Уникальная форма клеток обеспечивает стабильность лимфатических сосудов и листьев растений
Клетки, из которых состоят стенки самых тонких лимфатических сосудов, имеют лопастную, похожую на дубовый лист форму, что делает их особенно устойчивыми к изменениям объема жидкости. Подобная форма клеток также обеспечивает механическую стабильность у растений. Это показали исследователи из Уппсальского университета в статье, опубликованной в журнале Nature.
Самые тонкие лимфатические сосуды — лимфатические капилляры. Их стенки состоят всего из одного слоя лимфатических эндотелиальных клеток, которые пропускают жидкости, клетки и крупные молекулы из окружающих тканей.
Эти сосуды должны эффективно пропускать жидкость и при этом быть устойчивыми к внезапным изменениям объема жидкости в окружающей ткани, например, при отеке, не разрываясь.
Растянутые клетки приобретали лопастную форму
В исследовании изучалось, как тонкий слой лимфатических эндотелиальных клеток выдерживает изменения калибра сосуда при поглощении жидкости капилляром. Оказалось, это связано со способностью клеток постоянно менять свою особую форму.
"Давно известно, что капиллярные лимфатические эндотелиальные клетки имеют лопастную форму, похожую на листья дуба или части пазла", — говорит профессор Тайя Мякинен, руководившая исследованием.
"Однако причина этой уникальной морфологии не была известна, и ее никогда ранее не удавалось успешно воспроизвести в культивируемых клетках. В нашем исследовании мы подвергли тонкий слой культивируемых лимфатических эндотелиальных клеток повторному многонаправленному растяжению и обнаружили, что клетки начали приобретать лопастный вид. Также увеличилось перекрытие между клетками, что означало увеличение контактной поверхности каждой клетки с соседними".
Аналогично клеткам в листьях растений
Лопастные формы также встречаются у совершенно другого типа клеток — на поверхности листьев растений. Там их роль — выдерживать тургорное давление, то есть давление жидкости, необходимое для роста растений и поддержания ими вертикального положения.
"Лопастная форма клеток растений контролируется специфическим сигнальным путем, и соответствующий путь также присутствует в лимфатических эндотелиальных клетках. Когда мы заблокировали этот сигнальный путь в культивируемых клетках, растяжение-индуцированное перекрытие между клетками уменьшилось", — говорит Мякинен.
"У мышей, у которых отсутствует одна из сигнальных молекул в этом пути, не только изменилась форма лимфатических эндотелиальных клеток, но также была нарушена целостность и функция лимфатических капилляров. Это указывает на то, что лимфатическим капиллярам нужно это перекрытие, чтобы сосуд мог расширяться, не разрываясь, когда давление жидкости повышается".
Лопастный вид как растительных клеток, так и лимфатических эндотелиальных клеток млекопитающих выделяется как отличительная черта среди разнообразия клеточных форм, наблюдаемых в природе.
"Исследователи интерпретируют результаты своего исследования так, что эта форма обусловлена их специализированной функцией: способностью выдерживать изменения объемов жидкости. Это раскрывает биологический принцип конструкции, существующий у очень разных видов для повышения структурной стабильности".