Автореферат и диссертация по медицине (14.00.23) на тему:Морфо-функциональная характеристика желточного эпителия при гемохориальной плацентации

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ МЕДИЦИНСКИХ НАУК СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ РЕГИОНАЛЬНОЙ ПАТОЛОГИИ И ПАТОМОРФОЛОГИИ

рга ол

, > о „,, На правах рукописи

° Ш ш7

ДУБИНИНА Наталья Николаевна

МОРФО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЖЕЛТОЧНОГО ЭПИТЕЛИЯ ПРИ ГЕМОХОРИАЛЬНОЙ ПЛАЦЕНТА ЦИ И

14.00.23 - гистология, цитология, эмбриология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Новосибирск -1996

Работа выполнена в Новосибирском медицинском институте

Научный руководитель:

доктор медицинских наук, профессор Ю. И. С1СЛЯНОВ

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор М. С. ВИНОГРАДОВА кандидат биологических наук С. В. АЙДАГУЛОВА

Ведущая организация:

Институт цитологии и генетики СО РАН

Защита диссертации состоится , 1997 г.

в часов на заседании диссертационного совета

Д 001.40.01 в НИИ региональной патологии и патоморфологии СО РАМН (630117, Новосибирск, ул. Академика Тимакова, 2; тел: 32-31-56).

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке НИИ региональной патологии и патоморфологии СО РАМН.

Автореферат диссертации разослан " У^"' 1996 г.

Ученый секретарь

Диссертационного совета Д 001.40.01 доктор биологических наук

Е. Л. Лушникова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Следует признать, что обширная пограничная область между эмбриологией, гистологией и цитологией, в анализе которой центральное место принадлежит проблеме эмбрионального и постнатально-го гистогенеза, до сих пор исследована меньше, чем морфофункциональное состояние дифференцированных тканей развитого организма (Кнорре А.Г., 1971; Волкова О.В., Пекарский М.И., 1976; Клишов А.А., 1984). Между тем вопрос об особенностях развития временно функционирующих в онтогенезе тканей и органов был поставлен давно (Иванов П.П., 1937).

Уже П.П. Иванов и его сотрудники установили, что провизорные ткани и органы "преждевременно" и вместе с тем своевременно дифференцируются и начинают функционировать тогда, когда дефинитивные структуры сохраняют еще индифферентный характер. Это действительно было принципиально новое понимание организации развивающегося организма как системы систем. Позднее С.И. Щелкунов (1958) применительно для внеза-родышевых органов обозначил такое неравномерное развитие клеточного строения зародыша позвоночных животных и человека как принцип асинхронного (гетсрохронного) развития провизорных и дефинитивных тканей, выраженный у различных позвоночных в неодинаковой степени.

Идею П.П. Иванова о "преждевременной дифференцировке" поддержали П.Г. Светлов (1960), Б.П. Токин (1977) и углубили для тканей внезаро-дышевых органов Г.А. Шмидт (1968), А.Г. Кнорре (1967, 1971), М.Я. Субботин с сотрудниками (1954, 1956, 1978, 1971) и другие. Попутно заметим, что взгляды П.П. Иванова на дифференцировку различных тканей и органов в период эмбриогенеза находятся в полном соответствии с теорией системо-генеза П.К. Анохина (1966): структуры, ответственные за конкретные функции, появляются к тому времени, когда их функции оказываются необходимыми для формирующегося организма.

Из всех провизорных тканей, входящих в состав внезародышевых органов, наиболее полно изучен хориальный эпителий (Субботин М.Я., 1954, 1968; Дыбан А.П., 1959; Новиков В.Д., Шерудало А.И., 1966; Говорка Э., 1970; Кнорре А.Г., 1971; Новиков В.Д., Склянов Ю.И., 1971; Новиков В.Д., 1972; Жемкова З.П., Топчиева О.И., 1973; Брусюговский А.И., 1976; Колесников СЛ., Новиков В.Д., 1977; Субботин М.Я., Донских Н.В., 1978; Цирельников Н.И., 1980; Колесников С.И., Морозова JI.M., 1985; Колесни-

ков С.И. и др., 1986; Савельева Г.М. и др., 1991). Эта ткань интересовала исследователей в большей степени потому, что именно она обеспечивает прямой контакт фето-плацентарной системы с тканями материнского организма и, следовательно, является наиболее ответственной в материнско-плодовом обмене.

Между тем филогенетически более древней внезародышевой резорби-рующей тканью является желточный эпителий. Его участие в трофике эмбриона (а в ряде случаев и плода) осуществляется как у животных с полиле-цитальными, так и с вторично олиголецитальными яйцеклетками. На примере птиц было установлено, что провизорный эпителий желточного мешка дифференцируется ускоренно и сокращенно по сравнению с кишечным эпителием, что не мешает ему иметь и ряд своеобразных черт (Кнорре А.Г., 1971; Молчанова В .В., Кнорре А.Г., 1980).

Приходится констатировать, что до сих пор работ, посвященных мор-фо-функциональной и морфометрической характеристике желточного эпителия млекопитающих по сравнению с теми, в которых изучались другие внезародышевые ткани, немного. Именно поэтому сохраняется необходимость систематических гистологических и цитологических исследований особенностей функционирования этой ткани как при разных, так и при одном и том же типах плацентации. Разработка проблемы гистогенеза внеза-родышевых тканей или в более общем виде - накопление сведений "об особенностях провизорных органов и тканей несомненно будет способствовать и конкретизации ряда закономерностей эволюционной морфологии вообще, эволюционной гистологии и эмбриологии в частности" (Молчанова В.В., Кнорре А.Г., 1980).

Цель и задачи исследования. Цель работы - изучение гистогенеза желточного эпителия и его зонарной специализации у различных представителей млекопитающих (крысы (Rattus norvegicus) и человека), имеющих одинаковый тип плацентации.

