Co tam, panie, w anatomii, czyli mózg, naczynia limfatyczne i inne drobiazgi

Szkice anatomiczne Leonarda da Vinci

Anatomia człowieka, czy to makroskopowa, czy też mikroskopowa, nie wydaje się być dziedziną, w której wiele jeszcze można odkryć, prawda? Wszystko wszak dawno już pokrojono i obejrzano, czyż nie? A jednak nie do końca. Zarówno ostatnie lata, jak i ostatnie dni przyniosły nam na tym polu kilka dość zaskakujących, choć – przynajmniej po części – budzących pewne kontrowersje, znalezisk.

Obraz mikroskopowy rogówki – z prawej strony fotografii nabłonek przedni rogówki; University of Delaware; http://www.udel.edu/

Pierwszą spośród tych nieco już starszych niespodzianek opisano w 2013 roku w czasopiśmie Ophtalmology. Rzecz dotyczyła budowy oka, a konkretniej – rogówki. Rogówka to ta położona z przodu, nieco bardziej wypukła, przejrzysta, pozbawiona unaczynienia część gałki ocznej – przez rogówkę właśnie widzimy źrenicę i tęczówkę, na rogówce umieszczamy soczewki kontaktowe. Choć rogówka wydaje się być bardzo prostą strukturą – ot, takie szkiełko od zegarka (nie wiem czy ta metafora jeszcze do kogoś przemawia w dobie coraz mniej popularnych zegarków ręcznych, ale nadal się jej w literaturze używa) grubości 0,5-0,8mm, nadal jednak można w niej wyróżnić pewne warstwy. I to właśnie kolejną warstwę rogówki postanowił wydzielić Harminder Dua.

Rogówka podzielona na warstwy – od góry nabłonek przedni; H. Gray (1918) Anatomy of the Human Body; domena publiczna

Wersja kanoniczna budowy histologicznej rogówki obejmuje kolejno, od zewnątrz idąc,  nabłonek przedni rogówki (cztery do sześciu warstw komórek nabłonkowych zachowujących ciągłość z nabłonkiem spojówki i nieustannie zwilżanych przez film łzowy), sztywną, bezkomórkową blaszkę graniczną przednią zwaną błoną Bowmana, umieszczoną tuż za błoną podstawną tegoż nabłonka, następnie element najgrubszy (nawet do 85% grubości rogówki), istotę właściwą, czyli zrąb rogówki, utworzony przez regularnie upakowane wiązki włókien kolagenowych z jedynie pojedynczymi keratynocytami odpowiedzialnymi z produkcję kolagenu i innych białek istoty właściwej, bezkomórkową blaszkę graniczną tylną, czyli błonę Descemeta i jednowarstwowy nabłonek tylny (śródbłonek komory przedniej oka) rozłożony na całej tylnej powierzchni rogówki na kształt plastra miodu. To właśnie pomiędzy zrębem rogówki, a błoną Descemeta zespół badaczy z University of Nottingham doszukał się istnienia dodatkowej, cienkiej (10-15μm), choć niezwykle wytrzymałej warstewki, postulując jednocześnie nazwanie jej “warstwą Duy” – od nazwiska pierwszego autora pracy. Delikatnie, przy pomocy bąbelków powietrza, oddzielając od siebie poszczególne warstwy rogówki (jak podczas przygotowywania materiału do keratoplastyki warstwowej – przeszczepów rogówki jedynie częściowej grubości, stosowanych zależnie od potrzeb i możliwości jako alternatywa dla pełnej grubości przeszczepów “drążących”), uzyskali oddzielającą się od blaszki granicznej tylnej zbitą, dość spoistą warstewkę  tworzoną przez ciasno upakowane włókna kolagenowe o nieco innym niż w sąsiednich obszarach układzie. Rzecz niby prosta i potencjalnie tak dla zrozumienia mechanizmów stojących za schorzeniami rogówki, jak i dla skuteczniejszej praktyki transplantologicznej istotna. Skąd zatem wspomniane wcześniej kontrowersje?

Rogówka przed i po keratoplastyce; po lewej głębokie owrzodzenie rogówki, po prawej pacjent po zabiegu, wokół rogówki widoczne szwy; CC BY-NC 3.0; http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4218915/

Pomijając już – dość szeroko uznaną za hmmm… powiedzmy – niestosowną koncepcję nazwania nowej struktury swoim własnym nazwiskiem (z jednej strony współczesna nauka z różnych względów z coraz większym dystansem podchodzi do stosowania eponimów w nazewnictwie w ogóle, z drugiej – zwyczajowo, jeśli już eponim powstaje, zazwyczaj dzieje się to jako wyraz szacunku innych naukowców dla uhonorowanego w ten sposób badacza, ma być to formą uznania dla jego pracy/odkrycia/dokonania), pojawia się pytanie na ile rzeczywiście opisane zjawisko jest obserwacją nową i wartą odnotowania. Część środowisk naukowych przekonuje, że zagęszczenie upakowania kolagenu tylnych rejonów zrębu rogówki nie jest ani niczym nowym, ani niczym, co zasługiwałoby na odrębną nazwę. Czas pokaże czy podręczniki anatomiczne przejmą ideę stojącą za tym tak entuzjastycznie przyjętym przez opinię publiczną pomysłem.

