Роль лимфатической системы в гомеостазе интерстициальной жидкости в легких и плевральной жидкости

Достижения в области идентифицикации лимфатических эндотелиальных клеток и умение дифференцировать их от эндотелиальных клеток кровеносных сосудов способствовали в последние десятилетия серьезному прогрессу в изучении роли лимфатической системы в организме. Доклинические и клинические исследования последнего десятилетия показали, что изменения в лимфатической сосудистой сети наблюдаются практически при всех заболеваниях легких. В то же время остается неясным, являются ли лимфатические сосуды и узлы легких частью общего процесса ремоделирования легких, или они вносят строго определенный вклад в патогенез заболеваний органов дыхательной системы. В обзоре приведены современные данные о морфологии и физиологии лимфатических сосудов и узлов, их роли в регуляции гомеостаза интерстициальной жидкости, транспорте липидов и иммунных реакциях, описаны механизмы регуляции транспортной функции лимфатических сосудов. Представлены данные о роли лимфатической системы легких в обмене жидкости в интерстициальном пространстве легких. Описаны результаты исследований последних двух десятилетий об образовании и реабсорбции плевральной жидкости и роли различных лимфатических сетей в регуляции ее объема. Наконец, изложены современные представления о механизмах отека легких и обозначены важные вопросы лимфатической биологии дыхательной системы, остающиеся на сегодняшний день без ответа.

1. Randolph GJ, Ivanov S, Zinselmeyer BH, Scallan JP. The Lymphatic System: Integral Roles in Immunity. Annu Rev Immunol. 2017;35:31–52. Doi: 10.1146/annurev-immunol-041015-055354.

2. Choi I, Lee S, Hong YK. The new era of the lymphatic system: no longer secondary to the blood vascular system. Cold Spring Harb Perspect Med. 2012;2(4):a006445. Doi: 10.1101/cshperspect.a006445.

3. Card CM, Yu SS, Swartz MA. Emerging roles of lymphatic endothelium in regulating adaptive immunity. J Clin Invest. 2014;124:943–952. Doi: 10.1172/JCI73316.

4. Vuorio T, Tirronen A, Ylä-Herttuala S. Cardiac Lymphatics – A New Avenue for Therapeutics? Trends Endocrinol Metab. 2017;28(4):285–296. Doi: 10.1016/j.tem.2016.12.002.

5. Louveau A, Smirnov I, Keyes TJ, Eccles JD, Rouhani SJ, Peske JD, Derecki NC, Castle D, Mandell JW, Lee KS, Harris TH, Kipnis J. Structural and functional features of central nervous system lymphatic vessels. Nature. 2015;523:337–341. Doi: 10.1038/nature14432.

6. Жданов Д. А. Общая анатомия и физиология лимфатической системы. – Л.: Медгиз, 1952. 336 с.

7. Renkin EM. Some consequences of capillary permeability to macromolecules: Starling’s hypothesis reconsidered. American Journal of Physiology – Heart and Circulatory Physiology. 1986;250:706–710. Doi: 10.1152/ajpheart.1986.250.5.H706.

8. Olszewski WL. The lymphatic system in body homeostasis: physiological conditions. Lymphat Res Biol. 2003;1(1):11– 21; discussion 21-4. Doi: 10.1089/15396850360495655.

9. Zweifach BW, Prather JW. Micromanipulation of pressure in terminal lymphatics in the mesentery. American Journal of Physiology. 1975;228:1326–1335. Doi: 10.1152/ajplegacy.1975.228.5.1326.

10. Лобов Г.И., Орлов Р.С. Клеточные механизмы регуляции транспорта лимфы // Физиолог. журн. им. И. М. Сеченова. 1995;81(6):19–26.

11. Aukland K, Reed RK. Interstitial-lymphatic mechanisms in the control of extracellular fluid volume. Physiological Reviews. 1993;73:1–78. Doi: 10.1152/physrev.1993.73.1.1.

12. Engeset A, Olszewski W, Jæger PM, Sokolowski J, Theodorsen L. Twenty-four hour variation in flow and composition of leg lymph in normal men. Acta Physiologica Scandinavica. 1977;99:140–148. Doi: 10.1111/j.1748-1716.1977.tb10364.x.

13. Лобов Г. И. Электрофизиологические свойства мембраны гладкомышечных клеток лимфатических сосудов // Доклады Академии наук СССР. – 1984. – Т. 277, № 1. – С. 244–247.