Для достижения этой цели поставлены следующие задачи:

1) оценить функциональное состояние различных зон желточного мешка крысы по ходу эмбриогенеза, используя общепринятые гистологические и морфометрические методы; исследовать строение стенки и выявить некоторые функциональные особенности желточного мешка человека в первом триместре беременности с помощью гистохимических и цито-кариометрических методов;

2) изучить ультраструктуру желточного эпителия крысы в составе различных зон висцерального и париетального листков желточного мешка, синуса Дюваля, а также ультраструктуру лабиринтной балки плаценты на разных стадиях эмбрионального развития крысы;

3) провести морфометрический анализ органелл эпителиоцитов висцерального и париетального листков желточного мешка крысы, обусловливающих их функциональную активность по ходу беременности.

Научная новизна. Впервые проведен комплексный анализ зон желточного мешка крысы с помощью световых, электронно-микроскопических и морфометрических методов в различные периоды эмбриогенеза.

Показаны функциональная значимость каждой из исследованных зон и их взаимодействие для реализации трофической функции:

в висцеральном листке - утилизация внутриклеточных липидных капель, активный пиноцитоз из полости желточного мешка и наработка экспортных или лизосомальных белков;

в париетальном листке - регуляция потока веществ, поступающих в полость желточного мешка.

Впервые выявлена последовательность становления трофической функции различных зон в пределах одного листка желточного мешка.

При помощи морфометрического анализа динамики структур в составе желточного мешка человека показана его деградация как органа.

Теоретическая и практическая значимость работы. Данное исследование углубило понимание особенностей функционирования и биологического значения желточного мешка у двух видов млекопитающих. Результаты данной работы могут послужить основой для планирования новых эмбриологических экспериментов. При их постановке следует учитывать, что при любых воздействиях, приводящих к изменению питания эмбриона или плода, ответные изменения затронут не только плаценту, но и желточный мешок как одно из звеньев единой трофической системы.

Положения, выносимые на защиту:

1. Трофика эмбриона (плода) после закладки внезародышевых органов находится в зависимости не только от контакта желточного мешка и хориона с маткой, но и от взаимодействия друг с другом этих провизорных органов.

2. Висцеральный и париетальный листки желточного мешка крысы специализируются на выполнении различных сторон трофической функции,

причем внутри каждого листка обособляются участки, обеспечивающие последовательную реализацию этой функции.

3. Желточный эпителий - преобладающая ткань трофической системы (желточного мешка и аллантоисной лабиринтной плаценты) - особый подтип эпителиев энтодермального происхождения.

4. Гистогенез желточного эпителия человека резко асинхронный и характеризуется ограниченным проявлением дивергентной дифференциации.

Апробация работы. Материалы работы доложены на 52-й конференции студентов и молодых ученых ИМИ "Новое в биологии и медицине" (Новосибирск) в 1991 г.; научно-практической конференции "Компенсаторно-приспособительные механизмы внутренних органов и головного мозга в норме, патологии и эксперименте" (Тюмень) в 1991 г.; XI съезде анатомов, гистологов и эмбриологов (Смоленск) в 1992 г.; Ш Всероссийском съезде анатомов, гистологов, эмбриологов (Тюмень) в 1994 г.; 56-ой конференции студентов и молодых ученых ИМИ (Новосибирск) в 1995 г.; научной сессии сотрудников НМИ (Новосибирск) в 1995 г.; научной конференции "Гистогенез и регенерация тканей" (Санкт-Петербург) в 1995 г.; научно-практической конференции "Актуальные вопросы современной медицины" (Новосибирск) в 1996 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов и списка литературы. Работа изложена на 236 страницах машинописного текста, содержит 35 микрофотографий, 30 электронных фотографий, 8 таблиц и 83 графика. Список литературы содержит 76 отечественных и 193 иностранных источников.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Объектами исследования служили желточный мешок и лабиринт хо-риоаллантоисной плаценты крыс линии Вистар и желточный мешок человека. Последний получали в гинекологической больнице у практически здоровых пациенток и исследовали в эмбриональный и плодный периоды развития (5-12 недель). В 76 наблюдениях материала обнаружено 18 желточных мешков разной степени зрелости.

От 3-4-месячных регулярно циклирующих самок белых крыс (Кабак Я.М., 1968) массой 160-180 г. получено 115 плодов, находящихся на разных

стадиях эмбриогенеза (11, 14, 17 и 21 сутки). Исследовали гладкий и ворсинчатый отделы висцерального листка желточного мешка, плацентарный и обплацентарный отделы париетального листка, синус Дюваля и лабиринтные балки плаценты. В отличие от крысы, стенка желточного мешка человека по строению однородна на всем протяжении.

Для гистологического исследования срезы окрашивали по общепринятым методикам (Волкова О.В., Елецкий Ю.К., 1971). Волокнистые структуры выявляли по способу Маллори. Вещества белковой природы окрашивали водным и сулемовым растворами бромфенолового синего. Для выявления углеводов применяли окраски по методу Хейла, реактивом Шифф-перйодная кислота и метод Ритгера-Олисона (Пирс Э., 1962; Лилли Р., 1969). Для нуклеолярного теста препараты окрашивали 0.5%-ным раствором толуидинового синего на фосфатном буфере (рН=5.2) (Smetana К. et al., 1966).

На парафиновых срезах подсчитывали долю структурных элементов, а также соотношение одно- и двуядерньтх клеток в висцеральном листке желточного мешка крысы и в желточном мешке человека (выстилке органа и эпителии полостей). Здесь же оценивали активность биосинтетических процессов при помощи нуклеолярного теста (Smetana К. et al., 1966). В париетальном листке (плацентарная часть и синус Дюваля) определяли долю прикрепленных и свободных клеток, число эпителиоцнтов на единицу мембраны Рейхерта и удельную плотность площади клеток на мембране.

Объемную плотность синуса Дюваля, размеры желточного мешка человека, его полостей и их численную плотность вычисляли под стереомик-роскопом, используя окулярную сетку из 289 точек.

