Красные кровяные тельца всегда считались хотя и важнейшей, но весьма просто устроенной частью крови: переносчик кислорода, и все. Недавние работы американских биологов показали, что на самом деле у эритроцитов гораздо больше функций. Пока можно говорить в общей сложности о 17.
Фото: Science Photo Library / Getty Images
Фото: Science Photo Library / Getty Images
В среднем человеке циркулирует 30 трлн эритроцитов. Эти компоненты крови в процессе созревания лишаются главных элементов клетки — у них пропадают и ДНК, и органеллы. До недавнего времени об эритроцитах несколько свысока говорили, что они всего лишь мешочки для транспортировки гемоглобина. Да, это чрезвычайно ответственная функция, недостаток ее ведет к серьезным проблемам организма, но одна.
Открытия последних трех лет показывают, что эритроциты выполняют значительно больше задач, чем простая доставка кислорода до органов и тканей. Врач-пульмонолог-реаниматолог Нилам Мангалмурти из Медицинской школы Университета Пенсильвании и ее команда обнаружили, что эритроциты фиксируют микроповреждения в организме, а также умеют улавливать подозрительные нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК), сигнализирующие о наличии чужеродных агентов в крови человека. Эритроциты также умеют сообщить о неприятных находках иммунной системе.
Больше того. Красные кровяные тельца регулируют содержание оксида азота в крови, а это вещество управляет размером просвета сосудов: увеличивает пропускную способность или уменьшает ее.
Исследователи обнаружили похожие свойства эритроцитов у других живых существ, кроме человека,— у рыб и птиц. Некоторые виды используют красные кровяные тельца для защиты: они «нападают» на патогены, обнаруженные в организме.
За счет чего же выполняют такую роль эритроциты? Как выяснила команда Мангалмурти, в них содержится молекулярный сенсор, точнее сказать, толл-подобный рецептор (TLR9, рецептор с одним мембранным компонентом). Этот рецептор распознает наличие чужой наследственной информации и прикрепляется к распознанной нуклеиновой молекуле с парой нуклеотидных оснований — цитозина и гуанина. (Поврежденные человеческие клетки высвобождают такие нуклеотиды, ими богаты и ДНК бактерий, так что и их можно распознать.) В ответ возникает сильная реакция иммунной системы, раньше предполагалось, что все это дело лейкоцитов. Но оказалось, что и эритроциты, выявив чужака, реагируют: можно назвать это словом «сморщиваются», хотя какие могут быть морщины у крохотного объекта!
Исследователи предполагают, что такая реакция красных кровяных телец может предупредить иммунную систему о появлении чужеродной ДНК или о повреждении тканей. На мышах ученым удалось установить, что эритроциты, «захватившие» чужую нуклеиновую кислоту, могут вызвать генерализованное воспаление в организме. У людей такое воспаление называется сепсисом.
Вновь открытыми функциями эритроцитов можно объяснить и распространенное осложнение у госпитализированных пациентов. «Почти все пациенты интенсивной терапии страдают анемией к третьему дню пребывания в отделении интенсивной терапии»,— говорит Мангалмурти. Когда кровь проходит через селезенку, иммунные клетки, называемые макрофагами, обычно поглощают старые и поврежденные эритроциты, а хорошие не трогает. Здоровые клетки маркированы специальным белком, который можно назвать «не ешь меня»,— и макрофаг их, действительно, не поглощает.
«Теперь мы можем сказать, что красные кровяные тельца обладают иммунной функцией у людей и других млекопитающих»,— говорит Мангалмурти. По ее мнению, в большинстве случаев клетки служат уборщиками: они не допускают в организм потенциально опасную ДНК, которая попадает в кровоток из многих клеток организма. Но во время инфекции или после травмы такая ДНК может занять буквально весь кровоток.
Затем красные кровяные тельца приносят себя в жертву, побуждая макрофаги «съесть» их, предупреждая иммунную систему и вызывая воспаление. Но если макрофаги разохотятся и начнут потреблять слишком много красных кровяных телец, может возникнуть анемия.
Использованы материалы статьи «DNA Binding to Tlr9 Expressed by Red Blood Cells Promotes Innate Immune Activation and Anemia»; L. K. Metthew Lam, Sophia Murphy, Dimitra Kokkinaki, Alessandro Venosa, Scott Sherrill-Mix, Carla Casu, Stefano Rivella, Aaron Weiner, Jeongho Park, Sunny Shin, Andrew E. Vaughan, Beatrice H. Hahn, Audrey R. Odom John, Nuala J. Meyer, Christopher A. Hunter, G. Scott Worthen, Nilam S. Mangalmurti; журнал Science Translational Medicine, октябрь 2021 г.