Автореферат и диссертация по медицине (14.00.23) на тему:Эмбриональный и постэмбриональный гистогенез проводящей системы сердца птиц

s 8 - 1 3

БОШО-^ВДИЦШСШ АКАДЕМИЯ Ю1ЕНИ C.U.КИРОВА

НЩВ Сергей Иванович

ймбрионлльнш и постшбриональный

ГИСТОГЕНЕЗ, ПРОВОДЯЩЕЙ СИСТШН СЕРДЦА'ПГЩ

14,00.23 - гистология, цитология, эмбриология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

На rrpat?ft* рукописи

Работа выполнена на кафедре гистологии и эмбриологии Ростовского ордена Дружбы народов медицинского института.

Научный руководитель-доктор медицинских наук, профессор Д.А.ХЛОПОНИН

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор Э.И.ВАЛЫЮВИЧ доктор медицинских наук, профессор Н.В.ЯМЩИКОВ

Ведущая организация - Институт клинической кардиологии имени А.Л.Ыясникова КНЦ РАМН.

Защита диссертации состоится 1993 года I « с^с Л I в _'И — ?а е^Ъ __ на заседании

специализированного совета Д 106.03.07 в Военно-медицинской академии имени С.М.Кирова (194175, г.Санкт-Петербург, ул.Лебедева, 6).

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке академии.

Автореферат диссертации разослан е|£» ¿Я&уЗ 1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета доктор медицинских наук,

профессор Б.л.даскш

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТ!!

Актуальность темы. Выяснение закономерностей гистогенеза и морфо-функциональной организации проводящей системы сердца, обеспечивающей ритмичность сердечной деятельности и хронотоло--графическую скоординнрованность сокращений различных отдолоа сердца, является одной из актуальных проблем современной кардиологии (Ерохина И.Л., 1987; Е.БгаЬо- а1. , 1986), Это объясняется распространенность» нарушений ритма и проводимости сердца, связанных с повреждениями различной этиология или дис-эмбриогенетическими аномалиями проводящей системы. Анализ специальной литературы показывает, что гистогенез и структура проводящей системы описаны недостаточно полно. У исследователей нет единого мнения о происхождении и механизмах развития проводящей мышечной ткани сердца. Неизученной на субмикроскопичеоксн уровне остается роль базисных процессов гистогенеза в развитии проводящей системы: детерминации, дифференциации, интеграции, запрограммированной клеточной гибели. Противоречивы данные об источниках развития разных отделов проводящей системы. Не охарактеризовано развитие ее интерстиция. Отсутствуют цитологичес-»

кие критерии идентификации разных типов проводящих ыиоцитов.

Для получения объективной характеристики процесса гистогенеза и морфо-фуикциональной организации проводящей системы сердца представляется перспективной дальнейшая разработка многих вопросов этой проблемы в сравнительно-эволюционном аспекте. Одна-

ко, объекта« большинства исследований, посвященных гистогенезу и структуре проводящей системы, било сердце млекопитающих и лишь в единичных, крайне узкого плана исследованиях - сердце птиц.

\

- выяснение закономерностей эмбрионального и

постэмбрионального гистогенеза, ыорфо-функциональной организации проводящей системы сердца птиц Gallus donesticus Ь.

Задачи исследования:

1. Изучить структуру проводящей мьшечной ткани в эмбриональном и постэмбриональном развитии сердца.

2. Дать морфологическую характеристику процессам дифференцировки, интеграции, пролиферации, гибели клеток в эмбриональном и постэмбриональном миогистогенезе проводящей системы сердца.

3. Исследовать формирование интерстициального компонента проводящей системы сердца. . ■

4. Уточнить эмбриональные источники разных отделов проводящей системы сердца.

5. Дать морфо-функциональную характеристику тканевым элементам проводящей системы сердца взрослых птиц.

6. Уточнить топографию разных отделов проводящей системы сердца взрослых птиц.

Научная новизна. В работе впервые проведено комплексное гистологическое, гистохимическое, злектронномикроскопическое и морфеметрическое изучение эмбрионального и постэмбрионального развития тканевых элементов проводящей системы сердца. Прослежены процессы дифференцировки разных типов проводящих миоцитов. Отражена роль процессов пролиферации, интеграции, клеточной гибели клеток в гистогенезе проводящего миокарда. Впервые.сделана попытка представить различные типы миоцитов проводящей системы как составную часть дифферона кардиомиоцитов, развивающуюся в результата дивергентной дифференцировки малодифференцированных кардиомиоцитов. Установлены ранее неизвестные стадии изменения структуры разных типов миоцитов проводящей системы сердца п

процессе индивидуального развита. Впервые получены количественные данные, характеризующие динамику морфологических изменений ыиоцитов проводящей системы на разных этапах онтогенеза. Отражено формирование соединительнотканного компонента. С использованием современных методик уточнены ¡эмбриональные источники проводящей системы сердца птиц. Разработана классификация миоцитов разных отделов проводящей системы сердца птиц, показаны их мор-фо-функциональныз отличия и характер взаимоотношений. Уточнена • топография разных ее отделов в сердце птиц. Впервые обосновывается концепция об отсутствии дискретных узловых структур и диффузном распределении тканевых элементов синусно-првдсердного и предсердно-келудочкового отделов проводящей системы сердца птиц.

