Автореферат и диссертация по медицине (14.00.02) на тему:Сравнительная характеристика ультраструктурной организации призматических эпителиоцитов тонкой кишки в пренатальном онтогенезе

На правах рукописи

ЧУЙКОВА ЕЛЕНА ЕВГЕНЬЕВНА

Сравнительная характеристика ультраструктурной организации призматических эпителиоцитов тонкой кишки в пренатальном онтогенезе

14 00 02 - анатомия человека 03 00 25 - гистология, цитология, клеточная биология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Саранск-2007

003161476

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Ижевская государственная медицинская академия»

Научные руководители:

- доктор биологических наук, профессор Л И Растегаева

- доктор биологических наук, профессор В А Глумова

Официальные оппоненты.

- доктор медицинских наук, профессор Е Ю Еремина

- доктор медицинских наук, профессор И И Марков

Ведущая организация: Российский государственный медицинский университет (г Москва)

Защита диссертации состоится ноября 2007 г в {£_ часов на заседании Диссертационного совета Д 212 117 01 при ГОУ ВПО «Мордовский государственный университет им Н П Огарева» по адресу 430000, г Саранск, ул Большевистская, 68

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Мордовский государственный университет им Н П Огарева» по адресу 430000, г Саранск, ул Большевистская, 68

Автореферат разослан «¿У» 2007 г

Ученый секретарь Диссертационного совета

доктор биологических наук, профессор В П Балашов

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1.1. Актуальность темы. История исследования тонкой кишки и ее отделов насчитывает не одну сотню лет На данный момент изучены источники развития, взаимоотношение образующихся слоев органа, развитие его иннер-вационного аппарата и сосудов, топографические отношения с окружающими органами, гистогенез всасывающего аппарата и многие другие вопросы морфологических и биохимических преобразований кишки (О В Волкова, М И Пекарский, 1976, Chadvick V, Phillips S , 1985, Л И Растегаева, 1992, March М N , Growe Р Т, 1995, Л П Тельцов с соавт , 1996, 1999, Keneth J , Me Ñamara, 1997, MP Сапин, ДБ Никитюк, 1998, В А Четвертных, 1999) В связи с адаптацией к часто изменяющимся условиям внешней среды и системы питания большое внимание уделяется изучению реакции эпителиоци-тов слизистой оболочки кишки при транспорте нутриентов из полости ЖКТ во внутреннюю среду организма (Ouali F F et al, 1998, А А Молдавская, 2001, 2002, Д Е Григоренко, Г Г Аминова, 2003)

Известно об энергозависимости большей части внутриклеточных процессов В связи с этим митохондрия (МТ) является одной из наиболее интересующих исследователей органелл клеток, что подтверждается рядом монографий (ВС Гайцхоки, 1972, ВФ Машанский с соавт, 1972, LeBrasseur N , 2006) В основном изучение МТ имеет биохимическую направленность, либо работы посвящаются морфологическим преобразованиям МТ вследствие адаптивных перестроек организма при различных эндо- и экзогенных воздействиях, в том числе при определённых заболеваниях (Arumugam R et al, 1999, КТ Алматов с соавт , 2004, Е Л Баженов, В Я Глумов, 2005, Ю В Григорьева с соавт, 2005, В Ф Сыч с соавт, 2005) МТ, являясь системой накопления и преобразования макроэргических соединений клеток, одной из первых реагирует на любые изменения АТФ в организме (М Н Кондрашова с соавт, 1987) МТ, определяя функциональное состояние клеток, служит критерием начинающихся в них патологических процессов (И Н Колесникова, 2000, О.Я. Николаева, 2004, А В Трофимов с соавт , 2005)

Однако лишь немногие исследования с описанием МТ клеток проведены на кишечнике (К Г Газарян с соавт, 1967, Ouali F F et al, 1998, Arumugam R et al, 1999) При всей кажущейся изученности ультраструкгуры клеток некоторые вопросы, касающиеся морфофункциональных перестроек МТ призматических эпителиоцитов тонкой кишки в возрастной динамике нормально развивающегося организма, до настоящего времени остаются открытыми Так данные литературы не раскрывают степень функционально-возрастной подготовленности МТ клеток к обеспечению последними самостоятельного всасывания нутриентов в пренатальном онтогенезе в разных отделах тонкой кишки и по направлению крипта-ворсинка в каждом из них

Кроме того, большой интерес представляет подтверждение взаимосвязи МТ призматических эпителиоцитов ворсинок с их белоксинтезирующими структурами в возрастном аспекте, что важно для обеспечения нормального становления лищеварительно-транспортного конвейера Механизм внутри-

