Профессор В.Г. Елисеев
Фото Вл. Кузьмина
Принцип строения соединительной ткани и особенно ее деятельности можно разобрать на примере устройства селезенки.
Если посмотреть в микроскоп на тончайший срез этого органа (рисунок в круге), то при увеличении в 200 раз можно увидеть основные клеточные структуры, свойственные соединительной ткани.
Рисунки справа условно изображают функции этих структур.
На схеме показаны элементы стромы — так называемые трабекулы (1), служащие опорой для остальных клеток органа.
По трабекулам проходят кровеносные сосуды (2), несущие клеткам питательные вещества и кислород.
Важными элементами соединительной ткани служат макрофаги (3) — подвижные клетки, обеспечивающие защитную реакцию организма.
Особые клетки — фибробласты (4) выполняют «ремонтные» функции, создавая рубцовую ткань в тех местах, где после гибели нормальных элементов ткани начинается процесс заживления.
Все эти четыре основных функции, показанные на примере селезенки, свойственны и остальным разновидностям соединительной ткани.
В организме человека соединительная ткань встречается всюду. Она входит в состав стенок кровеносных сосудов, желудка, кишечника и других внутренних органов. Из соединительной ткани построены сухожилия и связки, она образует прослойки между мышцами. И, наконец, хрящи и кости представляют собой не что иное, как своеобразную разновидность соединительной ткани.
Во всех органах соединительная ткань является их остовом или, как его еще называют, стромой. Исходя из этого, некоторые ученые считали, что соединительная ткань выполняет главным образом механическую, опорную функцию, служит лишь скелетом, связывающим клетки и придающим определенную форму каждому внутреннему органу. Но такое понимание было признано односторонним.
Говоря о функциях органа, мы обычно имеем в виду ту его деятельность, которую совершают основные или специфические клетки данного органа. В мышцах, например, ими служат мышечные волокна, дающие механическую энергию. Благодаря им мы можем делать самые разнообразные движения. Для желез внутренней секреции специфической является деятельность клеток, вырабатывающих различные соки, а также гормоны и другие сложные химические соединения, необходимые организму для обмена веществ.
Гистология — наука, изучающая микроскопическое строение клеток и тканей, — показала, что строение всех органов отличается большой сложностью. Сейчас доказано, что каждый орган состоит из клеток, образующих его специфическую ткань, а также из соединительнотканного остова. Этот остов имеет вид сеточки или губки, в петлях которой располагаются специфические клетки того или иного внутреннего органа. По соединительнотканной сетке проходят кровеносные сосуды и нервы. Таким образом, специфические элементы и соединительная строма тесно связаны друг с другом.
Очень важную роль играет соединительная ткань в обмене веществ, а следовательно, в питании основных, специфических клеток. Она образует тонкую прослойку между стенками кровеносных капилляров и клетками внутренних органов. Питательные вещества, необходимые для жизни клеток, поступают в них из крови, проникая через стенки кровеносных сосудов и соединительнотканный слой. А в обратном направлении — из клеток в кровь, через соединительную ткань и стенки сосудов — выделяются продукты, необходимые для деятельности организма, а также отходы, образующиеся при обмене веществ, — вредные химические соединения.
Этот сложный процесс носит название внутреннего, или межуточного, обмена веществ. Становится ясным, какое значение имеет для обмена нормальное состояние тканевого барьера — прослойки соединительной ткани. Через этот барьер поступают в клетки продукты, необходимые для их жизнедеятельности, и выделяются отработанные вещества и отходы.
Например, при таком заболевании, как цинга, которое развивается от недостатка и отсутствия в пище витамина С, в различных органах (в коже, деснах) происходит резкое изменение соединительной ткани, увеличивается проницаемость стенок кровеносных капилляров. В результате возникают мелкие кровоизлияния. Соединительная ткань теряет вязкость, становится более проходимой для бактерий. Вместе с тем ослабляются ее механические, опорные свойства, и зубы, которые удерживаются в лунках соединительнотканными волокнами, начинают расшатываться и выпадать.
У людей, злоупотребляющих спиртными напитками, происходит разрастание соединительной ткани в таком важнейшем органе, как печень. Это приводит к заболеванию печени — циррозу. Соединительная ткань разрастается вокруг печеночных долек и даже внутри них, начинает постепенно как бы «душить», убивать специфические клетки печени. Наступает очень тяжелое общее состояние, нередко заканчивающееся гибелью человека. Алкогольный цирроз страшен тем, что подкрадывается незаметно, и многим кажется, что болезнь не имеет никакого отношения к пьянству. А между тем алкоголизм — основная причина цирроза.
