Жовч у людській печінці рухається інакше, ніж вважали досі. Замість текти у найменших каналах, рідина перебуває в стані спокою – вперше з’ясували вчені. Згідно з їхніми даними, частинки жовчі з цих маленьких печінкових канальців потрапляють до більших вивідних шляхів у результаті дифузії. Ці дані можуть допомогти краще лікувати захворювання печінки.
Жовчні протоки у миші. Зображення: Vartak/ IfADo.
Повсякдень із харчами, ліками та хімікатами люди вживають отруйні добавки, які печінка розщеплює та виводить з кров’ю. Рештки цих шкідливих речовин виводять клітини печінки – через жовчну систему каналів: безліч жовчних канальців закінчуються більшими жовчними протоками, що об’єднуюються в труби і відкриваються у кишківник. Туди потрапляють і солі, які продукує жовч. Якщо система каналів нещільна, отруйна жовч просочується в тканини. Це може призвести до складних запалень.
Для лікування такого виду захворювань важливо розуміти, як рухається жовч. Але з наявними в медицині методами рух, зокрема у жовчовивідних каналах, прослідкувати неможливо. З кінця 1950-х все ж вважали, що жовч у каналах тече. Тобто солі в жовчні канали мала б переносити осмотична вода з печінкових клітин, що відкриті лише в напрямі жовчних труб. Так мав би виникати потік. Але безпосередньо цей потік ще ніколи не вимірювали.
Чи насправді жовч у каналах тече, перевірили вчені на чолі з Нахікетом Вартаком (Nachiket Vartak) з Технічного університету Дортмунда. Вони послуговувалися комплексними методами мікроскопії та математичних обрахунків, завдяки чому змогли вловити та проаналізувати флуоресцентні сигнали в дуже маленьких ділянках тканини – зокрема в жовчних каналах. Так ученим вдалося з’ясувати, як там рухаються молекули.
Виявилося, що в найменших каналах печінки взагалі немає вимірюваного потоку – всупереч поширеній теорії. Натомість молекули жовчі внаслідок дифузії потрапляють із канальців до більших вивідних шляхів. Тобто вони поширюються як краплі чорнила в склянці з водою. Лише у великих протоках присутня вода і виникає потік.
«Жовчні канальці можна уявити струмком, що пов'язаний з річкою. Вода в струмку стоїть, а в річці – тече, – пояснив Вартак. – Якщо вилити чорнило в струмок, врешті-решт воно потрапить до річки. Але воно не тече туди, воно дифундує».
Цей результат учені підтвердили ще одним незалежним методом. За допомогою інтравітальної мікроскопії вони зняли на плівку, що відбувається всередині неушкодженої печінки, і спостерігали, як флуоресцентна діагностична речовина рухається в результаті дифузії через жовчні канальці. Ця речовина стає видимою, коли її освітлюють енергетичним світлом.
Експерти зауважують, що відмінність між потоком та дифузією релевантна у пошуку кращих стратегій лікування печінкових хвороб, зокрема при жировій хворобі печінки. Досі виходили з того, що за патогенних звуженнях каналів потік у них зупиняється. В результаті цього виникає тиск, що пошкоджує тканину печінки. Медикаменти, що зменшують гіпотетичний потік, мали б теоретично знижувати тиск. Проте отримані зараз результати засвідчують: тут потрібен інший підхід. «Важливіше було б зосередитися на молекулярних механізмах, які призводять до того, що жовчовивідні шляхи стають нещільними, в результаті чого виникають хвороби», – сказав Вартак.
Цю тезу підтримує його колега Як Генґстлер (Jan Hengstler): «Наші свідчення стимулюють наукові дебати в сфері дослідження печінки, що мають узгодити теорію та результати нових спостережень».
Anna Bolten/ NPO
Die Leber funktioniert anders als gedacht
Leibniz-Institut für Arbeitsforschung an der TU Dortmund, 12/08/2020
Hepatology 2020; doi: 10.1002/hep.31422.
Зреферувала С. К.
17.08.2020