Автореферат и диссертация по медицине (14.00.23) на тему:Морфофункциональная характеристика эпителия бронхов в онтогенезе человека и в экспериментальных условиях

На правах рукописи

Р Г Б ОД

2 ?

КОЗЛОВА Атшна Николаевна

МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЭПИТЕЛИЯ БРОНХОВ В ОНТОГЕНЕЗЕ ЧЕЛОВЕКА И В ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХУСЛОВИЯХ

14.00.23 - гистология, цитология, эмбриология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Оренбург -1997

Работа выполненанакафедре гистологии, цитологиии эмбриологии Оренбургской государственной медицинской академии.

Научный руководитель;

Действительный член Международной Академии Информатизации (ПА).

член-корреспондент АЕ, доктор биологических наук,

профессор Стадников АЛ.

Официальные оппоненты: Заслуженный деятель науки РФ, доктор медицинских наук,

профессор Дунаев П.В.

Доктор медицинских наук,

профессор Ямщиков Н.В.

Ведущее учреждение:

Российский государственный медицинский университет

Защита состоится" 30" СМ/У^'Ъч-Р1997г. в /О часов на заседании диссертационного совета К 084 51.02 при Оренбургской государственной медицинской академии по адресу: 460000, г.Оренбург, ул.Советская.6. тел.: (3532) 77-61-03, факс: (3532) 77-94-08.

С Диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Оренбургской государственной медицинской академии.

Автореферат разослан 1997 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат медицинских наук, доцент СемченкоЮ.П.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Вопросы физиологического и репаратив-ного гистогенезов, тканевой детерминации и дифференцировки являются узловыми в проблеме биологии тканей. Решение их крайне необходимо для понимания механизмов реализации процессов адаптации тканевых структур и их роли в развитии патологических состояний организма (В.П.Михайлов, 1972: Д.С.Саркисов, 1977).

Воздухоносные пути легких являются своеобразной калориферно-очистительной системой, в которой воздух согревается, очищается и увлажняется. Современные изменения экологической обстановки повлекло за собой увеличение частоты заболеваний органов дыхания, которые характеризуются преобладанием затяжных и хронических форм, поражением лиц молодого, трудоспособного возраста (А.П.Авцын,1979: АЛ.Миловановаисоавт., 1991).

Среди наиболее значимых проблем современной морфологии трахео-бронхиальной системы ведущеезначение занимают исследования структурных компонентов компенсаторно-приспособительных реакций тканей бронхов.

В процессе филогенеза воздействие факторов внешней среды сформи-ровалив эпителиальныхтканях(Ф.М.Лазаренко, 1959) высокую способность к физиологической регенерации, что очень важно для выполнения ими барьерной функции. Поэтому, следовало бы ожидать такую же способность и от эпителия дыхательных путей. Однако, как следует из работ W.K.Blenklnsopp (1967), М. Bindreiter et al. (1968), А.В. Wells (1970), Т.В.Каменецкой (1977) эпителий бронхов является медленно обновляющимся. Многие исследователи признают, что восстановление такого рода тканей, осуществляющееся путем внутриклеточной регенерации, "регенера-ционной гипертрофии", происходит за счет вовлечения в этот процесс дифференцированных клеток (Л.К-Романова, 1984). Однако, до сих пор нет единой точки зрения на судьбу дифференцированных клеток в условиях репаратив-ного восстановления тканей легких (И.ВЛЬкин, 1970.1972;И.И.Дедов, 1973; Д.С.Саркисов, 1973, 1977; Л.ДЛиознер, 1982).

Согласно данным современных исследований в обновлении эпителиального покрова слизистой оболочки бронхов одновременно участвует несколько видов клеток, а именно, базальные клетки, малодифференци-рованные и поверхностные клетки с высокой степенью дифференцировки и функциональной специализации (Т.В.Каменецкая, 1974,1977; Л.К.Романова. 1971, 1984; G.M.Donnelly et al., 1982; F.Baldwin. 1994; J.I.Liu etal., 1994; D.F.Rogers. 1994). Известно (А.К.Бойков, С.П.Бойкова, А.БЛкрасова,1989; В.В.Яшов, 1989; Fikslbmasz, 1989) более 12 типов клеток в составе эпителия трахеобронхиального дерева млекопитающих (кинетический, секреторный, малодифференцированный, нейроэндокринный, мезенхимный и другие типы). Однако, закономерности межклеточных отношений, принципы дифферонной организации столь многообразных элементов, роль и значимость их в осуществлении мукоцилиарного клиренса остаются до конца невыясненными.