Для исследования в электронном микроскопе брали образцы зон желточного мешка и лабиринта плаценты крысы объемом 1 мм3 в количестве 79 на эмбрион (плод). Фиксировали в 1%-ном водном растворе четырехокиси осмия на фосфатном буфере (рН=7.4) (Milloning G., 1961), дегидратировали в спиртах возрастающей концентрации и заливали в эпон (Уикли Б., 1975; Миронов А.А. и др., 1994). На ультратоме LKB-8800 получали полутонкие и ультратонкие срезы. Последние контрастировали водными растворами ура-нилацетата и цитрата свища (Remolds E.S., 1963). Ультратонкие срезы просматривали в электронном микроскопе JEM-IOOS(ASID)SEGZ.

С ядер и случайно выбранных (апикального и базального) (Jollie W.P., 1990) участков цитоплазмы эпителиоцитов висцерального листка, с эпите-

лиальных клеток париетального листка и синуса Дюваля, а также лабиринтных балок делали не менее 30 снимков каждой исследуемой зоны на каждый изучаемый срок при увеличении х3500 раз. Для объективной оценки изменений по ходу беременности использовали метод морфометрии (Weibel E.R., 1979; Автандилов Г.Г., 1980, 1990; Непомнящих Л.М. и др., 1984; Гу-цол A.A., Кондратьев Б.Ю., 1988; Лейсли А., 1992). Достоверность различия сравниваемых величин (при р<0,05) определяли на основании критерия Стьюденга (Плохинский H.A., 1970).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Морфология висцерального листка желточного мешка крысы на разных сроках беременности.

Ворсинчатая часть. Дифференцировка отдела начинается на 11 сутки развития. Ворсины выражены слабо и чередуются с гладкими участками. Висцеральный листок представлен эпителием энтодермального типа (желточным), соединительной тканью с кровеносными сосудами, бесструктурной мембраной и экзоцеломическим эпителием. Доля желточного эпителия составляет 71.2 ±1.4%. В ядрах часто видны картины митоза, по данным нуклеолярного геста преобладающим является тип 1. Двуядерные элементы немногочисленны (6.3+0.7%).

Ядра эпителиальных клеток фестончатой формы, объемная плотность эухроматина достаточно высокая (21.7+1.9%). Нередко в ядрах обнаруживаются липидные капли. На 1 ] сутки эмбриогенеза суммарная площадь ядрышек в ядре характеризуется максимальными значениями (рис. 1), объемная плотность гранулярного и фибриллярного компонентов составляет 71.6+4.9% и 12.9±3.2% соответственно.

Апикальную поверхность клеток занимают длинные микроворсинки неправильной формы, часто анастомозирующие между собой. В основании микроворсинок плазматическая мембрана инвагинирует в цитоплазму. Это сопровождается формированием специализированной апикальной системы транспорта. По сравнению с другими структурами субклеточного уровня поверхностная плотность этой системы самая высокая (1.03±0.12 мю^/мкм3).

При слиянии ее элементов образуются абсорбционные вакуоли, выполняющие депонирующую функцию. Они крупных размеров, окружены мембраной и содержат хлопьевидный материал различной элекгронной

Рис. 1 Суммарная площадь ядрышек в ядрах эпителиоцптов ворсинчатой и гладкой части, кв. мкм. Висцеральный листок желточного мешка.

Рис. 2 Динамика поверхностной плотности первичных и вторичных лизосом в апикальном отдало эпителиоцитов ворсинчатой части, кв.мкм/куб.мкм. Висцеральный листок желточного мешка.

□ 11 сут.

□ 14сут.

□ 17 сут. И 21 сут.

Первичных пиэосом

плотности. С вакуолями чередуются мембранные образования округлой формы, характеризующиеся высокой электронной плотностью. По морфологии они напоминают секреторные гранулы поджелудочной железы. До сих пор не существует единой точки зрения на их происхождение (.ГоШе \V.P_, 1984,1990), в связи с чем мы назвали их лизосомоподобными гранулами.

На 11 сутки эмбриогенеза показатели объемной и поверхностной (рис. 2) плотности для первичных и вторичных лизосом самые высокие, по ходу развития они достоверно снижаются.

Компоненты белоксинтезирующего аппарата локализованы в базальтом клеточном отделе. Цистерны шероховатого эндоплазматического рети-кулума (ШЭР) короткие, встречаются редко, в области ядра ориентированы параллельно его поверхности. Аппарат Гольджи (АГ) представлен системой расширенных профилей и гладких везикул. С подъядерной областью часто связаны крупные липидные капли.

Латеральные мембраны соседних клеток связаны плотными контактами и десмосомами, в базальной трети межклеточные промежутки расширены. Базальная мембрана тонкая и нередко прерывается.

На 14 сутки в основном намечаются тенденции, по которым пойдет процесс развития. К наиболее видимым изменениям следует отнести достоверное снижение объемной плотности эухроматана в ядре (с 21.7±1.9 до 9.31±1.23%), уменьшение длины микроворсинок (с 1.03±0.08 до 0.70Ю.03 мкм), а также усиление степени полярности эпителиоцитов: с апикальным отделом связаны структуры, участвующие в процессе пиноцитоза, а с ба-зальным - в процессах белкового синтеза.

17 сутки эмбриогенеза у крысы - особый период. В это время происходит завершение формирования аллантоисной плаценты и образуется ом-фалоплацента. Ворсины полностью дифференцированы: они длинные и ветвятся, их число возрастает, а межворсинчатые участки сужаются. Объемная плотность желточного эпителия характеризуется максимальными значениями. Наиболее представленным остается первый цитотип, достоверно снижается доля двуядерных элементов (с 6.3±0.73% на 11 сутки до 2.1+0.11% на 17 сутки), в эпителиоцитах практически исчезают митозы.

На полутонких срезах в апикальном отделе эпителиоцитов выявляются многочисленные белковые гранулы, липидные капли встречаются крайне редко. С 11 по 17 сутаи снижаются показатели суммарной площади липидов и ядрышек (см. рис. 1) в ядре, в составе ядрышек повышается объемная

плотность гранулярного и уменьшается плотность фибриллярного компонентов (рис. 3).

В указанный период увеличиваются показатели объемной и поверхностной (рис. 4) плотности системы апикальных канальцев и везикул, абсорбционных вакуолей (рис. 5) и лизосомоподобных гранул (рис. 6).

