Naujas mikroskopijos metodas rodo kraujagyslių augimą kaukolės traumų metu

Naujas mikroskopijos metodas rodo kraujagyslių augimą kaukolės traumų metu

Gyvensena mityba, dietos, judėjimas

Gyvas kaulas žavi savo unikaliu gebėjimu prisitaikyti prie mechaninio streso ir atsinaujinti be randų. Gyjant lūžiui, kraujagyslės ir kaulų ląstelės glaudžiai bendradarbiauja, kad pradinis kremzlinis žaizdos audinys pamažu būtų pakeistas augančiais kraujagyslėmis ir nauju kauliniu audiniu.

Kaulų pirmtakinės ląstelės atidžiai seka naujai susidariusių kraujagyslių eigą, o tai yra žinoma kaip angiogeninis-osteogeninis ryšys. Taip sugyja lūžusi koja. Bet kas atsitinka, kai sužalojama kaukolė?

Max Planck molekulinės biomedicinos instituto Miunsteryje (Vokietija) tyrėjų komandai pirmą kartą pavyko panaudoti labai specializuotą lazerinį mikroskopą, skirtą stebėti kaukolės kaulo gijimą ir naujų kraujagyslių augimą be kartu migruojančių kaulo pirmtakų. ląstelės. Tyrimas paskelbtas m Gamtos komunikacijos.

Iš pradžių kraujagyslės auga atskirai be kaulo pirmtakų ląstelių, kad paruoštų sužalotą kaulinį audinį vėlesniam kaulėjimui. Todėl šis kaulų gijimo būdas iš esmės skiriasi nuo anksčiau žinomų procesų vamzdiniuose kauluose.

Kraujagyslės yra būtinos, kad organizmas būtų tiekiamas deguonimi ir maistinėmis medžiagomis. Skeleto sistemoje kraujagyslės turi specializuotą morfologiją ir prasiskverbia į kaulą kaip tankus kraujagyslių tinklas. Jie reguliuoja kaulo pirmtakų ląstelių susidarymą, išskirdami signalines molekules, taigi ir kaulinio audinio formavimąsi, palaikymą ir regeneraciją.

Vamzdinių kaulų arba ilgųjų rankų ir kojų kaulų gijimas yra intensyvių ortopedijos ir traumų chirurgijos tyrimų sritis. Plokšti kaulai, pavyzdžiui, esantys kaukolėje, skiriasi nuo ilgųjų kaulų tuo, kad jie neatlaiko svorio. Kiti skirtumai nustatomi augant ir vystantis šių tipų kaulams.

Maxo Plancko instituto mokslininkai dabar ištyrė, ar ilgųjų kaulų kaulų gijimo rezultatus galima perkelti į plokščius kaulus, ar yra skirtumų.

Siekdama stebėti naujų kraujagyslių augimą kaukolės kaulo gijimo metu, Maxo Plancko tyrėjų komanda sukūrė intravitalinės mikroskopijos metodą, leidžiantį daugiau nei mėnesį stebėti kraujagyslių dygimą ir naujo kaulo įaugimą in vivo.

Naudodami daugiafotoninį mikroskopą, kuris specializuojasi intravitaliniuose tyrimuose, mokslininkai sugebėjo giliai įsiskverbti į atsinaujinantį audinį ir didelės skiriamosios gebos vizualizuoti kraujagyslių ir kaulų ląsteles bei kaulų matricos kolageno skaidulas.

Gabriele Bixel, pirmasis tyrimo autorius ir projekto vadovas kartu su Ralfu Adamsu, paaiškina: „Naujasis eksperimentinis metodas mums pavyko per kelias savaites daryti intravitalinius vaizdus vienoje ir toje pačioje vietoje ir taip stebėti kaukolės kaulo gijimą. sužalojimas nuo gijimo proceso pradžios iki pabaigos“.

„Gystant kaukolės kaulo pažeidimui, dygstantys kraujagyslės neaugo arti kaulų pirmtakų ląstelių, kaip žinome iš ilgųjų kaulų. Mūsų nuostabai, atsinaujinančios kraujagyslės iš pradžių išaugo vien į kaulo žaizdą, kaip pionieriai, ir sukurtas primityvus kraujo tiekimas Tik tada, kai bus užtikrintas deguonies ir maistinių medžiagų tiekimas, kaulinės ląstelės migruos į pažeistą kaulo vietą kaip daugialąstelinis apvalkalas ir pamažu pradės kaulėti pažeidimą“, – aiškina Bikselis.

Šis kaukolės kaulo gijimas iš esmės skiriasi nuo šlaunikaulio lūžio gijimo.

„Skaldytas šlaunikaulis užgyja, pirmiausia aplink lūžio vietą suformuojant minkštą nuospaudą, kremzlės manžetę. Šis kremzlinių ląstelių nuospaudas sudaro laikiną stabilizuojančią struktūrą aplink lūžusį kaulą”, – aiškina Bikselis.

„Kaului gyjant, šis minkštasis nuospaudas pamažu transformuojamas į kaulinį audinį iš abiejų pusių, pradedant nuo išorinių galų, augant kraujagyslėms su kartu migruojančiomis kaulo pirmuonių ląstelėmis. Kaulų pirmtakinės ląstelės seka naujai susiformavusių kraujagyslių eigą. netoli“, – sako Bikselis.

Dabartiniame tyrime buvo tiriami nedideli kaukolės kaulo sužalojimai. „Dar negalime daryti išvados, kokį vaidmenį regeneruojančios kraujagyslės atlieka gydant didelius kaulų defektus ar giliuosius kaukolės lūžius, tokius kaip kaukolės pagrindo lūžis“, – sako B. Bixel.

„Kitas mus jaudinantis klausimas yra tai, kaip kraujagyslių ir kaulų ląstelės susisiekia tarpusavyje ir auga kartu į sužalotą kaulą ir kaip ir kodėl ši angiogeninė-osteogeninė jungtis panaikinama gydant smulkius kaukolės kaulo sužalojimus“, – sako Bikselis.

Norint sukurti veiksmingas kaulų regeneracijos gerinimo strategijas, labai svarbu suprasti kraujagysles ir jos pagrindinį vaidmenį gydant kaulus. Tai vis dar yra vienas iš pagrindinių iššūkių, su kuriais šiandien susiduria ortopedinė chirurgija.