клеточного биосинтеза интересовал исследователей с момента открытия и описания ультраструктур клеток (Институт морфологии животных, М , 1959, Goldberg М W, 1995, Д Е Агафонов, 2001, Sievers A et al, 2004, В В Алешин, 2005) Подробное описание молекулярного механизма биосинтеза белка животной и растительной клетками при нормальных, патологических и экспериментальных условиях представлено в работах Kim D F, Green R (1999), EH Железняковой (2001), НЛ Кпячко, MA Ерохиной (2001), Schmeing Т М et al (2002), Schiunzen F etat (2004), ИЛ Ивачкиной (2005)

Однако полного анализа количественных и морфологических изменений белоксинтезирующего аппарата эпителиоцитов тонкой кишки не проведено Отсутствуют сведения о связи МТ со становлением всасывающего аппарата кишки и внутриутробной возрастной динамикой пластических структур клеток, что непосредственно связано с началом органоспецифического проявления органа Необходимо отметить и отсутствие сравнительного анализа развития и становления митохондриального и белоксинтезирующего аппарата клеток кишки у человека и животных Это важно для выявления общих и специфических характеристик ультраструкгур у разных представителей животного мира Их изучение в органах и клетках интактных животных может послужить своеобразным морфологическим эталоном для сравнительного анализа каких-либо патологических изменений клеточных органелл

1.2. Цель исследования: сопоставление динамики и сроков становления морфологических и функциональных параметров митохондрий и белоксин-тезирующих органелл эпителиоцитов тощей и подвздошной кишки человека и крысы в пренатальном онтогенезе

Задачи исследования: 1 Изучить морфофункционапьные особенности митохондриального и белоксинтезирующего аппаратов призматических эпителиоцитов кишки человека в кранио-каудальном направлении в разные сроки пренатального онтогенеза

2 Проследить возрастные морфологические изменения митохондрий и структурных компонентов пластического обмена эпителиоцитов тощей и подвздошной кишки крысы в период внутриутробного развития

3 Провести сравнительный анализ морфологического становления митохондрий и белоксинтезирующего аппарата клеток функционально активных зон ворсинок кишки человека и крысы в возрастном и криптально-ворсинковом направлении с целью выявления готовности эпителиоцитов к самостоятельному всасыванию питательных веществ

1.3 Научная новизна и реализация результатов работы. Работа относится к фундаментальным исследованиям В ней впервые проведен комплексный сравнительный подход к изучению морфофункциональных изменений митохондриального и белоксинтезирующего аппаратов призматических эпителиоцитов тощей и подвздошной кишки человека и крысы в пренатальном онтогенезе, представлены преобразования органелл по возрастному, кра-

нио-каудальному и криптально-ворсинковому направлениям Выявлена взаимосвязь этих органелл в процессе общих функциональных перестроек эпителиоцитов, а также их всасывающего аппарата

Работа дала возможность установить сроки пренатального гистогенеза тонкой кишки, идентичного дефинитивному состоянию Результаты работы внесут вклад в теорию разработки методик по определению критериев жизнеспособности плода Выявление кранио-каудальной закономерности изменений митохондриального и белоксинтезирующего аппаратов кишки и соотношение их с развитием аппарата всасывания позволяет детализировать некоторые вопросы в трансплантологии

Сравнительный анализ строения МТ и белоксинтезирующих структур у разных представителей класса млекопитающих (человека и животных) позволил найти у них возраст максимально схожей гистологической картины, что в дальнейшем связано с возможностью использования кишечника животного как модели для научных исследований с экстраполяцией их результатов на человека

Результаты работы могут использоваться в качестве дополнительного материала в учебном процессе по разделу «Пищеварительная система» на кафедрах учебных заведений медицинского и биологического профиля Они расширяют круг исследований по специфике функционирования кишки, а также позволяют рассматривать вопрос о взаимосвязи преобразований митохондриального и белоксинтезирующего аппаратов клеток других органов Данные знания могут быть интересны гастроэнтерологам, хирургам, педиатрам при разработке новых методов лечения и профилактики заболеваний ЖКТ, так как могут найти применение в экспериментальной медицине

В целом, исследование позволило выявить ряд закономерностей функциональной дифференцировки тонкой кишки на исследуемых уровнях, так как получена картина качественных и количественных преобразований МТ и белоксинтезирующих органелл эпителиоцитов кишечных ворсинок человека и крысы в пренатапьном онтогенезе, что необходимо для понимания общего развития не только пищеварительной системы, но и всего организма

Основные положения, выносимые на защиту:

1 Динамика морфофункционального гистогенеза эпителиального слоя тонкой кишки у зародышей человека и крысы позволила выявить 4 типа митохондрий - у первых и 3 типа - у вторых

2 Анализ морфологических преобразований эпителиоцитов тощей и подвздошной кишки человека и крысы показал видовые различия. Это выражается в том, что морфологическая картина активности функционального проявления эпителиоцитов у зародыша крысы в последний день внутриутробного развития аналогична таковой у зародышей человека в предплодном возрасте, то есть с момента образования ворсинок у человека гистогенез протекает с большей скоростью, нежели у крысы

3 Возрастная динамика ультраструктурных изменений митохондрий и белоксинтезирующего аппарата призматических эпителиоцитов у человека и

крысы в кранио-каудальном направлении выражается различием морфологической картины на ранних этапах гистогенеза Во второй половине прена-тального онтогенеза эти отличия сглаживаются

4 Стабилизация ультраструктурной организации митохондрий призматических эпителиоцитов в кранио-каудальном направлении и соответствие её дефинитивному состоянию у крысы формируется в эмбриональном возрасте У человека подобное соответствие достигается к концу предплодного периода на уровне тощей кишки и началу плодного - на уровне подвздошной

1.4. Объём и структура работы. Диссертация содержит введение, обзор литературы, материал и методы исследования, собственные результаты, их обсуждение, заключение и список литературы Она изложена на 210 страницах печатного текста, из них текста с фоторисунками - 50 страниц, приложений с рисунками (графики, диаграммы) и таблицами - 18 страниц, список литературы - 35 страниц Список литературы включает 345 работ (244 - отечественных и 101 - иностранных авторов) Диссертация содержит 10 таблиц, 16 рисунков в графиках и диаграммах, 60 рисунков микрофотографий

1.5. Апробация работы. Результаты работы докладывались на научных конференциях «Проблемы морфологических основ гистогенеза и регенерации» (С-Петербург, 2001) и «Современные проблемы абдоминальной антропологии» (Красноярск, 2001), заседании Ижевского отделения Всероссийского научного общества анатомов, гистологов и эмбриологов (2001), I конгрессе международной ассоциации морфологов (Ереван, 1998), VII конгрессе международной ассоциации морфологов (Казань, 2004), V общероссийском съезде научно-медицинского общества АГЭ (Казань, 2004), II международной научной конференции «Актуальные проблемы спортивной морфологии и интегративной антропологии» (Москва, 2006), научно-практической конференции с международным участием «Актуальные вопросы эволюционной, возрастной и экологической морфологии» (Белгород, 2006), VIII конгрессе международной ассоциации морфологов (Орёл, 2006) По теме диссертации опубликовано 9 работ

2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

2.1. Материалы и методы исследования.

Материалом исследования служил эпителиальный слой на этапе ложномно-горядности и призматические эпителиоциты слизистой оболочки с момента клеточной специализации на уровне тощей и подвздошной кишки зародышей человека и белых беспородных крыс Зародышей человека забирали в гинекологических отделениях больниц г Ижевска, в отделениях криминальных абортов и при плодоразрушающих операциях (от женщин с неотягощенным анамнезом) Материал от плодов поздней стадии развития собран в отделении детской прозектуры Изучено 100 зародышей человека от 5 до 40 недель внутриутробного развития, 60 зародышей крысы от 1-й недели до рождения и 1-х суток постнатальной жизни Согласно данным литературы, исследованные возрасты соответствуют периоду от закладки кишечной трубки до полного анатомо-гистологического органогенеза тонкой кишки на стадии пренатального развития как органа пищеварительной системы

Мы использовали для человека общепринятую в отечественной практике акушерства и гинекологии периодизацию внутриутробного развития Л К Семеновой (1967) с дополнениями Г А Шмидта (1964) Возраст эмбрионов и плодов человека устанавливался по данным клинического анамнеза Для уточнения возрастного периода с плодного возраста измерялись теменно-копчиковый и теменно-пяточный размеры плода Также принимались во внимание сравнительные морфологические признаки человека и животных по атласу Л И Фалина (1976) и таблицам Е Ф Гапиенко (1975) У крыс с целью определения возраста зародышей самок, предварительно содержащихся в течение месяца отдельно, подсаживали к самцу на одну ночь Следующие сутки считали первыми по пренатальному онтогенезу При этом самок изолировали от самцов В этом случае параллельно рассматривались особенности оплодотворения крыс, а также табличные данные сравнения возрастов эмбрионов, плодов человека и крысы по В Ф Пучкову (1959), БП Хватову, Ю Н Шаповалову (1969)