Цистерны ШЭР уплощаются и удлиняются. Они располагаются параллельно поверхности ядра и латеральным клеточным границам. АГ хорошо развит, он представлен системой плоских стопок, окруженных везикулами. В области АГ часто видны картины гранулообразования. Изменение формы цистерн ШЭР и стопок АГ сопровождается увеличением показателя их поверхностной плотности (рис. 7). Динамика численной плотности прикрепленных к эндоплазматическому ретикулуму (ЭПР) и находящихся в полисомах рибосом по ходу эмбриогенеза различна: первый показатель к 17 суткам достигает пика, а второй падает на каждом из исследованных этапов (рис. 8).

Перед родами желточный эпителий ворсинчатого отдела изменяется незначительно. Клетки приобретают высокопрязматическую форму, митозы исчезают, часть эпителиоцитов находится на стадии дегенерации. Большинство параметров, характеризующих субклеточный уровень организации, с 17 по 21 сутки остается постоянным.

Гладкая часть. Гладкий отдел желточного мешка является продолжением ворсинчатого отдела и располагается над гемохориальной плацентой. Переход двух отделов друг в друга осуществляется постепенно: ворсины становятся короче и встречаются реже.

В составе гладкого отдела присутствуют те же составляющие компоненты, что и в ворсинчатом. На 11 сутки эмбриогенеза объемная плотность всех структурных элементов в гладком и ворсинчатом отделах практически не отличается. Желточный эпителий кубический или плоский, ядра светлые, с неровными контурами. В составе эпителиального пласта 6.84±0.64% приходится на долю двуядерных клеток. По данным нуклеолярного теста в гладком отделе преобладает четвертый цитотип (45.0±1.32%), активные в отношении синтеза типы выражены слабее.

На полутонких срезах эпителий гладкого отдела напоминает таковой ворсинчатого. Его апикальный полюс покрыт микроворсинками, под которыми расположены плотные округлые гранулы, с базальным отделом связаны крупные липидные капли. Кровеносные сосуды расширены, в их просве

120

100

Рис. 3 Динамика объемной плотности гранулярного и фибриллярного компонентов ядрышка в эпитэлиоцитах по ходу беременности. Ворсинчатая часть желточного

мешка

Гранулярного компонента

Фибриллярного компонента

□ 11 сут.

□ 14 сут.

□ 17 сут.

□ 21 сут.

3.5 3 2.5 2 1.5 1

0.5 0

Рис. 4 Динамика поверхностной плотности системы апикальных трубочек и везикул в апикальном отделе клеток желточного эпителия, кв.мкм/куб.мкм. Висцеральный листок желточного мешка.

1 ' т

» [т

Р3*1йг , к!

□ 11 сут.

□ 14 сут.

□ 17 сут. В 21 сут.

Ворсинчатая часть

Гладкая часть

0.9 ■ 0.8 -0.7 ■ 0.6 -0.5 -0.4 -0.3 ■ 0.2 -0.1 ■ 0 -

Рис. 5 Динамика поверхностной плотности абсорбционных вакуолой а апикальном отделе клеток желточного зпитолия, кз.мхм/куб.мкм. Висцеральный листок желточного мешка.

№

*

т.-

Т

; ¿.г-с;^

¿ИШ1

Ворсинчатая часть

Гладкая часть

Рис. 6 Динамика поверхностной плотности лизосомоподобных гранул в апикальном отделе клеток желточного эпителия, кв.мкм/куб.мкм. Висцеральный листок желточного мешка.

з ■

2.5

.5 • 1

□ 11 сут.

□ 14 сут.

□ 17 сут. И 21 сут.

0.5

О

Ворсинчатая часть Гладкая часть

Рис. 7 Динамика поверхностной плотности ШЭР в

базальном отделе клеток желточного эпителия, кв.мкм/куб.мкм. Висцеральный листок желточного мешка.

Ворсинчатая часть

Гладкая часть

Рис. 8 Численная плотность рибосом в базальном отделе эпнтелиоцитоз, 1/куб.мкм. Висцеральный желточный мешок. Ворсинчатая часть.

4000 ------------ --- -------

В полисомах

Прикрепленных к ЭПР

-р<0,05; ** - р<0,01; *"-р<0,001

те содержатся незрелые элементы эрнтроидного ряда. Бесструктурная мембрана представлена тонким гомогенным неклеточным слоем.

В ядрах желточного эпителия высокая суммарная объемная плотность гетерохроматина (87.7±0.9%). Соотношение составляющих его компонентов напоминает таковое в ворсинчатом отделе. Наибольшая доля гетерохроматина связана с полуразвернутой формой (76.6±1.2%).

Суммарная площадь липидов в ядре характеризуется максимальными абсолютными значениями, после чего в каждый последующий период достоверно снижается. Аналогичная тенденция отмечена и для показателя суммарной площади ядрышек в ядре (см. рис. 1).

На 11 сутки эмбриогенеза микроворсинки наиболее длинные (0.874+0.037 мкм), они часто ветвятся и анастомозируют между собой. В апикальном отделе клеток расположены структуры, участвующие в пиноци-тозе: система транспортных везикул, абсорбционные вакуоли и лизосомопо-добные гранулы. Характеризующие их морфометрические параметры в рассматриваемый период достаточно низкие. Наибольшие значения объемной и поверхностной (рис. 9) плотности характеризуют первичные и вторичные лизосомы. По ходу беременности эти показатели достоверно снижаются.

С базальным отделом эпителиоцитов связаны органеллы, имеющие отношение к синтезу и модификации белков. Наибольшей полярностью расположения обладает АГ, в меньшей степени это относится к показателю численной плотности прикрепленных рибосом и входящих в состав полисом. Последние во всем висцеральном листке на 11 сутки характеризуются максимальными значениями; в гладком отделе они выше, чем в ворсинчатом в каждый исследованный период эмбрионального развития (рис. 8, 10). ШЭР в клетке располагается равномерно, его цистерны имеют различную форму: в надъядерной зоне они в основном округлые, в около- и подъядер-ной - уплощенные. Показатель поверхностной плотности ШЭР на разных полюсах варьирует от 0.395±0.052 до 0.759+0.105 мкм2/мкм3.