Теоретическая р практическая значимость работы. В результате проведенного исследования подвинут ряд теоретических положений, расширяющих представления об змбриональном и постзмбрио-нальном развитии проводящей системы сердца. Установленные закономерности развития некоторых тканей проводящей системы могут служить базой для изучения репаратквного гистогенеза мышечного и соединительнотканного компонентов проводящей системы зрелого и незавернившего морфогенез сердца», для проведения эксиеримеи-4 тальных эмбриологических исследований аномалий развития проводящей системы сердца. Выявленные морфо-функционал ыше особенности разных отделов проводящей системы вносят определенный вклад в понимание механизма ее функционирования. Они необходимы для интерпретации данных экспериментальной и эволюционной электро-" кардиологии, для изучения фармакологической регуляции деятельности сердца. Полученные сведения о сущности гистогенеза и структуре проводящей системы сердца могут быть использованы в научно-практической работе гистологов, цитологов, эмбриологов,

физиологов, биологов, кардиологов, а также в учебном процессе на соответствующих кафедрах в разделах "Эмбриология", "Мышечные ткани", "Сердечно-сосудистая система".

Апробация работы и публикации. По теме диссертации опубликовано з печати 8 работ.. Материалы диссертации докладывались и обсуздались на научной конференции молодых уадных и специалистов РОДНМИ (Ростов-на-Дону, 1990); на научной конференции "Реактивность и регенерация тканей" (Ленинград, 1990); на областных научно-технических конференциях, посвященных Дню радио(Ростов-на-Дону, 1990, 1991), на Ш Украинском съезде анатомов, гистологов и эмбриологов (Черновцы, 1990); на 1-й научно-практической конференции молодых медиков Нечерноземья (Тверь, 1990); на научной конференции "Морфология раневого процесса" (Санкт-Петербург, 1992); на 4-й конференции кардиологов Северного Кавказа (Ростов-на-Дону, 1992); на заседаниях Ростовского отделения ВрЮАГЭ (Ростов-на-Дону, 1989, 1990, 1991, 1992).

Внедрение. Основные положения диссертации включены в лекционный и практический курс по разделам "Мышечные ткани","Сердечно-сосудистая система", "Эмбриология" йа кафедрах" гистологии и омбриологии, общей биологии и генетики, нормальной физиологии Ростовского медицинского института, на кафедре физиологии человека и животных Ростовского государственного университета. Материалы работы использованы при составлении ыетодичоских рекомендаций для студентов к практическим и самостоятельным занятиям по гистологии мышечных тканей (Ростов-на-Дону, 1991). Полученные данные используются для научно-исследовательской работы в морфологическом отделе ЦШЛ РОДНШ.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 230 страницах мааинописи и состоит из введения, б глав (I, 2 - обзор ли-

тературы; 3 - материал и методы исследования; 4, 5 - собственные исследования; б - обсуждение результатов), выводов, указателя литературы. Работа иллюстрирована 8 таблицами, графиками, схемами, III электронно- и светооптическими снимками и подписи к ним. Библиографический указатель включает 40 отечественных и 185 иностранных источников.

Основные положения^ выносимые на защиту.

- Мьшечная ткань проводящей системы сердца является одной из составляющих единого дифферона сердечной мышечной ткани и представлена проводящими миоцитами различной специализации.Все клеточные элементы, образующие дифферон проводящей мшечной ткани, возникаю? вследствие дивергентной дифференцировки малодиффе-ренцированных кардиомйоцитов и проходят далее стадии дифференцирующихся и дифференцированных клеток.

- Для развития проводящей мыаечной ткани сердца характерны все, в разной мере выраженные основные проявления гистогенеза: детерминация, дифференциация, интеграция, пролиферация, клеточная гибель.

- В4е элементы проводящей системы сердца "появляются" и развиваются в. местах своей дефинитивной локализации, сопряженно с завершением основных.процессов морфогенеза сердца.

- В сердце взрослых пищ Gaiiue domesticus L. отсутствуют дискретные синусно-предсердный и предсердно-желудочковый узлы. Аналогом синусного узяа является обширная, распространенная по всей синусно-предсердной области система кластеров разных типов миоцитов; аналогом предсердно-желудочкового узла - их небольшое скопление в нижнедорсальной части межпредсёрдной перегородки.

СОДЕРЖШЕ РАБОТЫ Материал и методы исследования. В соответствии с поставленным задачами эмбриональное и постэмбриональное развитие мышечного и соединительнотканного компонентов проводящей системы сердца изучалось в стенках предсердий и желудочков сердца птиц Gallua domesticus L. Эмбрионы различных стадий развития и цыплята породы Леггорн получены из Ростовской инкубаторно-птицеводческой . станции. Стадии омбрионального развития зародышей определяли в соответствии с данными Hamburger V.,Haniltcm H.L. (1951). Изучено 283 сердца куриных эмбрионов и дыплят. Взрослых пт1щ забивали декапитацкей под нембуталовш наркозом в соответствии с условиями, изложенными в приказе МЗ СССР № 754.