В работе проводка материала исследования осуществлялась с помощью 2,5% раствора глютарового альдегида на буфере Хенкса (рН-7,4) с последующей дофиксацией в 1% растворе осмиевой кислоты Дальнейшая обработка проводилась путем дегидратации в спиртах 40° - 96° Далее образец оставлялся на сутки в насыщенном спиртовом растворе (70°) уранилаце-тата, после чего подвергался обезвоживанию в ацетонах возрастающей концентрации с 70% до 100% Затем осуществлялась пропитка первого этапа -ацетон-смола (1 1) с добавлением катализатора, потом вторая - заливка в смолы с последующей двухэтапной полимеризацией в термостате Полутонкие срезы для световой микроскопии окрашивали 1% раствором толуидино-вого синего (изучено более 1200 срезов) Ультратонкие срезы контрастировали^ обработкой солями тяжелых металлов

Просмотр и фотографирование препаратов с сеток проводились с помощью электронного микроскопа Ультратонкие срезы одного препарата по-

лучали путём многочисленных серийных срезов Для морфометрической обработки выбирались и фотографировались наиболее контрастные серийные срезы минимум с 3-х различных уровней каждого из полученных блоков (сделано и изучено 904 апекгроннограммы) Статистической обработке были подвергнуты по 10 клеток 3-х частей ворсинок от каждого из 5 объектов исследования во всех возрастных группах, что с учётом данных Г С Катинаса (1969) о количественной выборке при морфологических исследованиях достаточно для получения достоверных данных Соблюдалось также необходимое число электронных микрофотографий для получения достоверных мор-фометрических данных относительно МТ, предложенное Г Г Автандиловым (1990, 2002) Определяли площадь МТ и степень их набухания, площадь ЭПС, степень расширения цистерн ЗПС, коэффициент фрагментации ЭПС, коэффициент функциональной активности белоксинтезирующего аппарата клетки (КБС), количество тубуловезикул в клетке

Статистическая обработка и построение сопутствующих рабочих гистограмм осуществлялись по программам, заложенным в компьютерную систему MOP-Videoplan (фирмы Reichert) Вариационно-статистическая обработка также проводилась с помощью программного обеспечения «STATISTICA-6 0 03»

Функциональную активность белоксинтезирующего аппарата клетки определяли по формуле (И А Морозов, 1977)

S3xNP3 мпР мР

КБС=~*-ГДе

К, х10 10 100 ФР

S3 - площадь поверхности мембран ЭПС,

N^3- число рибосом на 1 мкм длины мембраны,

NnP - число полирибосом на 1 мкм2 площади цитоплазмы,

NP - число монорибосом на 1 мкм2 площади цитоплазмы,

КфР— коэффициент фрагментации цистерн ЭПС

2.2. Результаты исследования и их обсуждение.

Анализ материала по исследованию митохондриального и белоксинте-зирующего аппарата призматических эпителиоцитов ворсинок тощей и подвздошной кишки человека и крысы в пренатальном онтогенезе позволил выделить как общие закономерности морфогенеза, так и видовые различия Становление МТ клеток и их белоксинтезирующих структур на определённых этапах онтогенеза имеет кранио-каудальную зависимость С момента образования ворсинок более постоянными оказались их изменения по оси крипта

- ворсинка Последовательность дифференцировки эпителиоцитов в обоих отделах кишки по кранио-каудальному, возрастному и криптально-ворсинковому направлениям у человека и крысы похожа Гистогенез эпителиоцитов у человека и крысы проходит однотипно.

Так у 5-недепьного эмбриона человека полость кишки более выражена в середине органа, внутренний слой представлен ложномногорядным эпителием, ворсинки и микроворсинки отсутствуют Клетки зародышевого эпителия характеризуются слабой укомплектованностью внутриклеточными орга-неллами, что является морфологическим признаком их низкой дифференцировки В клетках не просматриваются составляющие аппарата Гольджи Недостаточно выражены и мембраны ЭПС Одновременно в цитоплазме отмечается высокое содержание свободных рибосом и полирибосом различной конфигурации По визуальным изменениям, полученным количественным результатам и их сравнению с данными литературы мы можем судить о динамических перестройках внутриклеточных структур и соответствующих преобразованиях клеток в целом

У изученных представителей наблюдались сходные вариации конфор-мационной архитектоники МТ с разницей лишь в количественном составе Исключение составляет ранний период развития, когда в призматических эпителиоцитах человека обнаруживаются эмбриональные МТ Они электронно-плотные и в основном округлой формы Кристы в них единичные или практически отсутствуют В последнем случае у МТ просматриваются хорошо выраженные наружная и внутренняя мембраны с небольшими выростами образующихся крист или без них Такие органеллы либо расположены близко к более сформированным МТ, либо образуют с ними контакты. Это является свидетельством активного внутримитохондриального процесса, характеризующего рост и усложнение организации органелл, а также их «сравнительно неактивную» форму для клеток, когда внутриклеточные потребности в энергии покрываются за счет увеличения числа МТ Подобное состояние МТ позволяет отнести их к группе конденсированных эмбриональных (И С Шпонька, 1996)