На 14 сутки развития в эпителии гладкого отдела происходят незначительные изменения. Несколько снижается доля двуядерных элементов, происходит инверсия между инертным четвертым цитотипом и активными в отношении синтеза первым и вторым типами. Появляется тенденция к увеличению объемной плотности гетерохроматина, внутри которого достоверно возрастает его конденсированная свободная форма (с 1.10+0.41 до 5.07±1.57%). Объемная плотность гранулярного и фибриллярного компо

0.50 -0.45 -0.40 0.35 -0.30 0.25 ■ 0.20 0.15 0.10 -0.05 0.00 -

Рис. 9 Динамика поверхностной плотности первичных и вторичных лизосом в апикальном отделе эпителия гладкой части, кв.мкм/куб.мкм. Висцеральный листок желточного мешка.

ЛйЙ

Первичные лизосомы

Вторичные лизосомы

* - р<0,05; ** - р<0,01; — - р<0,001

14

нентов ядрышка в гладком отделе по ходу беременности не отличаются от соответствующих параметров в ворсинчатом.

С 11 по 14 сутки возрастает объемная и поверхностная (см. рис. 7) плотность ШЭР, а также численная плотность прикрепленных рибосом (см. рис. 10). Последний показатель для рибосом в полисомах достоверно снижается (см. рис. 10).

Как и в ворсинчатом, наиболее значимые изменения в гладком отделе происходят на 17 сутки эмбриогенеза. В этот период разрушается обплацен-тарный участок париетального листка, что приводит к слиянию двух полостей - матки и желточного мешка. Желточный эпителий приходит в контакт с эпителием матки и устанавливает с ним отношения, напоминающие таковые в эпителиохориальных плацентах.

Объемная плотность желточного эпителия и кровеносных сосудов снижается, а соединительной ткани и бесструктурной мембраны увеличивается. Эпителий представлен клетками кубической формы, в апикальном отделе видны гранулы белковой природы. Доля двуядерных клеток снижается до 3.25±0.95%. Среди эпителиоцитов преобладают элементы с ядрами первого типа (44.4± 1.81 %).

В ядре отмечается перераспределение видов хроматина: достоверно возрастает объемная плотность суммарного гетерохроматина, внутри которого наиболее активная форма (полуразвернутый хроматин) снижается (с 76.6±1.2% на 11 сутки до 71.9+0.9% на 17 сутки). В этот период гранулярный компонент ядрышка достигает максимальных значений (89.2±1.7%), в то время как фибриллярный практически отсутствует (0.07±0.03%).

Микроворсинки становятся короче. Достоверно увеличивается поверхностная плотность апикальной системы транспорта (см. рис. 4), при этом абсолютные значения этого параметра ниже, чем в ворсинчатом отделе. К 17 суткам эмбриогенеза в клетках желточного эпителия возрастает число абсорбционных вакуолей и лизосомоподобных гранул, о чем свидетельствуют показатели их объемной и поверхностной (см. рис. 5,6) плотности. К моменту родов лизосомоподобные гранулы являются доминирующими субклеточными структурами.

В области АГ часто видны картины гранулообразования. Морфомет-рические показатели для ШЭР за короткий срок (17-21 сутки) возрастают с той же скоростью, что и за период 11-17 сутки (см. рис. 7). К моменту родов они превышают аналогичные данные для ворсинчатого отдела. Числен-

ная плотность прикрепленных рибосом прямо коррелирует с данными по поверхностной плотности ШЭР (см. рис. 10). Для рибосом в полисомах этот показатель продолжает падать (см. рис. 10).

К 21 суткам эмбриогенеза в гладком отделе хорошо развита строма, утолщена бесструктурная мембрана. Ядра желточного эпителия характеризуются высокой объемной плотностью конденсированного свободного гете-рохроматина. Часть клеток находится в состоянии дегенерации: цитоплазматический матрикс уплотнен, латеральные межклеточные контакты расширены, практически все органеллы редуцированы.

Морфология париетального листка желточного мешка, лабиринта и синуса Дюваля аллантонснон плаценты на разных сроках беременности. Париетальный листок желточного мешка крысы на всем протяжении сопровождает висцеральный. На мезометральном полюсе он прилежит к плаценте и называется плацентарной частью. На противоположном конце указанный листок вслед за висцеральным листком и амнионом охватывает эмбрион в виде капсулы и называется капсулярным, или обплацентарным. На 17 сутки эмбриогенеза последний разрушается, что приводит к формированию омфалоплаценты (желточной плаценты).

Париетальный листок представлен отдельными клетками, лежащими на эмбриональной поверхности мембраны Рейхерта, часть клеток не имеет с ней контакта. Ультраструктура эпителиоцитов различных зон идентична. Хорошо выражен белоксинтезирующий аппарат. ШЭР представлен разнообразными по форме цистернами и содержит материал, соответствующий по плотности материалу мембраны Рейхерта. АГ связан с подъядерной зоной и представлен стопками из 5-6 мешочков, заполненных содержимым различной электронной плотности.

На 11 сутки эмбриогенеза в зачаток лабиринтной зоны врастают фе-тальные кровеносные сосуды. Структуры, напоминающие балки лабиринта, отсутствуют. На ультраструкгурном уровне обнаруживаются островки, представленные крупными клетками неправильной формы.

На 14 сутки развития появляются зачатки балок лабиринта. Они находятся на различных стадиях дифференцировки и окружают один или несколько фетальных сосудов. Со стороны материнского кровотока будущие балки покрыты цитотрофобластом. В отличие от них зрелые лабиринтные балки по строению трехслойные и помимо трофобласта представлены двумя эпителиальными слоями.

Париетальная энтодерма вместе с висцеральной распространяется по эмбриональной поверхности лабиринта до места впадения пупочных сосудов. В этой области оба листка проникают вглубь лабиринта и формируют энтодермальный синус Дюваля. Его объемная плотность в плацентарном диске на 14 сутки составляет 5.9±0.6%. Эпителий листков синуса по морфологии напоминает эпителий соответствующих листков желточного метка.