Безусловно, вопросы об источниках происхождения и механизмах развития компонентов эпителиальной выстилки бронхов, особенности регенераторных возможностей эпителиоцитов и структурных компонентов подлежащей соединительной ткани, характер их взаимоотношения в очаге повреждения друг с другом и с пришлыми клетками воспаления в процессе репаративной и физиологической регенерации остаются актуальными.

Существенным моментом тканевого гомеостаза является обеспечение в организме сохранения общей массы клеток, необходимой для правильного функционирования, т.е. соотношение между делящимися, дифференцированными и гибнущими клетками. Достижение этого состояния, каъ известно, обеспечивается не только генетическими механизмами, но и действием комплекса регуляторных факторов, внутрисистемных (тканес-пецифические ингибиторы и стимуляторы клеточной репродукции), так и межсистемных (нейрогуморальные факторы). Несмотря на достигнутые успехи в исследовании структурных элементов, ответственных за синтез у секрецию гормонов, вопросы генеза, дифференцировки и гистотопографш инкреторных элементов эпителия бронхов на протяжении индивидуально!"« развития отражены в немногочисленных работах и остаются недостаточно изученными и дискуссионными.

В настоящее время особую актуальность приобретает изучение регули рующего воздействия ряда нейрогормонов гипоталамуса (окситоцина и ваз опрессина) как факторов, стимулирующих пролиферацию и рост клетш различных тканей (КгасЪагу е1 а1., 1987; А.А.Стадников, 1989, 1997) Современная эндокринология переживает этап "вторжения" нейропепгидо] в традиционные представления о нейрогормональной регуляции пролифе рации, ростаи цитодифференцировкитканей различного генеза (И.Г.Акмаев 1992; А.Л.Поленов.1962, 1993; А А. Стад ников, 1995). Данная проблема ] настоящее время рассматривается, как имеющая по крайней мере два свя занных между собой аспекта: изучение влияния нейрогуморальных факторо] как регуляторов функционирования клеточных элементов, с другой стороны исследование их как факторов немаловажных для управления процессам! репродукции, роста и дифференцировки клеток и тканей, их адаптации I межклеточных корреляций. Вторая сторона этой проблемы изучен) несравненно слабее, а в отношении эпителиальных структур воздухоносно! системы легких данных на этот счет нет.

"Шким образом, очевидна необходимость дальнейшего исследованш структурной организации эпителия слизистой оболочки бронхов и расшиф ровка ее защитных функций, направленных на поддержание гомеостаза, 1 том числе и при неблагоприятных воздействиях, а также выяснение роли ] значимости регуляторных систем организма в этих процессах.

Цель и задачи исследования

Цель исследования: Установление динамики и объема гисто- и орга нотипических потенций эпителия слизистой оболочки внутрилегочны бронхов в онтогенезе человека, закономерностей репаративных гистоге незов, компенсаторно-приспособительных возможностей покровных ;

железистых структур в условиях культивирования, а также выяснение реальности и характеристики прямого воздействия на них нейроэндокринных факторов.

В соответствии с этим были поставлены следующие задача исследования:

1. Изучить гистологическую и гистохимическую характеристику покровного и железистого эпителия виутрилегочных бронхов на этапах эмбриогенеза и постнатального онтогенеза человека.

2. Оценить на светооптическом и ультраструктурном уровнях закономерности морфофункциональных превращений и реактивные свойства эпителиальной ткани виутрилегочных бронхов крыс в условиях культивирования в организме по методу Ф.М.Лазаренко.

3. Определить особенности репаративной регенерации эпителия бронхов в условиях совместного культивирования их в организме с супраоптическими (СО) и паравентрикулярными (ПВ) ядрами гипоталамуса.