Для светооптического исследования куриные эмбрионы 3-5 суток инкубации, целые сердца 5-20. суточных зародшей и 1-90 суточных цыплят фиксировали в жидкости Карнуа или в 105» растворе формалина. Серийные целлоидин-парафиновые срезы -толщиной 6-7 г.:км окрашивали гематоксилином и эозином, келезнш гематоксилином по Гейдецгайну, трехцветным методом Массона в модификации Кроссмана (Ромейс В., 1953). Лргирофильныэ;волокна выявлялись . способом Вильшовского в модификации Гомори (Ромейс Б., 1953), эластические волокна - по Вейгерту. Гликоген выявлялся ШИК-реакцией по методу Шабадаша А.Л.. (1947); контрольные срезы обрабатывались раствором аыилаэы.

Метод.электронной микроскопии применялся во всех сериях наблюдений. В сейдцах эмбрионов и цыплят изучена ультраструктура участков миокарда, по литературным денным соответствующих локализации разных отделов проводящей систылы (вокруг полых вен, правый и левый венозный клапаны, ыежпредсердная перегородка,. , правый предсердно-желудочковый, клапан, верхняя треть межжелудоч- .

ковой перегородки, субзндокардиальные области средней и нижней третей неяжелудочковой перегородки). Кусочки ткани размером 2 ш фиксировали 2 часа в 2,5% растворе глутаральдегида и до-фиксировали I час в 1% растворе тетраокиси осмия на 0,2 Ы фосфатном буфере пру температуре 4°С. После промывки в буфере кусочки обезвоживали в спиртах восходящей концентрации, пропитывали и заливали в аралдит. С целью проведения прицельного элек-тронно.микрэс конического исследования со всех блоков были получаны серийные полутошсие срезы толщиной 1-2 мкм, окрашены 1%-нььш раствораги толуидинового синего и метиленового .синего. После идентификации необходимых для изучения структур, ультратонкие срезы толщиной 50-90 км получали на ультрамикротоыах УМТП-ЗМ и ШЗ-0800 , монтировали на медные или никелевые сетки, контрастировали в 2,5% растворе уранилацетата и 0,3% растворе цитрата свинца ( НаупоЫз Е^.з. , 1963) и просматривали в электронных микроскопах ЭШЗ-ЮОБ и ^М-ЮОБ.

С целью количественной оценки изменений ультраструктуры . миоцитов проводящей системы использован метод морфометрического анализа, в основу которого положены принципы стереометрии (Вой-бльЭ., 1970; Автандилов Г.Г., 1980, 1984). При проведении соб-.ственных исследований использованы следующие морфометрические параметры: объемная плотность митохондрий, численная плотность митохондрий, средний объем митоховдрий, объемная плотность мио-фибрилл, отношение объемной плотности миофибрилл к объемной плотности митохондрий, фактор формы ядра. Необходимые измерения проводили а помощью тестовой квадратной решетки с шагом 10 мм при конечном увеличении 30-40 тысяч на изображениях профилей клеток, спроецированных с элоктронномикроскопических негативоп с помощью фотоувеличителя "Беларусь". Для вычисления морфомот-

рических параметров были использованы про граи.! и для микро-ЭВМ

«

"Электроника МК-61", разработанные на основании соответствующих алгоритмов сотрудниками лаборатории электронной микроскопии НИЛЦ Киевского медицинского института (Стеченко Л.А., Куфтырева Т.П., Андриенко Т.В., 1990). Статистическую обработку полученных морфоыетрических данных проводили в соответствии с рекомендациями, излог:еинши в руководствах по вариационной статистике (Урбах В.Ю., 1964; Лакин Г.й.', 1973).

Исследование проведано в гистологической и электронномикро-скопической лабораториях кафедры гистологии и эмбриологии (зав.-проф. П.А.Хлопонин), Центральной научно-исследовательской лаборатории (зав. - проф. Г.А.Вилков) Ростовского медицинского института.

' РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУВДЕНИЕ Обнаруженная нами к концу первой трети эмбрионального развития ыономорфная структура миокарда, отсутствие в нем клеток о чертами специфической дифференцировки и внезапное их "появление" в определенные периоды эмбриогенеза на месте обычной эмбриональной мьшечной ткани сердца подтверждает миогенное происхождение проводящих клеток. Выявленные признаки их специфической дифференцировки в эмбриональном и постэмбриональноы периодах,позволяют считать, что определенная часть популяции ыалодифференциро-ванных кардиомиоцитов детерминирована к специфической дифферен-цировке в миоциты проводящей системы и не является неразвившлм-ся остатком эмбрионального миокарда ( 8ие1 Г., Штвкоч п., 1986} Юе йгс^ 1.;Т.М. et а1., 193? ). Асинхронность развития синусно-. предсердного и предсерно-желудочкового отделов, а также начала дифференцировки разных типов клеток проводящей системы свидетельствует о пролон.ированности периода лабильной детерминации.

Ее стабилизация, по-вцдимому, наступает к концу второй трети эмбрионального развития, когда устанавливается четкий клеточный гетерогенитет во всех изученных отделах проводящей сиоталы. .