В клетках плацентарной части париетального листка цистерны ШЭР плоские и часто анастомозируют между собой. Численная плотность прикрепленных рибосом достоверно возрастает. В цитоплазме содержатся ли-пидные капли, лизосомы и митохондрии с хорошо выраженными кристами. По мере погружения в лабиринт мембрана Рейхерта истончается.

Часть эпителиоцитов обплацентарной области разрушается, цитоплазма клеток фрагментируется. С 11 по 14 сутки возрастает объемная и поверхностная плотность первичных и вторичных лизосом. Абсолютные значения этих параметров превышают аналогичные значения в плацентарной зоне даже к моменту родов.

К 17 суткам эмбриогенеза лабиринт полностью дифференцирован, морфология балок до родов не изменяется. Сосудистые русла плода и матери разделяют эндотелий с базальной мембраной, два тесно связанных эпителиальных слоя (вероятно, симпластических) и клеточный слой трофобла-ста.

В эпителиоцитах плацентарной части париетального листка максимального развития достигают ШЭР и лизосомы. Морфометрические характеристики последних достигают пика к 21 суткам. В отдельных эпителиоцитах начинаются деструктивные процессы. Обгатацентарная зона желточного мешка полностью разрушается: клетки париетадьной энтодермы аутолизи-руются, мембрана Рейхерта разрывается и закручивается.

Два листка желточной энтодермы продолжают продвижение в лабиринт, объемная плотность синуса Дюваля к моменту родов достоверно возрастает (до 9.3 ±0.7%). Висцеральный листок синуса сопровождает феталь-ные сосуды. В клетках содержатся ядра с изрезанными контурами, среди органелл преобладают митохондрии с плотным матриксом. Межклеточные пространства имеют вид крупноячеистого сита. Эпителиоциты париетального листка синуса по морфологии напоминают таковые на поверхности лабиринта. По ходу эмбриогенеза площадь соприкосновения клеток с мембраной Рейхерта достоверно снижается во всем париетальном листке (рис. 11).

Рис. 11 Удельная плотность площади платок париетального листка на мембране Рейхертз по ходу беременности (%)

Плацентарная часть

Синус Дюваля

В 11 сут.

□ 14 сут.

□ 17 сут. @ 21 сут.

Таблица 1. Суммарная поверхностная плотность мембран эпителиоцитов висцерального листка, вовлеченных в процесс пиноцитоза (Эу транспортной системы, Бу абсорбционных вакуолей, Эу лизосомоподобных структур),

кв. мш/куб. мкм.

беременности Ворсинчатый отдел Гладкий отдел

11 суток 14 суток 17 суток 21 сутки в « 123 +44.1 233 +51.8 407 +57.0 397 +82.9 4 140 +34.6 220 +78.5 » ' 326 +60.41420 ±88.2 * •

* - р<0,05; **-р<0,01; "*-р<0,001

Морфология желточного мешка человека. На ранних стадиях развития (5-12 нед.) желточный мешок человека является органом шарообразной формы. Он подвешен при помощи желточного протока к корню пуповины и находится в жидкости между амнионом и гладким хорионом. В указанный период внешний диаметр органа возрастает с 4.19+0.46 до 6.77+0.87 мм, при этом толщина стенки снижается с 0.250+0.057 до 0.060+0.043 мм.

Стенка "раннего" желточного мешка человека представлена желточным (энтодермального типа) эпителием, рыхлой соединительной тканью, кровеносными сосудами и экзоцеломическим эпителием. На 5-6 неделях на долю желточного эпителия приходится 64.8+15.9%. Топографически выделено три зоны его локализации: внутренняя выстилка желточного мешка (выстилающий), трубки или полости в стенке органа (полостной), островки и тяжи между ними (промежуточный тип).

Промежуточный эпителий напоминает ложномногорядный и отличается полиморфизмом. Внутреннюю выстилку желточного мешка составляют клетки кубической формы, в участках прилежания эпителиальных трубок они плоские. Трубки образованы 3-15 эпителиоцитами, численная плотность указанных структур очень высокая. Эпителий полостей напоминает таковой внутренней выстилки. Доля двуядерных клеток (10.5±0.91%) несколько выше аналогичного показателя в выстилающем эпителии (6.33±0.58%).

По данным нуклеолярного теста преобладает первый цитотип. На 5-6 неделях он составляет 37.2+3.6% в выстилающем и 39.0+2.9% в полостном эпителии.

В большинстве эпителиальных элементов выявляются РАЯ-положительные зерна, по методу Хейла желточный эпителий не окрашивается. Сулемовый раствор бромфенолового синего выявляет мелкую зернистость почти по всей цитоплазме.

Кровеносные сосуды располагаются на периферии органа (вблизи эк-зоцеломического эпителия) и содержат незрелые элементы эритроидного ряда.

На 7-8 неделях эмбриогенеза доля соединительной ткани скачкообразно возрастает (с 10.6±2.5 до 36.0+6.9%), а желточного эпителия падает (с 64.8+15.9 до 47.1 + 12.8%). Внутри зон последнего происходит перераспределение в сторону увеличения объемной плотности выстилающего эпителия и снижения полостного. Морфологически эпителиоциты различных зон желточного мешка сходны между собой.

По данным гистохимического анализа в эпителиоцитах выявляются многочисленные PAS- и Хейл-положительные структуры в виде зерен малинового и голубого цвета.

В указанный период возрастает объемная плотность экзоцеломическо-го эпителия, увеличивается средний объем их ядер и объем самих клеток. Максимального развития достигает щеточная каемка.

9-10 недели внутриутробного развития сопровождаются увеличением доли соединительной ткани в стенке органа до 82.3±14.7%. Это сопровождается падением доли эпителиального компонента энтодермального генеза, внутри которого сохраняется тенденция, наметившаяся на предыдущем этапе. Численная плотность эпителиальных полостей снижается с 234+19.6 мм3 на 5-6 неделях до 77.0±8.2 мм'3 на 9-10 неделях. В последующий период эмбриогенеза полости в стенке органа не выявляются. Эпителиоциты становятся плоскими, часть их слущивается в просвет органа. Достоверно снижается доля двуядерных элементов, после 10 недели они вообще исчезают.