Функция соединительной ткани, связанная с регуляцией питания клеток, называется трофической (от греческого слова «трофе» — питание). Когда нарушается эта функция, то резко изменяются стенки кровеносных сосудов. Особенно страдает внутренняя оболочка сосудов, на которой откладываются сначала жироподобные вещества, а затем известь. Стенки сосудов теряют эластичность, упругость, становятся твердыми, хрупкими и могут легко разрываться под действием повышенного давления крови. Такое поражение стенок кровеносных сосудов носит название атеросклероза.
Есть ряд заболеваний, подобных ревматизму, красной волчанке, сопровождающихся особым поражением соединительной ткани. Она набухает, перерождается, и процесс заканчивается резким уплотнением (склерозированием) ее, что может привести к изменению формы больного органа. Это особенно заметно на склерозированных суставах.
Соединительная ткань выполняет еще и защитную функцию. Она осуществляется особыми элементами, среди которых наибольшее значение имеют специальные клетки — макрофаги, лимфоциты, плазматические клетки и др.
Защитная функция макрофагов проявляется в том, что они обладают способностью фагоцитировать, то есть поглощать микробов, крупные обломки клеток и даже целые, но поврежденные клетки. Макрофаги могут переварить также инородные частицы, иногда появляющиеся в организме, и обезвреживать различные ядовитые вещества, которые вырабатываются в результате деятельности клеток или попадают в организм извне. Поглощая бактерии или обломки клеток, макрофаги их переваривают. Если же попавшие в них частицы не перевариваются, макрофаги переходят в кишечник и там разрушаются и выводятся из организма.
Фагоцитарную деятельность макрофагов можно наблюдать на живых клетках в лаборатории и даже заснять на кинематографическую пленку. Вырезается кусочек какой-либо ткани или органа животного и размельчается. Эти маленькие частицы помещаются в чашках Петри, туда добавляют плазму крови и хранят в термостате при температуре плюс 38–39 градусов. В такой питательной среде клетки живут, растут, размножаются. Имеются специальные кинофильмы «Жизнь клетки в культуре ткани» и другие, в которых видно, как перед заглатыванием твердых частиц из тела макрофага вытягиваются тончайшие бесструктурные пленки-ложноножки, напоминающие своим видом ковши. Этими ковшами они и захватывают вредные частицы, бактерии, поврежденные клетки и их обломки.
Защитная роль соединительной ткани проявляется также и в том, что ее клетки принимают участие в развитии невосприимчивости организма (иммунитета) к различным заболеваниям. Если ввести в тело животного какие-либо бактерии или их токсины — ядовитые продукты жизнедеятельности микробов, — или чужеродные белки, то в ответ на это в организме вырабатываются особые вещества, называемые антителами. Они нейтрализуют действие вредных соединений, проникших в ткани. Образование антител происходит в лимфатических узлах: в лимфоцитах и в плазматических клетках.
Эти немолодые люди очень подвижны, бодры, здоровы. А секрет превосходного самочувствия прост: физическая культура надолго задерживает развитие возрастных изменений в организме
Алкоголь — злейший враг печени. Он вызывает гибель печеночных клеток, на месте которых разрастается соединительная ткань.
Рисунок К. Невлера
Функциональное состояние соединительной ткани имеет большое значение в устойчивости (резистентности) организма против злокачественных опухолей. Известно, например, что развитие опухолей сопровождается своеобразным изменением соединительной ткани. Поэтому ученые ищут такие методы борьбы со злокачественными новообразованиями, которые были бы направлены на стимуляцию, возбуждение нормальной функции соединительнотканной основы внутренних органов.
Соединительная ткань выполняет также пластическую функцию, то есть такую, которая обеспечивает восстановление (регенерацию) поврежденных тканей и органов и заживление ран. Вот как это происходит, например при воспалительном процессе.
Как известно, воспаление наступает в ответ на внедрение в организм механического, химического или бактериального агента, вызывающего более или менее выраженное повреждение тканей. Попала ли в организм пуля или занозил человек палец, упала ли на кожу капля серной или азотной кислоты, внедрились ли в ткани микробы, вызвавшие разрушение тканей, — на все это организм отвечает воспалительной реакцией.