С позиций учения о клеточно-жифферонной организации тканей сердечная мышечная ткань образована несколькими составляющими единого клеточного дифферона, отличающимися по строении и функции, но имеющими общий генез (Ямщиков Н.В., 1991). Мышечные .клетки проводящей системы сердца являются одной из этих составных частей.. Согласно нашим представлениям в результате дивергентного развития ыалодифференцировашых нардиомиоцитов образуются два типа клеток: малодифференцированныа мноциты проводящей 'системы и сократительные клетки (в синусно-предсердном отделе -на 7 сутки эмбрионального развития, в предеердно-желудочковоы и желудочковом - на 9 сутки). ДальнеГшее расхождение направлений дифференцировки прежде всего связано с появлением переходного типа ыалодифференцировашых миоцитов*(в синусно-предсердном отделе - на 9 сутки, в предсердно-желудочковом и желудочковом отделах - на 10 сутки), а также малодифференцированных Р-клеток и клеток Пуркинье (на 13 сутки эмбрионального развития сннусно-предсердного отдела).

Для начального этапа процесса дифференцировки миоцитов проводящей системы сердца характерно значительное увеличение объема цитоплазмы за счет увеличения содержания свободного цитозо-

ля, участки которого электроннооптически выглядят "пустыми" или

\

содержат нежную сеть промеяуточных филаментов. Это обычно связывают с повышением проницаемости цитолеммы и изменением функциональной активности клеток (нцизв1п5ег Б., Гапе Р. , 1991). В связи с нарастанием объема цитоплазмы происходит быстрое сглаживание клеточных контуров и редукция клеточных отростков,

что обеспечивает становление иного по сравнению с рабочим миокардом типа межклеточной организации: в синусно-предсердном и предсердно-желудочковш отделах образуются кластеры, в пред-сердноы и желудочковом - малоанастомозирующие проводящие волокна.

Дцра малодифференцироваших миоцитов проводящей системы крупные правильно-округлой или овальной формы, с диффузио рас-положенньы хроматином, гранулированным ядрышком, электронносвет-лой нуклеоплазмой, пористой кариолеммой; располагаются более или менее эксцентрично. Уже на ранних стадиях, особенно в составе волокон Пуркинье предсердий и желудочков, встречаются двуядер-иые миоциты. К концу эмбрионального периода выявлены незначительная маргинация хроматина, появление фибриллярных центров, уменьшение содержания ядерных пор в кариолеше. В ходе постам-брионалыюй дифференцировки проводящих миоцитов установлено относительное сохранение структуры, объема и округлой формы ядра, что свидетельствует о пролонгированное™ периода его функциональной активности.

Структура, количество и характер распределения-митохондрий •в начавших свою дифференцировку миоцитах проводящей системы соответствуют таковым в сократительных кардиомиоцитах на этой стадии развития. Это подтверждается отсутствием достоверных различий значений относительного объема, численной плотности и среднего объема митохондрий ыалодифференцированных проводящих и сократительных миоцитов (рис. I). Они малочисленные,, мелкие,округ-*

лой форыы4 с несколькими утолщеинши кристаыи и умеренно плот-нш матриксом. К концу второй трети эмбрионального развития митохондрии набухают, приобретают неправильную форму, кристи их . фрагыентируются, ьатрикс просветляется, что, вероятно, связано

й s ьз « o S M J

s Jj tí •

ce » CK GS \ •31 —t • >3

S S! а i \о о

-à ? Il a. a I i s о I" Ч! ►3 « a

л И .я я 3>- 3 1 s -а % s» а 3 О. •а rs о

vj -е- vi m C3!ÜJ л yi о*

oooooooi OOOOÖOO —i-1-1-1-1-1 >ai

If I

3 о о

I о Я

* a ^ ta m о

ä I °

а з

s* a

§ ä

S о

я ®

ë CD

a a

a

Я

о >1 о

У* О

I *

¿í - S =j 3

, о

H СЛ

о

ц о о

.9 g g

я о to

Cl ч •

я аа

m

s. g

О ' si CD .

ttí a • w

□ S 4i 3

Ь i i

vo o

o «<

H

г: с а г»

72ЛШШ

fTTf?r777T77^

-1 l | ' ^ ' —"С—■ J,'1V'-V/wj

^ .ysssssss^b

?ZZZZZZZZ^

bí

Al

7&2ШШ&

W

к * -

liV'Vtjj&iH-.

^ 4-,

гжтеитггтпвгт!*» ■ , ■ ■ ,

с установлением анаэробного метаболизма, гистохимически подтвержденного высокой активностью ферментов анаэробного гликолиза (Соеагаи И. I 1368). Полученные нами данные ультраструктурной ыорфометрни убедительно отражают дальнейшее увеличение среднего объема и количества митохондрий в позднем эмбриональном и раннем постэмбриональном периодах, что приводит к увеличению относительного объема этих органелл (см. рис.1). По современным представлениям такие изменения млеют универсальный характер и обусловлены увеличением уровня гипоксии к концу эмбрионального периода (Рагозина М.Н., 1975). Митохондрии сохраняют свою упро-. ценную структуру, но количество крист в них немного 'больше. В дальнейшая нами отмечено лишь уменьшение объемной плотности митохондрий, что прежде всего связано с уменьшением их среднего объема.