К 11-12 неделям развитая желточный эпителий практически полностью замещается соединительной тканью. Он представлен одним слоем плоских клеток с гиперхромными ядрами. Средний объем эпителиоцитов падает с 3736+364 мкм3 на 5-6 неделях до 184+29 мкм3 к концу первого триместра. Доля четвертого циготипа составляет 41,4±3.2%.

Обсуждение результатов. В эмбриогенезе доминирующим типом питания является внутриклеточный (Морозов И.А. и др., 1988). При этом захват материнских белков из полости желточного мешка осуществляется путем эндоцитоза (King B.F., 1982; Kugler P., Miki A., 1985). Продукты их расщепления поступают к эмбриону в качестве строительного материала для синтеза эмбриоспецифических белков.

Абсорбционные эпителии различных органов имеют общие структурные особенности (Haiae T. et al., 1986). Их неотъемлемой характеристикой является значительный расход (рециклизация) мембран (Саляев Р.К., Рома-ненко A.C., 1979; Короленко Т.А., 1990).

Достоверное снижение длины микроворсинок в эпителии висцерального листка по ходу беременности свидетельствует об усилении его абсорбирующей способности (Морозов И.А. и др., 1988). Степень участия в пи-ноцитозе различных отделов желточного мешка крысы легко определяется на основании показателей поверхностной плотности мембран в составе эле-

ментов апикальной системы транспорта, абсорбционных вакуолей и лизосо-моподобных гранул, а также исходя из их суммы.'

Динамика поверхностной плотности апикальной системы транспорта в ворсинчатом и гладком отделах однонаправлена (см. рис. 4). Меньшие абсолютные значения указанного параметра в гладкой зоне (при относительно равном суммарном показателе) указывают на большую поверхностную плотность мембран в составе других структур, участвующих в эндоцитозе.

На 11 и 14 сутки эмбриогенеза суммарный пул мембран и каждый отдельный компонент суммы в различных отделах висцерального листка сходны между собой (табл. 1). К 17 суткам суммарный показатель в ворсинчатой зоне превышает таковой в гладкой (см. табл. 1), при этом "избыток" мембран связан с апикальной системой транспорта (см. рис. 4). На 21 сутки эмбриогенеза указанный параметр стремительно возрастает в гладком отделе, но мембраны оказываются в основном в составе лизосомоподобных гранул (см. рис. 6). Многоступенчатый анализ динамики вышеупомянутых структур позволяет предположить, что в ворсинчатом отделе желточного мешка пиноцитоз и утилизация материнских белков достигают пика к 17 суткам. Напротив, в гладком отделе эти процессы усиливаются после образования им омфалоплаценты и наиболее выражены непосредственно перед родами.

По ходу эмбриогенеза морфометрические параметры, характеризующие лизосомы, снижаются. Это может быть связано с их быстрым расходованием либо замедленным формированием. Динамика поверхностной плотности ШЭР (см. рис. 7), АГ и численной плотности прикрепленных к ШЭР рибосом (см. рис. 8, 10) свидетельствуют об усилении синтеза экспортных либо лизосомальных белков. Вероятно, что в ворсинчатом отделе органа волна изменений к 21 суткам доходит до аппарата Гольджи, который не успевает высвободить заготовленные ферменты в составе первичных лизосом, а абсорбированный из полости желточного мешка материал остается невостребованным в абсорбционных вакуолях. По данным Thomas T. et al. (1990) гладкая часть но синтезу экспортных белков (белки плазмы) значительно превосходит ворсинчатую. Следовательно, усиление синтеза на ШЭР в гладком отделе может относиться как к экспортным, так и к лизосомальным белкам.

Среди плацентарных млекопитающих грызуны составляют исключение по короткой продолжительности эмбриогенеза (Шмидг Г.А., 1968;

Флиндт Р., 1992). Таким образом, универсальный для млекопитающих сигнал на усиление синтеза лизосомальных ферментов в желточном эпителии висцерального листка у крыс к 21 суткам реализоваться не успевает.

Париетальный листок желточного мешка несет нагрузку, связанную с селективным транспортом веществ (особенно его плацентарная часть). В просвет желточного мешка они могут попадать не только через париетальный листок органа, но и через энтодермальный синус Дюваля. Учитывая достоверный рост его объемной плотности по ходу беременности, можно предполагать усиливающуюся роль синуса в переносе питательных веществ от матери к плоду.

Поток объема (скорости) веществ в синус или полость желточного мешка регулируется на уровне самих эпителиоцитов. На эту мысль наталкивает существование открепленных от мембраны Рейхерта клеток и динамика такого показателя, как площадь соприкосновения клеток с мембраной.

Многочисленные работы по изучению морфологии лабиринта плаценты указывают на трехслойное строение его балок (Беляев J1.JI., 1987; Скля-нов Ю.И., 1987; Левкович Л.Г., Цирельников H.H., 1993; Jollie W.P., 1964). Между тем не существует единой теории, объясняющей появление этой трехслойности. Высказана гипотеза о различном происхождении элементов балки, в частности, о взаимодействии трофобласта с производными желточной энтодермы (Склянов Ю.И., 1987). Последняя проникает в лабиринт по ходу эмбриогенеза в составе слепых концов энгодермального синуса. Возможно, что у крыс имеет место особый вариант реализации трофической функции, основанный на взаимодействии двух трофических источников. Подтвердить или опровергнуть данную гипотезу пока не представляется возможным.

Желточный мешок человека самостоятельной плаценты не образует, а его функции по сравнению с аналогичным органом грызунов во многом ограничены (Gitlin D. et al., 1972; Hustin J., Jauniaux E., 1993). Инверсия между желточным эпителием и соединительной тканью в первом триместре беременности наталкивает на мысль о резком снижении функций этого органа. На это указывает и перегруппировка желточного эпителия в составе стенки желточного мешка.