Научная новизна результатов. Уточнены и конкретизированы особенности структурно-функциональной организации эпителия виутрилегочных бронхов в онтогенезе человека и в эксперименте на животных. касающиеся гистогенеза и морфофункциональной характеристики реснитчатого эпителия и секреторных элементов трахеобронхиальной системы. Изучена гистотопография и динамика дифференцировки аргентафинных клеток в эпителии различных бронхов человека в различные сроки онтогенеза.

Впервые установлены закономерности пролиферации, роста, вторичной дифференцировки имплантированных кусочков виутрилегочных бронхов в условиях сокультивирования их ln vivo с нонапептидергическими ядрами гипоталамуса (на светооптическом и электронномикроскопическом уровнях, включая методику гистоавторадиографии). Впервые обнаружены эффекты прямого действия гипоталамических нонапептидов, проявляющееся на уровне покровного и железистого эпителия бронхов, а также соединительнотканных элементов (адаптивный эффект на переживание, стимуляция экстенсивного роста и дифференцировки мукоцитов, репродукция, рост и дифференцировка фибробластов и макрофагов). Нейро-гормональные вещества, действующие в условиях культуры тканей в организме можно рассматривать как инициаторы дедифференцировки клеток и значительно повышающих синтез ДНК в эпителиоцитах и фибробластах. Нонапепгидные нейрогормоны оказывают существенное влияние на пролиферацию эпителия, способствуют реализации более древней в филогенетическом отношении программы его гистиотипических свойств. Сформулировано положение о разнонаправленном влиянии факторов супраопгических и паравентрикулярных ядер на диапазон компенсаторно-приспособительных возможностей эпителия и соединительнотканных элементов культивируемых кусочков бронхов. Установлено позитивное влияние гипоталамических факторов на реализацию адекватных межклеточных отношений в культур альных условиях.

Впервые описаны фенотипические клеточные реакции, морфофун-кциональные особенности макрофагов и фибробластов на разных этапах

имплантационного процесса, а также показаны взаимоотношения фибробластического и макрофагального путей дифференцировки в имплантатах в зависимости от условий культивирования.

Теоретическая и практическая значимость работы

Сведения об особенностях стругаурно-функциональной перестройки покровного и железистого эпителия внутрилегочных бронхов в различные периоды онтогенеза могут быть использованы при разработке проблем патологии органов дакания, в том числе и для витальной объективизации клинических исследований в медицинской практике.

Полученные результаты позволяют дополнить существующие представления о закономерностях репаративного процесса в бронхах млекопитающих и человека. Они создают теоретическую базу для дальнейшего уточнения механизмов восстановления эпителиальных структур бронхов, для объективной оценки компенсаторно-приспособительных возможностей тканей воздухоносной системы человека и животных.

Проведенное исследование открывает перспективы для изучения прямого влияния гипоталамических нонапептидов на процессы гибели, переживания, дедифференцировки, пролиферации, роста и цитодифферен-цировки клеток эпителия бронхов и для целей коррекции репаративного гистогенеза структурных компонентов органов трахеобронхиальной системы. В своей совокупности полученные данные создают предпосылки для последующего развития научной базы прикладных аспектов клинической пульмонологии, а также для дальнейшего развития учения о биологин тканей.

Внедрение. Результаты диссертационной работы внедрены в учебный процесс на кафедре гистологии Оренбургской медакадемии, кафедре анатомии и гистологии Оренбургского аграрного университета, кафедр« валеологии Оренбургского педагогического университета.

Основные положения, выносимые назашиту;

1. Онтогенетические и экспериментальные исследования покровногс и железистого эпителиев внутрилегочных бронхов человека и животньв свидетельствуют об эпидермальных чертах реализации ими генетическ* детерминированных гисто- и органотипических потенций.

2. Этапный характер реорганизации эпителиальных структур внутри легочных бронхов человека, гистохимические и морфометрические особен ности возрастной смены характера секреции бронхиальныхжелез, количест венная динамика аргентафинных клеток слизистой оболочки бронхо1 рассматриваются в аспекте паракринной регуляции эмбрионального i постнатального развития эпителиального покрова воздухоносных путе! легкого.