Гранулярная эндоплазматическая сеть малодифференцированных миоцитов проводящей системы, как и сократительных клеток, представлена малочисленными, узкими, прямыми или разветвленными, беспорядочно расположенными цистернами, мембраны которых обильно покрыты рибосомами. Элементы саркоплазматического ретикулума • практически не встречаются.' Это объясняется ведущей ролью сарколеммы в регуляции внутриклеточного содержания ионов кальция в эмбриональном периоде ( КакапАвЫ Т. ^ а1.( 1988). По мере диф-ференцировки проводящих миоцитов гранулярная эндоплазматическая сеть подвергается значительной редукции, а содержание элементов саркоплазмагической сети увеличивается .к концу второй трети эмбриогенеза. Она образована малочисленными, беспорядочно расположенными, округльми цистернами. Скудное развитие саркоплазматического ретикулума в постомбриональном онтогенезе обусловлено рэципрокнш характером взаимоотношений его элементов с малочис-

ленньми миофибриллами, а также вероятным сохранением кальцийре-гулирущей функции сарколеммы.

Уровень развития аппарата Гохьджи на ранних стадиях развития проводящей системы примерно одинаков в проводящих и сократительных клетках. Он расположен в перинуклеарной зоне, образован 1-2 плоскими цистернами и окружающими их пузырьками; вблизи видны немногие лизосомы и специфические гранулы. Наиболее выражен он в малодифференцированных мкоцитах Пуркинье предсердий и желудочков. В ходе развития проводящей систамы наблюдается гиперплазия комплекса Гольдаи преимущественно за счет увеличения его везикулярного компонента. К концу эмбриогенеза его элементы распространяются в отдаленные от ядра участки цитоплазмы. Высокий уровень развития аппарата Гольджи обеспечивает нарастание' количества специфических гранул и, следовательно, становление эндокринной функции проводящей системы сердца. В постэмбриональном периоде структура аппарата Гольджи неизменна; специфические гранулы более крупные, встречаются реже.

Результаты собственного исследования и данные литературы (Ерохина Н-Л., 1978) свидетельствуют о снижении биосинтетической активг^сти начавших свою дифференцировцу проводящих миоцитов, что проявляется в уменьшении количества свободных рибосом и полисом. Поскольку специфическая дифференцировка мьпечных клеток сердца подразумевает, прежде всего, накопление и организацию контрактильиого материала (Румянцев П.П., 1982; Хлопонин П.А., 1988), то снижение биосинтетической активности проводящих миоцитов приводит к замедлению формирования миофибрилл. В течение эмбрионального развития и после вылупления содержание рибосом невелико.

Особенностью дифференцирующихся миоцитов проводящей систе-

мы являются большие скопления неориентированных миозиновых фи-ламентов с рассеянными между ними рибосомами.

Для малодифференцированных проводящих миоцитов закономерно "появление" сети промежуточных филаментов, количество которых в ходе дифференцировки неуклонно возрастает. Известная роль промежуточных филаментов в регуляции экспрессии генов (ТгаиЬ Р.,1985; В1оетепс1а1 еЪ а1. , 1989) позволяет предположить их участив в программировании специфической дифференцировки проводящих миоцитов. Мощное развитие сети этих филаментов, оплетающих все ор-ганеллы и заполняющих все свободные участии цитоплазмы, означает, что они могут входить в число структур, контролирующих общую упругость клетки, межклеточную адгезию, интеграцию ядра и орга-нелл, их расположение.

В самом раннем периоде развития проводящей системы количество и структура миофибрилл малодифференцироваших проводящих миоцитов не отличаются от таковых в окружающих сократительных кардиомиоцитах. Однако, относительный объем миофибрилл проводящих миоцитов вследствие увеличения содержания свободного цитсь-золя приблизительно в два раза меньше, чем в рабочих (см.рис.1). В -то кэ время уровень организации контрактильного материала от* личается в малодифференцированных ыиоцитах разных отделов проводящей системы. Это связано с различным уровнем развития сократи-, тельного аппарата в клетках, дифференцирующихся в проводящие миоциты, а также с асикхронностью появления разных отделов проводящей системы. В процессе дифференцировки становится очевидным замедление процесса формирования миофибрилл, что отражается в слабой динамике изменений морфометрических параметров(см.рис.I). К концу эмбрионального и в раннем постэмбриональнсм периодах выявлены незначительное утолщение и компактизация'миофибрилл,

накопление электронноплотного вещества в г -линиях.

Своеобразными маркерами проводящих миоцитов являются лепто-мерные фибриллы. Они появляются в начале постэмбриоиального периода и формируют лептоыерные комплексы на более поздних этапах онтогенеза. Функция лептомерных фибрилл неизвестна, хотя частое обнаружение их прикреплений к цитолемме и миофибриллам позволяют предположить функцию стабилизации расположения ыиофибрилл.

Оказалось, что в начальном периоде эмбрионального гистогенеза проводящей системы в цитоплазме ее ыиоцитов резко снижено содержание включений-гликогена. Обнаруженное в этот период увеличение содержания липидных капель объясняется возможность»трансформации гликогена в жирные кислоты (ЬеЬп1п2ог Ь.А. , 19725. Дальнейшая диффвренцировка проводящих ыиоцитов сопряжена с их утилизацией и характеришн изменениями митохондрий, что указывает на установление преимущественно анаэробного метаболизма.