Начинается она с того, что кровеносные капилляры вокруг очага повреждения расширяются и из них начинают выходить белые кровяные тельца — лейкоциты, в первую очередь так называемые нейтрофильные лейкоциты. Выселившись из сосудов в ткань, они под влиянием веществ, которые вырабатываются в очаге разрушения, направляются к месту повреждения и окружают его со всех сторон плотным и довольно толстым слоем. Но лейкоциты не только изолируют очаг воспаления от окружающих здоровых тканей, а и растворяют распавшиеся клетки, выделяя разнообразные ферменты и вещества, которые оказывают стимулирующее влияние на другие клеточные, элементы и в первую очередь на макрофаги, повышая их активность.
Макрофаги округляются, становятся подвижными и начинают перемещаться к очагу воспаления. Кроме того, в подвижные макрофаги превращаются и такие белые кровяные тельца, как лимфоциты и моноциты. Все они в большом количестве выходят из кровеносных капилляров в окружающую ткань, превращаются в макрофагов и тоже направляются к очагу повреждения.
Макрофаги захватывают частицы разрушившихся тканей, обломки различных клеток, а если попадаются микробы, то поглощают и их. Таким образом, они очищают поле воспаления.
Кроме этого, они выделяют специальные вещества, под влиянием которых активизируются фибробласты. Так называются особые клетки соединительной ткани, обладающие способностью вырабатывать волокна, которыми как бы стягиваются, сшиваются края раны или окружаются инородные тела, попавшие в организм.
Под влиянием веществ, выделяемых макрофагами, фибробласты становятся подвижными и начинают также передвигаться к очагу повреждения или к инородному телу, которое вызвало это повреждение. Они окружают инородное тело, заполняют рану и при их участии развивается грубоволокнистая соединительная ткань, которая образует капсулу вокруг инородного тела или так называемую рубцовую ткань в ране.
Но этими четырьмя функциями не исчерпывается большое значение соединительной ткани в нашем организме. Она играет огромную роль в возникновении и течении различных возрастных изменений.
Всем хорошо знакомы те явления, которые сопровождают старость. Седеют волосы, развивается дальнозоркость, зубы разрушаются и постепенно выпадают, кожа теряет эластичность, грубеет и делается морщинистой, кости становятся более хрупкими, а соединяющие их хрящи, наоборот, делаются тверже и даже костенеют.
Вследствие всего этого уменьшается подвижность скелета. Особенно резко это заметно на позвоночном столбе. В молодые годы позвонки связаны между собой мягкими хрящами, благодаря чему весь позвоночник подвижен и гибок. С годами эти хрящи твердеют, отдельные позвонки спаиваются между собой, а иногда искривляются, что резко сказывается на внешнем облике человека. Он либо все больше сгибается, либо держится неестественно прямо.
Возрастные изменения наступают также в стенках кровеносных сосудов, во многих внутренних органах. Таким образом, много старческих признаков обусловлено изменениями, происходящими в соединительной ткани.
Поэтому некоторые ученые, как, например, академик А. А. Богомолец, придавали этим процессам важное значение и считали, что возрастные изменения прежде всего зависят от состояния соединительной ткани. А. А. Богомолец утверждал, что в борьбе с преждевременным старением несомненную пользу может принести применение специальных веществ, стимулирующих нормальную деятельность соединительной ткани. Для этой цели он предложил особую сыворотку, которую назвал антиретикулярной цитотоксической сывороткой — сокращенно АЦС.
Практика показала, что в некоторых случаях АЦС приносит известную пользу. Но сыворотка не стала средством, задерживающим процессы старения. Это объясняется многими обстоятельствами и в том числе тем, что сторонники ее применения недоучитывали роли центральной нервной системы в наступлении старости. А сейчас неопровержимо доказано, что старение — это сложный биологический процесс, при котором изменения наступают во всех тканях и органах, в том числе и в центральной нервной системе, от изменений в которой во многом зависят возрастные особенности человека.
В заключение следует сказать, что соединительная ткань тесно связана с другими органами и деятельность ее регулируется нервной системой, в частности ее высшими отделами. Поэтому соединительной ткани нельзя придавать самостоятельное значение в развитии любых процессов, происходящих в организме, и ставить ее вне связи с другими частями нашего тела.
Но то, что жизнь соединительной ткани регулируется нервной системой, не исключает необходимости поискав таких средств, которые в одних случаях стимулировали бы ее функции, например при заживлении ран, а в других, — при таких заболеваниях, как цирроз печени, подавляли.