Почему одни клетки сосудов «кричат», а другие «молчат»? Новое исследование продемонстрировало, что такая структура сохраняется на протяжении нескольких недель и имеет критическое значение для здоровья.
Американские ученые установили, что клетки, образующие подкожные капилляры, сохраняют свои функции в межклеточной связи не часы и даже не дни, а как минимум две недели. Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Исследователи следили за эндотелиальными клетками генетически модифицированных мышей, у которых уровень кальция внутри клеток можно было наблюдать в реальном времени благодаря зеленому свечению. Именно кальциевые всплески способствуют регулированию кровотока, восприятию механических и температурных нагрузок, а также поддержанию целостности сосудистой стенки.
Выяснилось, что примерно половина клеток в каждом фрагменте капилляров постоянно демонстрирует сигнальную активность, в то время как остальные остаются практически «безмолвными». При повторных наблюдениях через сутки и затем через две недели активными оказывались те же самые клетки, тогда как неактивные продолжали оставаться в своем молчаливом состоянии. Хотя частота и продолжительность отдельных кальциевых импульсов изменялись, общая организация сети оставалась удивительно стабильной.
Когда клетки начинают «кричать»
Для понимания, что поддерживает этот порядок, ученые отключили белок Connexin 43 (Cx43), который образует каналы связи между соседними клетками. Результат оказался неожиданным.
Вместо уменьшения сигналов исследователи заметили противоположный эффект: кальциевая активность резко возросла и распространилась почти по всей ткани. Некоторые клетки непрерывно генерировали сигналы в течение 17 минут — такое поведение у здоровых животных ранее не фиксировалось. Со временем количество гиперактивных клеток продолжало увеличиваться.
Нарушение работы сети сопровождалось ускорением кровотока, а стенки капилляров становились более проницаемыми, позволяя молекулам покидать сосуды и попадать в окружающие ткани.
Исследовав несколько препаратов, ученые обнаружили, что местное использование нифедипина — известного средства для лечения артериальной гипертензии — восстанавливало нормальный характер кальциевой сигнализации, возвращало кровоток к привычным значениям и снижало проницаемость сосудов.
Интересно, что сам препарат практически не воздействовал на эндотелиальные клетки. Он блокировал кальциевые каналы L-типа в перицитах — вспомогательных клетках, окружающих капилляры, после чего они, вероятно, передавали эндотелию сигналы, возвращающие работу сосудистой сети в нормальное состояние.