Для миоцитов проводящей системы развивающегося сердца характерна минимальная пролифаративная активность с момента их первой идентификации в эмбриональном периоде. Очевидно блокирование синтеза ДНК совпадает с началом диффервнцировки проводящих миоцитов.

Б процессе гистогенеза проводящего миокарда повивается уровень интеграции его клеток в целостную систему. Уже на самых ранних стадиях отмечена определенная специализация контактирующих мембран, обеспечивающая наряду с формирующимися базальнымн мембранами объединение проводящих ыиоцитов в кластеры (синусно-предсердный и предсердко-желудочкопиЯ отделы) и малоанастомози-рующив проводящие волокна (предсердный и квяудочковый отделы). Преобладают адгезивные контакты, примитивные десиосомы, "зоны входа циофиламенгов". Дальнейшая диффвренцировка проводящих им-

-16- ■ «

цитов сопровождается изменением преимущественно коммуникационных связей. К концу эмбриогенеза в прямых вставочных дисках волокон Пуркинье синусно-предсердного, предсердного и желудочкового отделов увеличивается количество и протяженность щелевых контактов. Содержание их в синусно-предсердном и лредсердно-желудочко-вом отделах остается незначительным.

Явления гистогенетической гибели клеток, связанной с процессом дифференцировки проводящих миоцитов, наблюдаемся крайне редко. Это, видимо, связано с низкой пролиферативной активностью, ограниченностью объема и детерминированностью клеточного состава проводящего миокарда. _ •

В процессе гистогенеза проводящей системы имещт место пассивные смещения (Кнорре А.Г., 1971) проводящих клеток и клеточных комплексов в силу давления интенсивно развивающегося окружающего сократительного миокарда. Однако все изученные анатомические составляющие проводящей системы сохраняют свое положение неизменным благодаря адаптивнш передвижениям проводящих клеток за счет увеличения объема и изменения их формы (Шмальгаузен Ш.И., 1962).

Уже на ранних стадиях развития проводящей системы в ней отмечено повышенное содержание мезенхимных клеток. Развитие стромы проводящего миокарда связано как с миграцией мезенхимных клеток из эпи-' и эндокарда, так и с их пролиферативной активностью. В процессе дифференцировки фибробластов нарастает количество колла-"геновых протофибрилл и основного вещества. К концу эмбрионального периода выявляются зрелые коллагеновые волокна. Развитие ин-терстиция проводящей системы происходит быстрее, чем в сократительном миокарде и обеспечивает определенный уровень изоляции кластеров и волокон проводящих миоцитов. В постэыбриональном пе-

риоде содержание соединительной ткани в проводящей системе возрастает, однако, она не формирует фиброзных оболочек, как это наблюдается в проводящей системе сердца млекопитающих.-

Синусно-предсердный отдел проводящей системы сердца птиц Galluз domesticus L. впервые определяется в области своей дефинитивной локализации на 7 сутки эмбриогенеза в виде незамкнутого с вентральной стороны "кольца" кластеров атипической ыыаеч-ной ткани, охватывающего устья зачатков трех полых вен. Он появляется в связи с завершением процесса инкорпорации венозного синуса в правое предсердие. Результаты собственного исследования и данные литературы (Fujii S. et al. , 1981; Kamino к., 1985; De Jong P. et al. , 1987) позволяют рассматривать миокард венозного синуса и синусно-предсердной борозды в качество источника развития этого отдела проводящей системы.

Лредсердно-желудочковый отдел, предсердно-келудочковый пучок, правая и левая ножки пучка, правая предсердно-келудочковая кольцевая ветвь волокон Пуркинье, диффузная сеть волокон Пур-кинье желудочков "появляются" одновременно на 9 сутки амбрио-нального развития и также располагаются в местах своей дефшш-тивной локализации. Развитие этих структур обусловлено определенной функциональной необходимостью, возникающей в процессе морфогенеза сердца, а именно завершением в этот период процесса септации предсердий и желудочков, разобщения предсердного и желудочкового миокарда фиброзными кольцами. Полученные результаты и литературные данные электрофизиологических и иммуноги-стохимических исследований ( Argiiello О. et al., 1986; Sanders Е.' et al. , 1986 ) показывают, что источниками предсердно-же-г лудочкового и желудочкового отделов является миокард нижне-дор-салыюй части предсердно-желудочкового канала и гребня формирую-

-113-

щейся межжелудочковой перегородки.

По нашим даннш в сердце взрослых кур отсутствует дискретный синусно-предсердный узел, характерный для сердца млекопитающих и человека. Широкое распространение специализированной мышечной ткани вокруг устьев правой и левой передних полых вен, задней полой вены, в правом и левом венозных клапанах, краниальной части менпредсердной перегородки (рис. 2) и ее обширные связи с рабочим миокардом позволяют определить синусно-предсердшй отдел проводящей системы сердца птиц как систему диффузно расположенных гетероклеточных кластеров. Наиболее крупное скопление проводящих ыиоцитов расположено возле устья правой передней по. лой вены и в правом венозном клапане, злектрофизиологически идентифицированное Головко В.А.. (1989) как нормальный пейсмекер. Диффузное расположение проводящих миоцитов позволяет дать морфологическое объяснение электрофизиологическому феномену спонтанного шифта нормального пейсмекера в сердце птиц ( Hill J.R..Goldberg J. , 1980). Весьма вероятно, что подобный тип организации синусно-предсердного отдела рекапитулируется в эмбриональном кардиогенезе млекопитающих и человека, что объясняет существование диффузно расположенных Р-клеток в правом предсердии (Viragh, В., Challiсе О.Е. , 1973; Ghidoni Р. , 1986), "добавочной" проводящей системы ( Iichnovaky V. et al., 1983; Obruonick M. et al. , 1983). Выявленная Головко В.A. (1989) гетерогенность