3. Нейрогуморальные факторы ядер гипоталамуса в условия: органотипических культур in vivo играют существенную роль как регуляторь клеточной репродукции, роста, синтеза ДНК и цитодифференцировк! эпителиоцитов и стромальных элементов слизистой оболочки внутри

легочных бронхов.

4. Характер и объем имплантационных превращений покровного и железистого бронхиального эпителия, фенотипические преобразования эпителиоцитов, фибробластических элементов, макрофагов и эндотелио-цитов свидетельствуют об идентифицированной аффинности указанных структур к прямому регулирующему воздействию нейроэндокринных факторов крупноклеточных ядер гипоталамуса.

Апробапия работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на:

1. Конференциях молодых ученых (Оренбург, 1991,1992. 1993, 1994, 1995, 1996, 1997).

2.8-й зональной конференции ученых медиков Севера (Архангельск,

1992).

3.2-й Всероссийской конференции "Влияние антропогенных факторов на структурные преобразования органов, тканей, клеток человека и животных (Саратов, 1993).

4. 3-м Всероссийском съезде анатомов, гистологов и эмбриологов (Комень, 1994).

5. Юбилейной научной конференции, посвященной 50-летию Оренбургского мединститута (Оренбург, 1994).

6.4-й Всероссийской конференции "Нейроэндокринология-95"(Санкг-Петербург, 1995).

7. 2-м съезде физиологов Сибири и Дальнего Востока (Новосибирск,

1995).

8. Научно-практической конференции морфологов Ткшенекой области (Ъомень, 1996).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 17 научных

работ.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 257 страницах машинописноготекста. Работа состоит из введения, обзора литературы, главы "Материал и методы исследования", 3-х глав собственных исследований, обсуждения собственных результатов с данными литературы и выводов. Диссертация иллюстрирована 96 рисунками, 13 таблицами. Библиография включает 147 отечественных и 228 зарубежных источников. Диссертация написана на русском языке.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материал и методы исследования. Материалом для онтогенетичес-кихисследований служили фрагменты легкого, содержащие внутрилегочные бронхи, взятые от 47 эмбрионов (плодов) и 59 трупов людей разного возраста от периода новорожденности до 80 лет.

Возраст эмбрионов и плодов определяли в соответствии с таблицей, приведенной в руководстве по эмбриологии человека (А.Г.Кнорре, 1967). В постнатальном развитии человека учитывали возрастную периодизацию, предложенную И. А Аршавским (1975).

Экспериментальная часть работы выполнена на 234 белых бес породных крысах-самцах массой 180-230 г. В соответствии с задачам* настоящей работы объектами исследования служили: бронхи крыс i условиях культивирования invivo, а также фрагменты гипоталамуса этих ж< животных, содержащие супраоптические (СО) и паравентрикулярные (ПВ ядра. Сведения по количественному распределению материала по серю» экспериментов приведены в таблице 1.

Таблица:

КОЛИЧЕСТВО ИССЛЕДОВАННОГО МАТЕРИАЛА В ЭКСПЕРИМЕНТАХ

Стадия имплантации Количество исследованных имплантатов

Культивирование ВР+СО БР+ПВ

12 ч. 6 6 6

1 сут. 6 6 6

2 сут. 6 6 6

3 сут. 6 6 6

4 сут. 6 6 6

5 сут. . 6 6 6

6 сут. 6 6 6

7 сут. 6 6 6

8 сут. 6 6 6

10 сут. 6 6 6

12 сут. 6 6 6

16 сут. 6 6 6

20 сут. 6 6 6

ВСЕГО 234

Бр+СО - Совместное культивирование бронхов с супраоптическим: ядрами гипоталамуса.