14. Орлов Р. С., Лобов Г. И. Механизм действия внутрисосудистого давления на электрическую и сократительную активность лимфангионов // Физиолог. журн. СССР им. И. М. Сеченова. – 1984. – Т. 70, № 12. – С. 1636– 1644.

15. Muthuchamy M, Zawieja D. Molecular regulation of lymphatic contractility. Ann N Y Acad Sci. 2008;1131:89–99. Doi: 10.1196/annals.1413.008.

16. Lobov GI, Pankova MN. Heparin inhibits contraction of smooth muscle cells in lymphatic vessels. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2010;149(1):4–6.

17. Kim KW, Song JH. Emerging Roles of Lymphatic Vasculature in Immunity. Immune Netw. 2017;17(1):68–76. Doi: 10.4110/in.2017.17.1.68.

18. Rockson SG. Lymphatic Endothelial Cells: Mechanical Stress, Cytokines, Fibrosis, and Age. Lymphat Res Biol. 2017;15(2):129. Doi: 10.1089/lrb.2017.29025.sr.

19. Unt DV, Lobov GI. Inhibitory Effect of Interferons on Contractive Activity of Bovine Mesenteric Lymphatic Vessels and Nodes. Bull Exp Biol Med. 2017;164(2):123–126. Doi: 10.1007/s10517-017-3939-z.

20. Lobov GI, Pan’kova MN. Effects of stimulation of nerve fbers on the contractile activity of tracheobronchial lymph node capsule smooth muscles Neuroscience and Behavioral Physiology. 2013;43(6):730–735.

21. Ohtani O, Ohtani Y. Structure and function of rat lymph nodes. Arch Histol Cytol. 2008;71(2):69–76. Doi: 10.1679/aohc.71.69.

22. Лобов Г. И., Панькова М. Н. Транспорт лимфы по лимфатическим узлам: механизмы регуляции // Росс. физиолог. журн. им. И. М. Сеченова. – 2012. – Т. 98, № 11. – С. 1350–1361.

23. Koning JJ, Mebius RE. Interdependence of stromal and immune cells for lymph node function. Trends Immunol. 2012;33(6):264–270. Doi: 10.1016/j.it.2011.10.006.

24. Kulkarni RM, Herman A, Ikegami M, Greenberg JM, Akeson AL. Lymphatic ontogeny and effect of hypoplasia in developing lung. Mech Dev. 2011;128(1–2):29–40. Doi: 10.1016/j.mod.2010.09.003.

25. Schraufnagel DE. Lung lymphatic anatomy and correlates. Pathophysiology. 2010;17(4):337–343. Doi: 10.1016/j.pathophys.2009.10.008.

26. Marchetti C, Poggi P, Clement MG, Aguggini G, Piacentini C, Icaro-Cornaglia A. Lymphatic capillaries of the pig lung: TEM and SEM observations. Anat Rec. 1994;238(3):368– 373. Doi: 10.1002/ar.1092380311.

27. Weber E, Sozio F, Borghini A, Sestini P, Renzoni E. Pulmonary lymphatic vessel morphology: a review. Ann Anat. 2018;218:110–117. Doi: 10.1016/j.aanat.2018.02.011.

28. Conforti E, Fenoglio C, Bernocchi G, Bruschi O, Miserocchi GA. Morpho-functional analysis of lung tissue in mild interstitial edema. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2002;282(4):L766–774. Doi: 10.1152/ajplung.00313.2001.

29. Uhlig S, Yang Y, Waade J, Wittenberg C, Babendreyer A, Kuebler WM. Differential regulation of lung endothelial permeability in vitro and in situ. Cell Physiol Biochem. 2014; 34(1):1–19. Doi: 10.1159/000362980.

30. Solito R, Alessandrini C, Fruschelli M, Pucci AM, Gerli R. An immunological correlation between the anchoring flaments of initial lymph vessels and the neighboring elastic fbers: a unifed morphofunctional concept. Lymphology. 1997;30(4):194–202.

31. Kirchner J, Jacobi V, Stein A, Berkefeld J, Thalhammer A, Kollath J. Radiologic appearance of primary anomalies of the lymphatic vessel system of the lung. Review and personal results. Aktuelle Radiol. 1977;(5):243–248.

