слюнные железы – совершенно случайно, у пациентов, которым ПЭТ-КТ назначили для контроля лечения лечения рака головы и шеи. Радиоактивное вещество, которое использовали для поиска раковых клеток, имело сродство еще и к тканям слюнных желез – поэтому «подсветило» не только уже известные слюнные железы, но и слюнные железы в задней части носоглотки, о которых ученые и врачи до сих пор ничего не знали. Исследователи назвали новооткрытые структуры «тубариальными слюнными железами».

Тубарные слюнные железы не были случайной находкой – их удалось обнаружить у 100 пациентов с онкологическими заболеваниями. Позже их удалось найти в том числе и во время вскрытия человеческих трупов. Теперь при лучевой терапии эти железы нужно будет защищать от воздействия радиации. Если железы останутся неповрежденными, у онкологических пациентов будет вырабатываться больше слюны, и им станет проще глотать – а, значит, их качество жизни тоже улучшится. Это наглядный пример того, как неожиданное анатомического открытие имеет немедленное практическое применение.

Конфокальная лазерная эндомикроскопия находит полости в соединительной ткани

Конфокальная лазерная сканирующая эндомикроскопия (CLSM) – это методика, объединившая эндоскоп (гибкую трубку, которая позволяет заглянуть в живой организм), мощный микроскоп, который позволяет исследовать ткани человека в реальном времени, и лазерную «указку», которая освещает определенный участок интересующего объекта на нужной исследователю глубине. Чтобы снимок был четче, в вену пациенту иногда вводят флуоресцентное (то есть способное светиться под действием другого излучения) вещество.

В медицине метод применяют в основном для поиска и удаления раковых опухолей. Как и в случае ПЭТ-КТ, CLSM, которую назначили, чтобы удалить опухоль поджелудочной железы, позволила сделать необычное открытие.

За несколько минут до перевязки сосудов и удаления опухоли пациентам вводили способный светиться зеленым флуоресцентный краситель. Он распространился в соединительной ткани, соединяющей слизистую и мышечную оболочку поджелудочной железы, и «высветил» в ней систему ранее неизвестных науке полостей.

Такие же структуры ученые обнаружили и в других тканях, которые подвергаются периодическому или регулярному сжатию – то есть в подслизистых слоях желудочно-кишечного тракта, мочевого пузыря и в мягких тканях, окружающих бронхи и артерии. Скорее всего, полости нужны для нормальной работы этих органов, а заодно участвуют в формировании отеков и помогают распространяться метастазам раковых опухолей. Если бы не метод CLSM, полости, скорее всего, так никогда бы и не обнаружили – они видны только в живых тканях, а при исследовании окрашенного образца ткани эти каналы разрушаются.

Что в итоге

Современные анатомы больше не ограничиваются только препаровальным ножом и световым микроскопом. Анатомия изменилась, потому что теперь анатомы могут заглядывать внутрь организмов с беспрецедентной детальностью, делиться и сохранять результаты в цифровых форматах с высоким разрешением. Поэтому вполне возможно, что нас в ближайшее время ждут новые анатомические открытия – не всегда революционные, но почти всегда прямо связанные со здоровьем живых людей.

Обновление: после публикации статьи в нее была внесена дополнительная информация об обстоятельствах открытия лимфатической системы мозга и предшествующих этому открытию работах. Редакция благодарит своих внимательных читателей.

Слушайте музыку, помогайте «Медузе»

Даниил Давыдов

Источник

С первыми сведениями об анатомических образованиях, содержащих бесцветную жидкость, можно ознакомиться в работах Гиппократа и Аристотеля. Однако эти данные были преданы забвению, и история современной лимфологии берет начало с работы известного итальянского хирурга Гаспаро Азелли (1581-1626), описавшего строение «млечных сосудов» – vasa lactea – и высказавшего первые соображения об их функциях.

Развитие лимфатических сосудов

Лимфатические сосуды формируются на ранних сроках внутриутробного развития и играют гуморально-транспортную роль в системе «плод-мать». У новорожденного ребенка чрезвычайно развита лимфатическая система во всех внутренних органах, а его кожа снабжена множеством концевых лимфатических сосудов и не сразу теряет свою исключительную способность к всасыванию. На этом удивительном факте основана специальная лимфотропная терапия новорожденных по С.В. Грачевой. А нам надо помнить о том, что подход к гигиене кожи и используемым для этого средствам в младенческом возрасте должен быть самым строгим.

Функции лимфатических сосудов

Лимфатические сосуды служат только для оттока лимфы, то есть выполняют функции дренажной системы, удаляющей избыток тканевой жидкости. Чтобы избежать обратного (ретроградного) тока жидкости, в лимфатических сосудах имеются специальные клапаны.

Лимфатические капилляры

Из межклеточного вещества отработанные продукты попадают в лимфатические капилляры или щели, которые заканчиваются в тканях слепо, как пальцы перчатки. Лимфатические капилляры имеют диаметр 10-100 мкм. Их стенка образована достаточно крупными клетками, промежутки между которыми функционируют наподобие ворот: когда они открываются, в капилляры поступают компоненты интерстициальной жидкости.

Строение стенки сосуда

Капилляры переходят в посткапилляры с более сложно устроенной стенкой, а затем и в лимфатические сосуды. В их стенке имеется соединительная ткань и гладкомышечные клетки, они содержат клапаны, препятствующие обратному току лимфы. В больших лимфатических сосудах клапаны расположены через каждые несколько миллиметров.

Лимфатические протоки

Далее лимфа поступает в крупные сосуды, которые впадают в лимфатические узлы. Выйдя из узлов, сосуды продолжают укрупняться, формируя коллекторы, которые, соединяясь, образуют стволы, а те – лимфатические протоки, впадающие в венозное русло в области венозных узлов (в месте слияния подключичных и внутренних яремных вен).

Подобно паутине лимфатические сосуды пронизывают внутренние органы, выполняя роль непрерывно работающего «пылесоса». Однако их представительство в различных органах неодинаково. Они отсутствуют в головном и спинном мозге, глазном яблоке, костях, гиалиновом хряще, эпидермисе, плаценте. Мало их в связках, сухожилиях, скелетных мышцах. Много – в подкожной жировой клетчатке, внутренних органах, капсулах суставов, серозных оболочках. Особенно богаты лимфатическими сосудами кишечник, желудок, поджелудочная железа, почки и сердце, которое даже называют «лимфатической губкой».

Наталия Баховец

Автор статьи: кандидат медицинских наук, физиотерапевт, косметолог, аспирант кафедры физиотерапии СПбГМА им. И.М. Мечникова, автор многочисленных книг и методических пособий по аппаратной косметологии, руководитель и методолог учебного центра АЮНА.

Источник