Участие эмбриональных МТ во внутриклеточных процессах подтверждается их скоплением у электроннопрозрачных зон цитоплазмы По мнению учёных, биологически активная масса таких участков идет на образование всех внутриклеточных органелл, что связано с энергетическими затратами Аналогичное скопление эмбриональных МТ наблюдается непосредственно в широких выпячиваниях апикальной цитолеммы, что вероятно связано с образованием всасывающего аппарата клеток, которое соответствует этому возрасту

Эмбриональные МТ встречаются в клетках эпителиального слоя на этапе его ложномногорядности и свидетельствуют в пользу новообразования и роста органелл С момента появления ворсинок такие МТ в эпителиоцитах отсутствуют и лишь изредка встречаются в криптах Вероятно, это связано с высокой мобильностью органелл, их ускоренной временной дифференци-ровкой, отмечаемой рядом авторов (А Ленинджер, 1966, В Ф Машанский,

И М Рабинович, 1987, Л Е Бакеева, 1989, 1996), когда в течение минуты МТ могут меняться многократно Если предположить, что временной фактор, влияющий на различие гистогенеза слизистой оболочки кишки у человека и крысы, является ведущим, им можно объяснить отсутствие подобных орга-нелл в эпителиоцитах зародыша крысы, так как в период ложном ногорядно-сти формирование МТ в эпителиоцитах у животных ускорено по сравнению с человеком В образующихся ворсинках, судя по морфофункциональному состоянию, эпителиоциты от недифференцированной до дифференцированной стадии у человека проходят быстрее

После 16 недель внешне МТ клеток человека становятся схожими с МТ крыс С этого возраста конденсированные МТ клеток человека аналогичны таковым, обнаруживаемым в клетках крыс изначально Они отличаются значительным полиморфизмом форм и контурированностью наружной мембраны, уплотненным матриксом, большим количеством разнообразной формы крист Согласно биохимическим исследованиям, в большей степени такие МТ работают на возобновление своих структур Вероятно поэтому они образуют контакты не только с мембранами ЭПС, но и с рибосомами и полирибосомами Одновременно с такими МТ в клетках присутствует другая группа органелл с матриксом средней электронной плотности, относящаяся исследователями к промежуточной форме Эта группа органелл имеется в клетках кишечного эпителия человека с начала первого плодного периода, а у крыс -с 7 суток Такие МТ располагаются в эпителиоцитах всех частей ворсинок По мнению ученых, именно такие органеллы в большей степени обеспечивают поставку клеткам энергетического субстрата

Состояние внутриклеточных структур цитоплазмы эпителиальных клеток у крысы и человека похоже В частности, у 7-суточного зародыша крысы цитоплазма клеток обильно усеяна рибосомами и полисомами Отличиями являются длинные, узкие, электронно-плотные мембраны ЭПС, меньшее количество МТ (в основном округлой формы) Органеллы по сравнению с эмбриональными у человека характеризуются снижением электронной плотно--сти матрикса и в некоторых случаях выраженной степенью его локального просветления МТ имеют большее число крист Концентрация МТ отмечается у.апикальной и боковой мембран В последнем случае, как правило, они скапливаются там, где через расширенные межклеточные пространства боковая цитолемма образует различной длины выросты к соседней клетке Электронно-прозрёчные участки цитоплазмы в клетках животных меньше по объёму либо отсутствуют

У крыс до момента образования ворсинок морфологическое состояние МТ и структур пластического обмена меняется незначительно После появления ворсинок до конца внутриутробного развития визуальных изменений не наблюдается Большая вариабельность форм крист МТ отмечается в клетках тощей кишки МТ могут быть с более и менее плотным матриксом Органелл с матриксом средней электронной плотности больше, чем с его уплотнением Клетки всех частей ворсинок и особенно ближе к основанию насыщены структурами белоксинтезирующего аппарата

Разнообразие пространственной ориентации крист в МТ клеток человека и крысы возрастает по мере удаления эпителиоцитов от основания ворсинок Наряду с пластинчатыми появляются везикулярные и трубчатые кристы Подобные конформации крист способствуют увеличению протяженности внутренней мембраны и характеризуют возрастающие функциональные нагрузки и возможности органелл