32. Pelosi P, Rocco PR, Negrini D, Passi A. The extracellular matrix of the lung and its role in edema formation. An Acad Bras Cienc. 2007;79(2):285–297. Doi: 10.1590/s0001-37652007000200010.

33. Egashira R1, Tanaka T, Imaizumi T, Senda K, Doki Y, Kudo S, Fukuoka J. Differential distribution of lymphatic clearance between upper and lower regions of the lung. Respirology. 2013;18(2):348–353. Doi: 10.1111/resp.12006.

34. Malhotra D, Fletcher AL, Turley SJ. Stromal and hematopoietic cells in secondary lymphoid organs: partners in immunity. Immunol Rev 2013;251:160–176. Doi: 10.1111/imr.12023.

35. Negrini D and Moriondo A. Pleural function and lymphatics. Acta Physiol. 2013;207:244–259. Doi: 10.1111/apha.12016.

36. Negrini D, Del Fabbro M, Gonano C, et al. Distribution of diaphragmatic lacunae. J Appl Physiol. 1992;72(3):1166– 1172. Doi: 10.1152/jappl.1992.72.3.1166.

37. Miserocchi G. Physiology and pathophysiology of pleural fluid turnover. Eur Respir J. 1997;10:219–225. Doi: 10.1183/09031936.97.10010219.

38. Agostoni E, Zocchi L. Pleural liquid and its exchanges. Respir Physiol Neurobiol. 2007;159(3):311–323. Doi: 10.1016/j.resp.2007.07.002.

39. Lai-Fook SJ. Pleural mechanics and fluid exchange. Physiol Rev. 2004;84(2):385–410. Doi: 10.1152/physrev.00026.2003.

40. Leak LV and Rahil K. Permeability of the diaphragm mesothelium: the ultrastructural basis for stomata. Am J Anat. 1978;151(3):557–593. Doi: 10.1002/aja.1001510409.

41. Miserocchi G, Negrini D, Mukenge S, Turconi P, and DelFabbro M. Liquid drainage through the peritoneal diaphragmatic surface. J Appl Physiol. 1989;66(4):1579–1585. Doi: 10.1152/jappl.1989.66.4.1579.

42. Staub NC, Nagano H, Pearce ML. Pulmonary edema in dogs, especially the sequence of fluid accumulation in lungs. J Appl Physiol. 1967;(2):227–240. Doi: 10.1152/jappl.1967.22.2.227.

43. Pratali L. Right Heart-Pulmonary Circulation at High Altitude and the Development of Subclinical Pulmonary Interstitial Edema. Heart Fail Clin. 2018;14(3):333–337. Doi: 10.1016/j.hfc.2018.02.008.

44. Miserocchi G, Negrini D, Passi A, De Luca G. Development of lung edema: interstitial fluid dynamics and molecular structure. News Physiol Sci. 2001;16:66–71. Doi: 10.1152/physiologyonline.2001.16.2.66.

45. Zlatnik MG. Pulmonary edema: etiology and treatment. Semin Perinatol. 1997;21(4):298–306. Doi: 10.1016/s0146-0005(97)80072-9.

46. Herrero R, Sanchez G, Lorente JA. New insights into the mechanisms of pulmonary edema in acute lung injury. Ann Transl Med. 2018;6(2):32. Doi: 10.21037/atm.2017.12.18.

47. Miserocchi G, Passi A, Negrini D, Del Fabbro M, De Luca G. Pulmonary interstitial pressure and tissue matrix structure in acute hypoxia. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol 2001;280:L881–L887. Doi: 10.1152/ajplung.2001.280.5.L881.

48. Miserocchi G, Negrini D, Passi A, De Luca G. Development of lung edema: interstitial fluid dynamics and molecular structure. News Physiol Sci. 2001;16:66–71. Doi: 10.1152/physiologyonline.2001.16.2.66.

49. Miserocchi G, Negrini D, Del Fabbro M, and D. Venturoli. Pulmonary interstitial pressure in the intact in-situ lung: transition to interstitial edema. J Appl Physiol. 1993;74: 1171–1177. Doi: 10.1152/jappl.1993.74.3.1171.

50. Negrini D, Passi A, Moriondo A. The role of proteoglycans in pulmonary edema development. Intensive Care Med. 2008;34(4):61061–6108. Doi: 10.1007/s00134-007-0962-y.