электрических свойств мембран миоцитов синусно-предсердной об-

ё

ласти сердца птиц основана.на определенных морфологических различиях этих клеток. Здесь обнаружены типы клеток, описанные James т.н. (1977) в синусно-предсердном узле сердца млекопитающих: Р-клетки, переходные и сократительные миоциты. Р-кл'етки имеют овальную форму, небольшие размеры, центрально расположен-

Рис.2. Схематическое изображение проводящей система .сердца птиц. ОШ-спнуспо-лредсерцшй отдол, ГОЫтредсердно-готлуяочковпй отдал, ПНТГ-предсеряно-лэлУлотаоЕЧй пучок, ГГ^-правая нояка, ТПТ-лзвая ножка, ГКВ-правая предеерцно-желудочкотя кольпевая ветт ,о-ДИ!Ь-йузная сеть волокон Нуртонье предсердий, ^ -дпМувная сеть воло-. кон Лйгрют71Бб -талудо'щов - '

ное округлое ядро с диффузным хроматином, малочисленные митохондрии, элементы саркоплазматической сети, сравнительно хорошо развитый аппарат Гольдки, единичные специфические гранулы, рибосомы, большое количество промежуточных филаментов; сократительный аппарат представлен пучками миофиламентов с 2—линия™ в центре. Р-клетки контактируют друг с другом или с переходными миоцитвми с помощью мелких десмосом и "зон входа миофиламентов"; щелевые соединения редки. Переходные миоциты занимают промежуточное положение между Р-клетками и сократительньыи миоцитами по количеству и степени развития органелл; они характеризуются более высоким уровнен межклеточной адгезии. Тесная взаимосвязь Р-клеток и переходных ыиоцитов предполагает передачу генерируемого Р-клетками импульса к сократительному миокарду через переходные миоциты. Отличительной особенностью синусно-предсердного отдела проводящей системы сердца птиц является наличие миоцитов Пуркинье,имеющих сходное строение с клетками Пуркинье предсердий. Они отличаются от Р-клеток большими рзлмерами, неправильной формой, часто двуядерны, ядра смещены к одному из полюсов клетки, всегда правильно округлые с деконденсированным хроматином, гранулярной структурой едрышка. Отмечен обширный пластинчатый комплекс везикулярного типа с несколькими диктиосомами в цитоплазме, отдален-нши от ядра; вблизи него видны специфические гранулы. В клетках Пуркинье многочисленны сублеммальные лептофибриллы и центральные лептомерные комплексы. Ыиофибриллы состоят из 1-2 сарко-меров, беспорядочно расположены в цитоплазме. Цитолемма характеризуется явлениями пиноцитоза. Между клерками Пуркинье многочисленны щелевые контакты на терминальных и латеральных мембранах. Синусно-предсердные и предсердные миоциты Пуркинье находятся в, тесных пространственных взаимоотношениях, что должно обеспечи-

• вать быстрое распространение электрического импульса.

В сердце взрослых птиц также отсутствует ограниченный пред-сердно-желудочковый узел. Его аналогом является небольшое скопление кластеров проводящих миоцитов в правой нижнедорсальной части межпредсердной перегородки. Он образован редкими Р-клетками и многочисленным переходньми миоцитами; встречаются сократительные клетки. Они объединены в кластеры общей базальной мембраной. Предсердно-желудочковые Р-клетки отличаются от синусно-предсердошх большие количеством и упорядоченностью контрактиль-ного материала, саркоплазматической сети и митохондрий. Гетеро-клеточный состав кластеров, редкость межмиоцитарных щелевых контактов и диффузно-кластерный принцип организации предсердно-ке-лудочковой области нами рассматриваются как факторы, обеспечивающие задержку передачи импульса от предсердий к желудочкам.

Миоциты Пуркинье желудочкового отдела отличаются от синус-но-предсердных и предсердных как по характеру генерируемого юли импульса (Пропева В.И., 1990), так и по морфологическим признакам. Отл крупнее, цилиндрической формы, с центрально расположенными 1-2 Ядрами, имеют единичные, узкие, продольные, расположенные на периферии цитоплазмы миофибриллы о утолщенными 2 -дисками. На уровне 2 -линий видны углубления цитолеммы. Митохондрии малочисленны, но более электронноплотные.

.ВЫВОДЫ I. Проводящая система сердца птиц Оа11иа аовев^сиз ь. образована клетками различной специализации - Р-клетками, миоцитами Пуркинье и переходндаи миоцитами, являющимися составной частью сердечной мшечной ткани. Миоциты проводящей системы возникают в результате дивергентной дифференцировки мадодифференциро-ванных кардиомиоцитов. В своем развитии все типы клеток проводя-

щей системы проходят стадии малодифференцированных, дифференцирующихся и дифференцированных клеток.