У человека и крысы в клетках с деструктивными изменениями и в клетках верхней части ворсинок появляется следующая группа МТ - ортодоксальная Для нее характерны разнообразные изменения наружной и внутренней мембраны, локальное или полное просветление матрикса Подобная трансформация МТ свидетельствует о росте энергетических затрат клеток

Всем выбранным параметрам свойственна цикличность изменений сменяются пики снижения и повышения значений В возрастном направлении это характеризует физиологическую основу нормально развивающегося организма, которая определяется различием органической востребованности каждого отдельно взятого возраста Это подтверждает выводы ученых о невозможности линейного развития систем или постоянного наращивания структур и повышения функциональной нагрузки, что может привести к гибели систем Разница в изменениях показателей отмечается в кранио-каудальном направлении Кроме того, с момента появления в слизистой оболочке всех отделов тонкой кишки зрелых ворсинок (у человека - с 9 недель, у крысы - с 21 суток) различия морфометрических параметров выявляются и по градиенту крипта-ворсинка в каждом из них По криптально-ворсинковому направлению показатели отражают различную функциональную активность клеток разных частей ворсинок Далее до окончания прена-тального онтогенеза морфологические преобразования МТ у обоих представителей по кранио-каудальному, возрастному, криптально-ворсинковому направлениям аналогичны

К следующей особенности эпителиоцитов можно отнести меняющуюся плотность МТ в клетках, количество их контактов между собой, а также с другими органеллами, особенно со структурами пластического обмена Это является показателем свободной миграции органелл по эпителиоциту и их постоянно меняющегося функционального состояния Оно обусловливается различием динамики темпов гидролиза, всасывания, гликолиза, цитоплазма-тически-митохондриального обмена, а также внутриклеточных биосинтетических возможностей клеток для обеспечения транспорта нутриентов Естественно, вышеперечисленное составляет одну из причин меньшей экструзии клеток эпителиального пласта у крыс, выявляемой в большей степени после рождения

У человека и крысы морфометрические значения МТ в клетках тощей кишки выше, чем в подвздошной Аналогичная картина наблюдается и в изменении коэффициента функциональной активности белоксинтезирующего аппарата клеток (Рис 1,2, 3, 4)

Б ело кс ннте знрующн й котффнциент всасывают и* клеток тощей кишки человека в прекатальном онтогенезе {Рис, I)

"

0.5 О

■ ~>

16 20 15-36 27-18 иирайт(исд> _

Белоксннтезарующнй коэффициент всасыиаюши! клеток подвздошной кишки человека в прекатяльнвн онтогенез«

БелоксинТ£1нрун>щнй коэффициент всасывающих клеток тощей кншкн крысы в пренАтяльном онтогенезе (Рис. 3)

У*--

/ х^1

л

/

7 и 18 19 21 13 »озрвет {я еут.) ■

Белоксииттанрукхша коэффициент всагыюювда кзмгок ноцвэдоичий кинкя крысы в нрениилъном онтогенезе (Рис. 4}

Ж

-г--- ——г--р- I —

7 14 18 19 22 21

«зреет (г суг)

I

Признаки функциональной активности клеток тонкой кишки человека проявляются рано Особенно ярко это выражено по оси крипта - ворсинка. С 12 недель в верхней и средней частях ворсинок тощей кишки функциональная активность клеток выражается в наличии большого числа пиноцитозных инвагинатов, образовании многочисленных эндоцитозных везикул, гофриро I ванности дефинитивно развитых микроворсинок, образовании секреторных везикул, возрастании контактов МТ с мембранами ЭПС и между собой. МТ клеток делятся на 2 группы: контактирующие со структурами пластического обмена и свободные от них. В подвздошной кишке все перечисленные признаки выражены в меньшей степени.

С 16 недель и далее клетки активных зон ворсинок отличаются разнообразием пизосомального аппарата, количеством абсорбированного вещества. В клетках остаётся достаточное количество рибосом, полирибосом. Часто мембраны ЭПС примыкают к гантелевидным МТ. Скоплений мембранных структур больше в области межмитохондриальных контактов или контактов МТ с другими органеллами клеток

Выраженная морфофункциональная гетерогенность призматических ■ эпителиоцитов ворсинок отмечается с 20-недельного возраста. В 25 - 26 недель в клетках обоих отделов тонкой кишки можно наблюдать транспорт

I желчных мицелл. В целом, с 16 недель морфологическое состояние МТ и структур белоксинтезирующего аппарата в аналогичных отделах ворсинок тощей и подвздошной кишки не представляет каких-либо особых различий.