Więzadło przednio-boczne (ALL); wypreparowany staw kolanowy; fotografia udostępniona przez szpital uniwersytecki w Leuven

Mniej kontrowersji wzbudziła kolejna w 2013 roku anatomiczna bomba. Może dlatego, że było to nie tyle nowe odkrycie, ile raczej odkurzenie struktury, której istnienie postulowano już w wieku dziewiętnastym. Obserwacje poczynione w 1879 roku przez francuskiego chirurga, Paula Segonda, przy okazji opisu pewnej charakterystycznej postaci złamania piszczeli (nazwanej zresztą później złamaniem Segonda), a mówiące o obecności “perłowo wybarwionego, stawiającego opór włóknistego pasma” łączącego kość udową z przednio-boczną częścią kości piszczelowej. Brak stabilności stawu kolanowego towarzyszący urazom o podobnych mechanizmach (wymuszony obrót stawu do wewnątrz) wiązano dotychczas głównie z towarzyszącymi im uszkodzeniami więzadła krzyżowego przedniego (ACL) – zmorą narciarzy między innymi. Jednak nie zawsze rekonstrukcja tego więzadła skutkowała pełnym powrotem stabilności kolana. Wydaje się, że przyczyną takiego stanu rzeczy mogło być opisane przez Francuza więzadło. Nie zostało one, co prawda, zapomniane zupełnie, w niektórych pracach pojawiały się mało precyzyjne wzmianki o różnie określanej pasmowatej strukturze w opisanym rejonie stawu, jednak dopiero praca ortopedów z Leuven potraktowała je na tyle poważnie, by przyjrzeć mu się bardziej szczegółowo i systematycznie, co zaowocowało publikacją w Journal of Anatomy. Rozpreparowując stawy kolanowe (ciała do badań uzyskano w ramach programu  donacji zwłok uniwersytetu w Leuven) udało im się usystematyzować wiedzę o tej ulotnej dotąd części stawu, która okazała się występować w niemal wszystkich badanych kolanach w stałej lokalizacji. Kliniczne aspekty tego osiągnięcia – w przeciwieństwie do tego wcześniej opisywanego – zdają się doceniać specjaliści, nikt też głośno nie protestuje. Może pomogło tu nieco powściągnięcie ambicji i powstrzymanie się przez badaczy od chęci unieśmiertelnienia swoich danych osobowych. Ale fakt – znów mówimy o odkryciu nie do końca nowym i choć przydatnym klinicznie, to jednak niekoniecznie przełomowym.

Coś rzeczywiście nowego być może za to udało się opisać autorom pracy opublikowanej w tym miesiącu w Nature. Nie tylko nowego zresztą, ale i nieporównywalnie bardziej medialnego niż jakieś tam więzadła czy rogówki. W końcu niewiele rzeczy tak ekscytuje opinię publiczną, jak hasło “mózg” w tytule, tymczasem to mózg właśnie udało się zespołowi z University of Virginia podłączyć do układu naczyń limfatycznych, z którymi dotąd – jak się zdawało – połączeń nie miał.

Czaszka otwarta podczas sekcji zwłok, pinceta unosi oponę twardą, by ukazać obrzęk i zielonkawą treść ropną (pneumokokowe zapalenie opon mózgowych); Wikipedia za CDC; domena publiczna

Układ limfatyczny (chłonny) poza skupiskami tkanki limfatycznej (jak np. grasica, śledziona czy węzły chłonne) tworzą rozprowadzające limfę (chłonkę) naczynia chłonne. Całość pełni cały szereg istotnych funkcji z odpornościową i filtracyjną na czele. Dotychczas wydawało się, że z tego systemu drenażu, oczyszczania i ochrony immunologicznej wyłączony jest ośrodkowy układ nerwowy. Oczywiście, nie oznaczało to bynajmniej, że mózg ewolucja pozostawiła bezbronny na pastwę losu, nie można w końcu zapominać o krążeniu płynu mózgowo-rdzeniowego i o współtworzonym przez komórki glejowe układzie glimfatycznym (piękne określenie, prawda?), jednak brak docierających do mózgowia naczyń limfatycznych od dawna badaczy zastanawiał. Tę lukę być może wypełnili Antoine Louveau i jego ekipa. Wbrew tytułom prasowym nie mamy tu do czynienia z naczyniami limfatycznymi odnalezionymi bezpośrednio w mózgu, ale nadal – przyznajmy – dotarliśmy szlakiem naczyń chłonnych bliżej mózgu niż kiedykolwiek dotąd. Praca, o której mowa, opisuje naczynia limfatyczne towarzyszące naczyniom krwionośnym opony twardej, najbardziej zewnętrznej spośród trzech otaczających mózgowie błon zwanych oponami mózgowymi.

