На сегодняшний день точно известно, что стволовые клетки – это заводы по производству таких белков, как факторы роста, цитокины и факторы выживания. Без них невозможно вырастить и восстановить органы. А еще стволовые клетки могут выделять специальные молекулярные контейнеры – экзосомы и микровезикулы, наполненные белками и генетической информацией. Выделенные внутри органа, они говорят окружающим клеткам, что нужно делать, чтобы справиться с травмой (9). Экзосомы и микровезикулы создают благоприятную зону вокруг пораженного участка. Это называется паракринным эффектом. В ходе исследования регенерации костей ученым удалось выявить сорок три фактора роста, выделяемых стволовыми клетками для оздоровления соседних с травмой тканей (10).
Некоторые факторы роста, высвобождаемые стволовыми клетками, являются триггерами ангиогенеза. Это обстоятельство связывает воедино две защитные системы организма. Когда вследствие нехватки кислорода (гипоксии) или травмы синтезируется фактор роста эндотелия сосудов, с одной стороны, он запускает ангиогенез в пораженных тканях, а с другой – активирует стволовые клетки в нишах костного мозга. Регенерация требует притока свежей крови, поэтому в процесс заживления включается ангиогенез. Он формирует кровеносные сосуды, которые доставляют питание, необходимое для поддержания молодых тканей. А стволовые клетки способствуют росту новых ангиогенных кровеносных сосудов. Получаются взаимовыгодные отношения. Примерно от 2 до 25 % клеток новых кровеносных сосудов образуются из стволовых.
Причины повреждений стволовых клеток
Регенеративная защитная система важна для поддержания нашего здоровья, а что важно для здоровья самих стволовых клеток? Стволовые клетки очень уязвимы перед различными факторами, с которыми мы сталкиваемся в течение жизни. Самым вредным для них является табачный дым. Дефицит кислорода, возникающий при вдыхании сигаретного дыма, провоцирует выброс стволовых клеток в кровоток. Частое курение приводит к постепенному сокращению количества стволовых клеток, хранящихся в костном мозге, а это значит, что на осуществлении регенерации их остается гораздо меньше (11). Кроме того, функция оставшихся в костном мозге стволовых клеток сильно нарушена: их способность делиться снижается на 80 %, а участие в регенерации – на 40 % (12). Одни эти данные, не говоря уже о вреде, которое курение наносит кровеносным сосудам, объясняют повышенный риск сердечно-сосудистых и легочных заболеваний у курильщиков.
Не менее опасно пассивное курение, когда некурящий находится рядом с курящими людьми. Вдыхание вторичного табачного дыма в течение тридцати минут способно нарушить работу ваших стволовых клеток (13). Неудивительно, что подобный эффект оказывает и загрязненный воздух. По данным ученых, у людей, живущих в экологически неблагоприятных районах, воздействие тонкодисперсных частиц на фоне вспышек загрязнения приводит к снижению количества эндотелиальных прогениторных клеток в крови (14).
Хронический алкоголизм – еще одна причина гибели стволовых клеток. Спиртные напитки действуют на них многосторонне. Исследователи ежедневно давали обезьянам малые дозы алкоголя, в результате в их системе кровообращения было зафиксировано больше стволовых клеток, чем у обезьян, не употреблявших алкоголь. При дальнейшем изучении выяснилось, что эти стволовые клетки повреждены, а их способность к регенерации снижена (15). Представьте себе пьяные стволовые клетки, которые не могут идти ровным строем. Фетальный алкогольный синдром возникает, когда беременная употребляет большое количество алкоголя. Он приводит к необратимому повреждению мозга и другим нарушениям в развитии плода. Алкоголь токсичен для фетальных стволовых клеток, их дисфункция может быть одной из причин жутких последствий фетального алкогольного синдрома. Именно так утверждают ученые из Государственного университета Луизианы (Louisiana State University), занимавшиеся изучением внутриутробного развития у мышей (16). Запои наносят еще один удар по стволовым клеткам. Исследователи из Университета Кентукки (University of Kentucky) обнаружили, что эпизодическое пьянство снижает активность прогениторных клеток олигодендроцитов – клеток головного мозга, участвующих в образовании новых нейронов. Данный эффект особенно выражен в гиппокампе, отделе мозга, который отвечает за формирование краткосрочной и долгосрочной памяти (17). Радует то, что все эти повреждения обратимы. Нужно лишь перестать пить.