Следует отметить, что у крысы, в отличие от человека, ярких проявлений функциональной активности клеток не наблюдается. Однако, судя по аналогичному состоянию клеток крысы в последний день перед рождением и после рождения, можно говорить о законченности морфологического формирования клеток к концу пренатального развития.

Вместе с тем наиболее активные части ворсинок, независимо от морфологического сходства призматических эпителиоцитов, различны по морфо-

[3

метрическим показателям Доминирование основной части последних в кишке человека отмечено с 20 - 25 недель, крысы - после 22 суток Это согласуется с мнением других исследователей о том, что в плане гидролиза и всасывания только 1/4 верхнего отдела тонкой кишки является функционально определяющей ее частью, дистальная же часть органа как бы резервная Верхние и средние отделы органа, осуществляя процессы метаболизма, в достаточной степени удовлетворяют потребности организма в необходимом для его нормального развития объеме питательных веществ (В А Абубаки-рова, 1989, К А Зуфаров, А Ю Юлдашев, 1990)

Выявленная асинхронность морфометрических характеристик эпите-лиоцитов кишки, соответствующая закономерностям развития живой системы, установленным Л П Тельцовым с соавт (2005, 2006), а также дефинитивное состояние всасывающего аппарата кишки человека и его сравнение с подобным у разных представителей животного мира (К А Зуфаров, А Ю Юлдашев, 1990, Л И Растегаева, 1992, Н Б Бертенева, Л П Тельцов, 2002, А А Молдавская, 2001, 2003) позволяет заключить, что жизнеспособность плода по морфологической зрелости кишки определяется не 28 неделями, как считается в акушерской практике, а 20 - 25 неделями

Сопоставление наших результатов и данных литературы по темпам становления органов и их структур также продемонстрировало определённые закономерности развития тонкой кишки Темпы ее гистогенеза у человека и крысы отличается Для оценки видовых особенностей нами использована «биологическая единица» (В А Глумова, 1982), характеризующая разницу продолжительности эмбрионального развития организма Для изученных нами видов (человек-белая крыса) она составляет 13 1 При сопоставлении темпов эмбрионального гистогенеза тонкой кишки нами выделены следующие стадии органной дифференцировки а) закладка кишечной трубки у человека - 3,5 недели, крысы - 2 сутки Отличие в темпах процесса составляет 12,1 1, то есть почти не отличается от биологической единицы, б) диффе-ренцировка тощей и подвздошной кишки - 5,2 1 (у человека - 6 недель, у крысы - 8 суток), в) начало клеточной дифференцировки эпителия (у человека - 12 неделя, у крысы - 19 суток), соотношение 4,4 1, г) образование ворсинок и их разграничение на зоны (человек - ранний фетальный период -9 недель, крыса - 21 сутки), темп составляет 2,5 1

На основании изучения выделенных стадий гистогенеза можно заключить, что сложный комплекс становления структур слизистой оболочки тонкой кишки у человека с момента образования ворсинок осуществляется гораздо раньше, и темп его развития ускорен Несмотря на то, что динамические преобразования МТ и белоксинтезирующего аппарата призматических эпителиоцитов у человека и крысы в целом протекают одинаково, все же они имеют специфические особенности

выводы

1 В ходе эмбрионального становления ультраструктурной организации призматических эпителиоцитов и в процессе их дифференцировки с момента образования ворсинок среди развивающихся мембранных органелл первыми появляются митохондрии Из структур пластического обмена - рибосомы и полирибосомы Канальцы ЭПС образуются позже

2 С момента образования зрелых ворсинок (у человека - с 9 недель, у крысы - с 21 суток) в призматических эпителиоцитах структурные преобразования митохондрий и органелл белоксинтезирующего аппарата характеризуются однотипностью в возрастном, кранио-каудальном и криптапьно-ворсинковом направлениях При этом до конца внутриутробного развития имеют место количественные особенности отдельных органелл и контактов между ними по всем указанным направлениям, в том числе и апикально-базальному в клетках

3 В пренатальном онтогенезе кишки у человека можно выделить 4 вида последовательных изменений митохондрий

а) на этапе ложномногорядности эпителиального слоя и в призматических клетках новообразующихся ворсинок митохондрии мелкие, округлые, с малым или единичным количеством крист, максимальной электронной плотностью матрикса Среди них выделяются митохондрии с отсутствием выростов внутренней мембраны Такие органеллы можно отнести к «промитохонд-риям»,

б) с момента образования зрелых ворсинок в клетках всех её отделов имеются митохондрии, характеризующиеся

- элекгронноплотным матриксом, везикулярными, трубчатыми и в основном пластинчатыми кристами Такие органеллы можно отнести к конденсированным,