Бр+ПВ - Совместное культивирование бронхов с паравентрикуля рными ядрами гипоталамуса

Проведены 3 серии экспериментов по органотипическому культиви рованию in vivo кусочков внутрилегочных бронхов крыс. В первой сери: опытов использован метод культивирования в организме по Ф.М. Лазаренк (1959). Во второй серии проведено совместное культивирование бронхов фрагментами гипоталамуса, содержащими СО ядра, а в третьей серии - coi местное культивирование ^сочков бронхов с ПВ ядрами.

Выделение крупноклеточных ядер гипоталамуса производили пр: помощи микроскопа МБС-9, используя стереотаксические карты (Я.Бурег исоавт., 1962).

Исследование имплантатов осуществляли через 12 часов, 1,2,3,4, £ 6, 7,8, 10,12, 16 и 20 суток от начала культивирования. Всего изучено 23

имплантата (по 78 имплантатов в каждой из 3-х серий опытов).

Для светооптического исследования материал фиксировали в 10% водном растворе нейтрального формалина и жидкости Буэна. После стандартной гистологической обработки материал заливали в парафин. Срезы голщиной 4-6 мкм окрашивали гематоксилином МаЙера и эозином, а также с использованием гистохимических методик. Нуклеиновые кислоты обнаруживали смесью метилового зеленого и пиронина "Ж", по методу Браше у.ВгасЬе!, 1940). Суммарный белок определяли по методу Даниэлян (Э.Пирс,1962). Дифференцировку углеводных соединений (гликозамино-гликаны, гликопротеины) с соответствующими контролями проводили по схеме, предложенной А.П.Авцьшым, А.И.Струковым, Б.Б.Фуксом(1971).

Сравнение интенсивности окрашивания производили визуально по 5-бальной системе (0-отсутствие окрашивания, 1-слабое окрашивание, 2-3-среднее, 4-интенсивное, 5-весьма интенсивное окрашивание) на срезах одинаковой толщины, инкубированных в средах одновременно.

Аргентафинные клетки определяли с помощью реакции Массона-Гкмперля.

Для выявления кератина проводили реакцию с надмуравьиной кислотой и реактивом Шиффа по методу Э. Пирса (1962) и кислым раствором основного коричневого по методу М.Г. Шубича (1963).

Пшкоген и нейтральные гликопротеины обнаруживали в срезах перйодат-Шифф-реакцией по методу Мак-Мануса-Хочкисса-Шабадаша [Л.МсМапиБ, 1948; К.НоЬсЪМзз, 1948; АЛ.Шабадаш, 1949)сдокраскойядер гематоксилином Парриса. Для дифференциального анализа выявляемых перйодат-Шифф-реакцией соединений использовался ряд стандартных контролей (Э.Пирс, 1962). Нейросекреторный материал идентифицировали паральдегид-фуксином по 1Ъмори-Габу в модификации А.А.Поленова(1963).

Для электронно-микроскопического исследования материал фиксировали в 2,5% растворе глютарового альдегида, четырехокиси осмия по С. МШоп^ (1961) и заливали в ЭПОН-812. Срезы готовили на ультратоме ХКВ-5", контрастировали в 2% водном растворе уранилацетата и цитрата звинца (Е.З.ЯеупоИз, 1963). Ультратонкие срезы изучали при помощи электронного микроскопаЭМВ-100 АКприувсличенияхотх4000дох24000.

Светооптическая авторадиография проведена на парафиновых грезах. Для изучения ДНК-синтетической способности клеток использован Н3-тимидин (3,7 х 10« Бк/г массы). Для приготовления гистоавтографов использовали жидкую эмульсию типа *Р" (производства НИИХИМфото) по методике Л.Н.Жинкина (1959). Меченными считали клетки, ядра которых ¡одержали не менее 5 зерен восстановленного серебра.

Электронномнкроскопяческая радиоавтография выполнена по методике ЕЬагга В.Огог (1970).

Количественная информация о размерах ядер, ядрышек клеток толучена в ходе морфометрических исследований парафиновых срезов в цветовом микроскопе при использовании винтового окуляр-микрометра МОВ-1-15к у 4.2.

При проведении статистического анализа вычисляли среднеарифметические значения и их среднеквадратические отклонения. Оценка разли-

чий сравниваемых показателей проводилась с помощью ^критерия Стью-дента при заданном уровне значимости Р^.0,05. Обработка полученных данных проведена в соответствии с рекомендациями Г.Г.Автандилова (1990).