Jak to we współczesnej medycynie bywa, odkrycie to jest efektem wielu wcześniejszych obserwacji poszukujących możliwych punktów stycznych układu immunologicznego i nerwowego – że takowe istnieją, było oczywiste, choć dopatrywano się ich raczej w obrębie płynu mózgowo-rdzeniowego, który miałby odpowiednie dane przenosić wzdłuż nerwu węchowego do śluzówki nosa, skąd już dalej zupełnie konwencjonalną drogą naczynia limfatyczne doprowadzałyby je do szyjnych węzłów chłonnych. Louveau z zespołem tymczasem zaczęli poszukiwać prostszej drogi, bacznie przyglądając się samym oponom bezpośrednio z płynem mózgowo-rdzeniowym sąsiadującym, zwłaszcza zaś koncentrując się na lokalizacji skupisk pojawiających się w obrębie opon białych krwinek (pamiętając o szczególnej staranności mającej na celu zachowanie subtelnych zależności anatomicznych, badali strukturę opony twardej zachowanej w całości, uprzednio umocowanej na elementach kostnych). Układ rzeczonych sugerował istnienie jakiegoś konkretnego towarzyszącego drenującym krew żylną z mózgowia zatokom opony twardej przedziału tkankowego. A w jaki konkretnie sposób wyodrębnionego? Cóż, wystarczyło użyć odpowiednich przeciwciał, by wokół limfocytów ujawnić wyścielone typowym dla naczyń limfatycznych (odmiennym od tego w naczyniach krwionośnych) śródbłonkiem kanały naczyniowe. Wnioski były proste, choć dość rewolucyjne.

Oczywiście, choć naukowcy przeprowadzili (z sukcesem) wstępne pilotażowe badania na utrwalonych preparatach ludzkich opon mózgowych, ich obserwacje będą musiały zostać potwierdzone przez inne zespoły badawcze – wszelkie rewolucyjne twierdzenia wymagają dokumentacji szczególnej klasy, jednak w tej konkretnej pracy nie ma ani uznaniowości, której można się dopatrywać w próbach wydzielania dodatkowych warstw rogówki, ani powtarzania opisów struktur już wcześniej obserwowanych. A i sama formuła eksperymentu jest naprawdę nieskomplikowana. Drobne naczynia o budowie typowej dla naczyń limfatycznych znaleziono, odpowiednio wybarwiono i tyle. Bez kombinowania, bez rozbudowanych interpretacji, bo – doprawdy – nie tu czego komplikować ani gdzie doszukiwać się dodatkowych haczyków. O ile podczas badań nie popełniono jakichś grubszych błędów, o ile nie mamy do czynienia z łatwym przecież do wykrycia i dość szybkim w weryfikacji oszustwem, powinniśmy się zacząć przyzwyczajać do obecności naczyń limfatycznych w oponach mózgowych, może naczyń nieco drobniejszych niż można by przewidywać, może rozmieszczonych w nieco rzadszej sieci, ale obecnych i funkcjonalnych (owszem, spływ chłonki do szyjnych węzłów chłonnych tymi właśnie naczyniami również udało się na myszach potwierdzić).

Być może już niedługo ryciny ilustrujące sieć naczyń limfatycznych człowieka zamiast wersji po lewej zaczną przypominać wersję po prawej stronie; University of Virginia Health System; http://www.eurekalert.org/multimedia/pub/92761.php

Pozostaje poczekać na odzew próbujących nowinkę potwierdzić naukowców. Potem możemy zacząć rozbudowywać ryciny w podręcznikach i poszukiwać implikacji praktycznych – w końcu zaburzenia immunologiczne leżą u podstaw najróżniejszych schorzeń ośrodkowego układu nerwowego. Być może świeżo opisane naczynia chłonne okażą się choć w niewielkim stopniu do nich przyczyniać.

(Przypominam tylko, że patologów możecie śledzić też na fejsbuku)

Literatura:

Human Corneal Anatomy Redefined : A Novel Pre-Descemet’s Layer (Dua’s Layer). HS Dua, LA Faraj, DG Said, T Gray, J Lowe; Ophthalmology 2013; 120(9):1778-85

Anatomy and physiology of the cornea. DW DelMonte, T Kim; Journal of Cataract and Refractive Surgery 2011, 37(3):588-598

Anatomy of the anterolateral ligament of the knee. S Claes, E Vereecke, M Maes, J Victor, P Verdonk, J Bellemans; Journal of Anatomy 2013; 223(4): 321-8

Structural and functional features of central nervous system lymphatic vessels. A Louveau, I Smirnov, TJ Keyes, JD Eccles, SJ Rouhani, JD Peske, NC Derecki, D Castle, JW Mandell, KS Lee, TH Harris, J Kipnis; Nature 2015; Jun 1. doi: 10.1038/nature14432. [Epub ahead of print]