- матриксом средней электронной плотности с преимуществом везикулярных и трубчатых крист (промежуточные митохондрии),

- матриксом низкой электронной плотности и различными вариациями изменений их внутренней мембраны (ортодоксальные органеллы)

Для эпителиоцитов крыс характерно наличие 3 последних видов митохондрий (конденсированных, промежуточных, ортодоксальных) с преобладанием пластинчатых крист Эмбриональные конденсированные органеллы в клетках не обнаружены

4 Расширение цистерн ЭПС, сопровождающееся ростом коэффициента белоксинтезирующего аппарата, обилие ортодоксальных митохондрий в эпителиоцитах верхней части ворсинок является морфологическим признаком их функциональной напряженности Деструктивные изменения внутриклеточных ультраструктур, в первую очередь, связаны с разрушением органелл, входящих в состав пластического обмена

5 Морфологические критерии зрелости призматических эпителиоцитов тощей и подвздошной кишки у человека выявляются с 24 недель, то есть к концу раннего фетального периода С этого возраста их преобразования со-

ответствуют состоянию слизистой оболочки доношенного плода У крысы состояние гистологической зрелости призматических эпителиоцитов (с учётом всасывающего аппарата) наступает к 22 суткам Ярко выраженного морфологического проявления функциональной активности клеток у крысы в пре-натальном онтогенезе, в отличие от человека, не наблюдается

6 Становление структурных и функциональных компонентов эпителиального слоя слизистой оболочки тонкой кишки по срокам закладки, диффе-ренцировки ее отделов и по зонам образовавшихся ворсинок у человека осуществляется гораздо раньше, чем у крысы, с характерным ускоренным темпом их развития

СПИСОК НАУЧНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Гистогенетическая специализация клеток эпителиального слоя тонкой кишки человека в пренатальном онтогенезе Растегаева Л И , Глумова В А, Морозова Е Г, Тихомирова О А , Чучкова ЕЕ// Морфологические ведомости - Москва-Берлин, 2004 - №3-4 - С 35-37

2 Морфологическое становление внутриклеточных структур эпителиоцитов кишки в пренатальном онтогенезе Чучкова ЕЕ// Морфологические ведомости - Москва-Берлин, 2005 -№3-4 - С 115-117

3 Морфологическая характеристика эпителиоцитов кишки в пренатальном онтогенезе Растегаева Л И , Морозова Е Г, Чучкова Е Е , Глумова В А // Материалы II международной научной конференции «Актуальные проблемы спортивной морфологии и интегративной антропологии» - М Изд-во Московского гуманитарного университета, 2006 - С 189-190

4 Некоторые морфологические показатели внутриклеточных структур эпителиоцитов кишки Растегаева Л И , Чучкова Е Е , Морозова Е Г // Материалы VIII конгресса международной ассоциации морфологов «Закономерности морфогенеза» (Орел)//Морфология (Архив анатомии, гистологии и эмбриологии) -С-Петербург Эскулап, 2006 -Т129 - №4 - С 137

5 Некоторые аспекты морфофункциональной архитектоники всасывательных энтероцитов тонкой кишки Чучкова ЕЕ// Морфологические ведомости - Москва-Берлин, 2006 - №1-2 - С 74-76

6 Морфологическая характеристика некоторых структур эпителиоцитов тонкой кишки в пренатальном онтогенезе Чучкова ЕЕ// Морфологические ведомости - Москва-Берлин, 2006 - №3-4 - С 68-70

7 Морфометрическая характеристика некоторых внутриэпителиальных структур кишки крысы Растегаева Л И , Чучкова Е Е , Морозова Е Г // Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Актуальные вопросы эволюционной, возрастной и экологической морфологии» - Белгород, 2006 - С 179

8 Соотношение темпов органогенеза тонкой кишки человека и крысы в пре-натальном онтогенезе Растегаева Л И , Глумова В А , Морозова Е Г , Чучкова Е Е // Морфологические ведомости - Москва-Берлин, 2007 - №1-2 -С 118-120

9 Субмикроскопические изменения энергетического и пластического аппаратов всасывающих клеток слизистой оболочки тонкой кишки крысы в прена-тальном онтогенезе Чучкова ЕЕ// Морфологические ведомости - Москва-Берлин, 2007 - №1-2 - С 147-149

Отпечатано с оригинал-макета заказчика

Подписано в печать 02 10 2007 Формат 60x84 1/16 Бумага для ВХИ Печать на ризографе Тираж 100 экз Заказ N8 1637

Типография ГОУВПО «Удмуртский государственный университет» 426034, Ижевск, ул Университетская, 1, корп 4