Результаты исследования и и» обсуждение Гистологические особенности внутрилегочных бронхов в онтогенезе человека

Изучение гистогенетических и формообразовательных процессов в легких в эмбриогенезе выявило последовательное изменение тканевых элементов органа, что подтвердило известную стадийность (железистая, каналикулярная, альвеолярная стадии) в его развитии легких, описанную Е.КНка(1978), Р.аЕ^ап(1980), Не Биуип (1985) в своих работах.

В процессе эмбрионального гистогенеза эпителий слизистой оболочки внутрилегочных бронхов обладает способностью образовывать пласты различной структурной организации (однослойный однорядный, двурядный, переходный, многослойный, многорядный, многорядный мерцательный). Дифференцировка эпителиоцитов на протяжении бронхиального дерева происходит в кранио-каудальном направлении мозаично и гетерохронно. Многорядный реснитчатый эпителий дефенитивного строения формируется на месте переходного из базальных клеток или из недр клеток промежуточных рядов. При этом отмечается активный процесс вытяснения значительного числа погибающих клеток (особенно заметен этот процесс в 10-12 недель плодного периода, а также и у новорожденных). В этой связи наши наблюдения подтверждают известные фундаментальные работы А.Г.Кнорре (1971), А.А.Клишова (1971,1990), указывающие на процесс гибели клеточного материала, как на один из элементарных компонентов гистогенезов.

Специализированные клетки, снабженные ресничками возникают мозаично, (несколькими генерациями) в 12-16 недель эмбрионального развития, бокаловидные гландулоциты - на 20 неделе плодного периода. Функциональная дифференцировка эпителиоцитов не сопровождается лимитированием митотической активности клеток пласта.

Процессы реорганизации эпителиального покрова бронхов на этапах эмбриогенеза идут параллельно с увеличением числа аргентафинных клеток. Первые аргентафинные клетки появляются на железистой стадии (10-12 нед.) развития легкого среди недифференцированных эпителиоцитов бронхиальных трубочек и в окружающей мезенхиме. В этот пер иод их количество постепенно увеличивается и максимального уровня достигает к 20 неделям (на каналикулярной стадии), что по срокам соответствует усилению процессов дифференцировки эпителиоцитов выстилки слизистой оболочки бронхов. Далее в процессе развития легких их число постепенно уменьшается. К 27 неделям, когда мерцательный эпителий дифференцирован, их количество достигает первоначальногоуровня, снижаясь к моменту рождения. У новорожденных эти клетки использованными нами методами не выявлялись. Очевидно, что функция этих клеток в эмбриогенезе сопряжена с обеспечением паракринных механизмов гистогенезов (E.Hage, 1980; М.Л.31аЫтап & а1., 1984).

Наряду с морфогенетическими процессами, происходящими в

покровном эпителии бронхов (на железистой стадии развития легкого), осуществляется закладка желез. Для желез бронхов в эмбриогенезе также свойственна этапность морфофункциональных процессов.

Закладка желез осуществляется путем погружного врастания эпителия в подлежащую мезенхиму. Клетки эпителиальныхтяжей богаты гликогеном и РНП. По мере роста в тяжах формируются просветы.

В 16-18 недель из эпителия трубочек формируются первые закладки главных отделов желез в виде булавовидных утолщений. По данным наших исследований первоначально возникают секреторные элементы мукозного характера. С 8-го месяца внутриутробной жизни в составе концевых отделов желез бронхов появляются и единичные серозные клетки, что согласуется с данными А.Г.Яхница (1966).

Железы бронхов перед рождением являются слизисто-серозными, а в средних и мелких бронхах они являются слизистыми. В целом железистый аппарат развит слабо.

После рождения и первые месяцы жизни ребенка происходит процесс новообразования концевых отделов бронхиальных желез, секретирующих преимущественно по слизистому типу (железистые элементы полулуний Джиануцци имеют признаки серомукозной дифференцировки).