Увеличение общих размеров исследуемого органа не является отражением интенсификации его функций, поскольку стенка органа истончается, а в самом желточном эпителии в 4 раза возрастает доля клеток, синтети-

ческие процессы в которых значительно снижены. При этом мы не исключаем участия желточного мешка в трофике эмбриона (или плода) на ранних стадиях эмбриогенеза. Она может осуществляться как за счет абсорбции содержимого полости органа и эпителиальных трубок, так и содержимого эк-зоцелома. Последний вариант возможен при тесном взаимодействии эпителия экзоцелома и ворсинчатого хориона.

ВЫВОДЫ

1. Желточная энтодерма, развиваясь дивергентно в составе желточного мешка и аллантоисной лабиринтной плаценты грызунов и в желточном мешке человека, образует особый тканевой подтип эпителия - желточный. Разновидности этого эпителия отражают направленность внеэмбрионально-го гистогенеза как проявление структурной адаптации тканей.

2. Относительно короткий период эмбриогенеза у некоторых млекопитающих с гемохориальной плацентой (крыса) определяется особенностями трофического снабжения эмбриона (плода). Это обеспечивается тесным контактом желточного мешка с маткой и аллантоисной плацентой лабиринтного типа для формирования единой трофической системы. Каждый из ее компонентов выполняет частные стороны единой трофической функции.

3. Взаимодействие желточного мешка и аллантоисной плаценты осуществляется на уровне энтодермального синуса Дюваля и плацентарной части париетального листка желточного мешка. Производные желточной энтодермы участвуют в формировании слоев эпителия лабиринтных балок аллантоисной плаценты.

4. В эмбриогенезе крысы питательные вещества проникают в экстраэмбриональную трофическую систему эмбриона и плода через лабиринтные балки и энтодермальный синус аллантоисной плаценты, плацентарный отдел париетального листка и висцеральный листок желточного мешка на всем его протяжении, включая омфалоплаценту.

5. Двулистковая организация желточного мешка обеспечивает разделение его функций: париетальный листок специализирован на селективный транспорт макромолекул, а висцеральный - на ихпиноцитоз, депонирование и утилизацию. Помимо катаболизма материнских белков висцеральный листок активно участвует в синтезе эмбриоспецифических белков.

6. Желточный эпителий висцерального листка желточного мешка крысы осуществляет трофическую функцию в два этапа: до 14 суток эмбриогенеза он более активен в липидном, а затем в белковом обмене.

7. Эпителий гладкого и ворсинчатого отделов висцерального листка желточного мешка крысы по морфо-функциональным особенностям сходен между собой, ему свойственна высокая скорость утилизации материнских белков, которую обеспечивает развитый лизосомальный аппарат.

8. Однонаправленность функции желточного эпителия в пределах разных зон одного листка не исключает их разной скорости дифференцировки в отношении частной функции: эпителиоциты обплацентарной зоны париетального листка специализируются быстрее, чем плацентарной, а ворсинчатой зоны висцерального листка быстрее, чем гладкой.

9. Желточный эпителий в полном объеме обеспечивает структурно-функциональные особенности желточного мешка в течение ограниченного периода беременности у человека. Участие этого провизорного органа в трофическом обеспечении эмбриона и плода определяется, по-видимому, взаимодействием ворсинчатого хориона и эпителия экзоцелома.

10. Обратное развитие желточного мешка у человека протекает поэтапно: оно начинается с эпителиев полостной и промежуточной локализации и к концу первого триместра беременности распространяется на выстилающий желточный эпителий. Сдвиг межпсаневых отношений с заметным преобладанием соединительной ткани наблюдается уже к 9-10 неделям и по времени совпадает с инволюцией экзоцеломического эпителия.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Соловьева (Дубинина) H.H. Морфогенез желточного мешка человека //Новое в биологии и медицине. - Новосибирск. -1991. - С. 88.

2. Склянов Ю.И., Соловьева (Дубинина) H.H., Бычкова H.A. Пути дифференциации эпителиоцитов желточного мешка человека по данным нуклеолярного теста //Компенсаторно-приспособительные механизмы внутренних органов и головного мозга в норме, патологии и эксперименте. -Тюмень.-1991.-С. 177-179.

3. Склянов Ю.И., Иванов В.В., Соловьева (Дубинина) H.H., Бычкова H.A., Аннанепесова Б.Б., Быструшкин С.К., Ганджунц Г.А. Сравнительная морфология и реактивность производных желточной энтодермы при гемо-

хориалыюй пладентадии //Тезисы докладов XI съезда анатомов, гистологов, эмбриологов. - Полтава. - 1992. - С. 221.

4. Дубинина H.H. Сравнительная характеристика желточного эпителия при гемохориальной плацентации (количественный анализ) //Тезисы докладов 56-й итоговой научной конференции студентов и молодых ученых. - Новосибирск. - 1995. - С. 8.

5. Дубинина H.H., Бычкова H.A., Склянов Ю.И. Сравнительная морфология желточного эпителия у некоторых плацентарных млекопитающих //Материалы III съезда анатомов, гистологов, эмбриологов Российской Федерации. - Тюмень. - 1994. - С. 66.

6. Новиков В.Д., Склянов Ю.И., Машак C.B., Ясакова Н.Т., Дубинина H.H., Герасимова Ю.В., Юрьева Я.В. Гистогенез и регенерация тканей провизорных органов //Тезисы докладов научной сессии сотрудников НМИ. -Новосибирск. - 1995. - С. 30.

7. Новиков В.Д., Склянов Ю.И., Ясакова Н.Т., Дубинина H.H. Гистогенез производных внеэмбриональных зачатков у человека и некоторых млекопитающих //Гистогенез и регенерация тканей. - Санкт-Петербург. -1995. - С. 97-98.

8. Дубинина H.H. Эпителиостромальные отношения в желточном мешке некоторых млекопитающих //Актуальные вопросы современной медицины. - Новосибирск. - 1996. - С. 225-226.

Соискатель

H.1 Н. Дубинина

Подписано в печать 29.11.96 г. Формат бумаги 60x84/16 Печ. л. 1,0. Заказ № 1207 . Тираж 100 экз.

Уч.-изд. лист. 6. Бумага финская

Типографский центр RISO, г. Новосибирск, Красный Проспект, 52.