2. Дивергентный путь развита мышечных клеток проводящей системы из малодифференцированных кардиомиоцитов характеризуется закономерными изменениями юс ультраструктуры: значительным

I

увеличением объема цитоплазмы, снижением электронной плотности ее матрикса, редукцией клеточных отростков, уменьшением содержания свободных рибосом и полисом, "появлением" сети промежуточных фил&ментов, быстрым исчезновением включений гликогена,уменьшением относительного объема миофибрилл и показателя отношения объемной плотности миофибрилл к объемной плотности митохондрий.

3. Основньми ультраструктурными проявлениями дифференциров-ки миоцитов проводящей систолы сердца являются: гиперплазия везикулярного компонента аппарата Гольджи, накопление специфических осмиофильных гранул, неуклонное увеличение содержания цито-филаментов промежуточного типа, появление лептомерных фибрилл и их комплексов.

4. Дифференцировка клеток рабочего миокарда и проводящей системы протекает гетерохронно. Об этом свидетельствуют длительно сохраняющиеся деконденсация хроматина и гранулярная структура ядрыика, округлая форма адра, упрощенная структура митохондрий и незначительное увеличение их количества, замедленный мио-фибриллогенез и наличие очагов локального неориентированного саркоыерогенеза в проводящих миоцитах даже на поздних стадиях постэмбрионального онтогенеза.

5. В гистогенезе проводящей системы формирующиеся базаль-ные мембраны и специализированные межклеточные контакты объединяют проводящие миоциты в кластеры или иалоанастомозирующие волокна. Незначительно усложняется структура десмосом и "зон вхо-

да миофиламентов"; в волокнах Пуркинье увеличивается содержание и протяженность щелевых контактов. Фигуры митоза и признаки ги-стогенетнческой гибели проводящих клеток встречаются крайне редко. Развитие соединительнотканной стромы проводящей системы происходит быстрее, чем в сократительном миокарде, но не сопровождается формированием плотных фиброзных оболочек вокруг проводящих структур.

6. Первое появление всех элементов проводящей системы сердца в эмбриогенезе происходит в местах их дефинитивной локализации. Развитие синусно-предсердного отдела проводящей системы связано с завершением инкорпорации венозного синуса в правое предсердие; предсордно-желудочкового и желудочкового связано с залершениш процессов септации и диссоциации предсердий и желудочков. Синусно-предсердный отдел проводящей системы развивается из миокарда венозного синуса и синусно-предсердной борозды; предсердно-желудочковый и желудочковый - из миокарда эмбрионального предсердно-желудочкового канала и формирующейся межжелудочковой. перегородки.

7. Öi сердце взрослых птиц Gallus doneefcicus Ь, аналогом синусно-предсердного узла проводящей системы сердца млекопитающих является обширная система кластеров различных типов проводящих миоцитов, распространяющихся.вокруг устьев трех полых вен, в венозных клапанах» в. краниальной части межпредсердной перегородки; аналогом предсердно-жблудочкового узла является небольшое скопление кластеров проводящих миоцитов в никнедорсальной части межпредсердной перегородки.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО TMS ДИССЕРТАЦИИ •

I. Гистологическое и электрониомикросколическое исследование синусно-предсердного узла сердца птиц (Р.В.Аппеэ)//Гез.

докл. Дня науки РОДНИИ. - Ростов-на-Дону, 1990. - С.91.

2. Щелевые контакты в развивающейся и реактивно измененной

[

сердечной мшечной ткани (И.А.Хлопонин).- //Гез.докл.научн.конф. "Реактивность и регенерация тканей". - Д., 1990. - С.74.

3. Ультраструктура дифференцирующихся клеток Пуркинье в предсердиях сердца птиц // Тез.докл.научн.конф., посвящ. Дню радио. - Ростов-на-Дону, 1990. - C.I04.

4. Об особенностях дифференцировки ыиоцитов проводящей системы сердца (П.А.Хлопонин). - // Актуальные вопросы морфологии. - Черновцы, 1990. - С.334-335.

5. К вопросу о том, является ли проводящая ткань сердца эмбриональной JJ Тез.докл. 1-й научно-практич.конф.ыолодых медиков Нечерноземья. - Тверь, 1990. - C.I37-I3Ö. , • •

6. Ультраструктура предсердно-келудочковой соединительной области сердца птиц // Тез.докл.научн.конф., посвящ. Дню радио.-•Ростов-на-Дону, 1991. - С.67.

7. О дифференцировке и реактивности волокон Пуркинье проводящей системы сердца птиц (П.А.Хлопонин). - // Тез.докл.научн. конф. "Морфология раневого процесса". - СПб, 1992. - С.44.

8. Эмбриональный гистогенез желудочкового отдела проводящей системы серцца // Тез.докл. 4-й конф. кардиологов Северного Кавказа "Актуальные вопросы кардиологии". - Ростов-на-Дону, I9S2.-С.7-8.

Подписано к печати Zi.o-f. 93 г..

Формат бумаги GO х 84. I/I6. Бумага офсетная. Печать офсетная. Иеч. лист - i

Заказ тираж -iOO

Тип. РОДИ.п!