В постнатальном онтогенезе покровный эпителий и секреторные элементы бронхиальной системы человека по данным морфологического и гистохимического изучения характеризуются признаками выраженного усиления своих защитных свойств.

Строение многорядного мерцательного эпителия бронхиальной системы до пожилого возраста стабилизировано, в то время как его барьерная функция, реализующаяся посредством накопления защитных углеводных соединений усиливается. Прежде всего это касается повышенного накопления гликопротеидных субстратов не только в мукоцитах, но и апикальных участках мерцательных клеток эпителиального пласта.

С другой стороны, в составе белковых полулуний концевых отделов бронхиальных желез существенно нарастает квота сероцитов (по данным гистохимических реакций на РНП и суммарный белок). Одновременно среди смешанных секреторных отделов идентифицируются ацинусы белкового характера организации. Вставочных отделов и исчерченных протоков нами обнаружено не было.

В пожилом и старческом возрасте, в связи с изменением эпителио-соединительнотканныхвзаимодействйй в эпителиальной выстилке бронхов происходят инволютивные изменения. Прежде всего, это касается увеличения содержания РАБ-положительных амилазоустойчивых субстратов в мерцательных эпителиоцитах. Аналогичный феномен был показан В.С.Поляковой (1984) для мерцательных клеток эпителия слизистой оболочки носа, которая провела светооптическое и электронно-микроскопическое исследование данного объекта, может трактоваться как ослизнение цилиар-ных клеток воздухоносной системы лиц пожилого возраста.

В отличие от имеющихся представлений, отрицающих существенные изменения в структурной организации мукоцилиарного аппарата воздухоносных путей (В.К.Сырцов, 1988), мы констатируем, чтотаковые имеют мес-

то. В пожилом возрасте усиливается десквамация эпителиоцитов внутрилего,чныхбронхов, возрастает количество бокаловидных клеток, ослабевает связь эпителиального пласта с базальной мембраной. В старческом периоде онтогенеза в слизистой оболочке бронхов происходит уменьшение количества белковых секреторных отделов, происходит постепенная перестройка белковых железистых клеток, которая сопровождается возвратом их к слизистой секреции.

Культивирование эпителия внутрилегочыых бронхов крыс in vivo методу Ф.М.Лазаренко

Установлено, что через 12 часов -1 сутки опыта в области имплантатг отмечается нейтрофильная и моноцитарная инфильтрация, серознофибри-нозная экссудация, гиперемия сосудов. В первые сутки культивирования среди клеток воспаления преобладали палочкоядерные лейкоциты, а стреть-их суток соотношение смещалось в сторону макрофагов, которые элиминировали некротические элементы имплантата. Через 6 сут вокруг имплантатг формировалась капсула из незрелой (грануляционной) соединительно* ткани. В имплантате отмечалась выраженная миграция и пролиферацш фибробластов, рост коллагеновых волокон, капилляров. В эти же ером формировались многочисленные контакты между макрофагами i фибробластами. На 8 сут наблюдалось созревание соединительной ткани i капсуле и чуть позже внутри имплантата. Через 10 суток в капсуле и межцел лоидиновых прослойках определялись зрелые коллагеновые волокна i высокодифференцированные клеточные элементы соединительной ткани.

В этом плане результаты наших исследований в полной мере согласу ются с данными многочисленных авторов, изучавших реакции TKaHei организма млекопитающих в очаге местного асептического воспаленш (Н.Г.Хрутцов и соавт.,1978; В.В. Серов, A.B. Шехтер, 1981; Н.А.Юрина, А.И Радостина, 1990; Д.Н. Маянский, 1991; А.В.Шехтер, В.В.Серов, 1991 и др.) Мы еще раз подтвердили фазный характер воспалительной реакции нг основе кооперативного взаимодействия клеток крови, соединительной ткаш и элементов экетрацеллюлярного матрикса организма реципиента.

Проведя анализ реактивных изменений и регенераторных потенций эпителия бронхов, мы подтвердили стадийность реактивных превращен^ эпителия, описанную многочисленными исследователями в различны; эпителиальных тканях (Ф.М.Лазаренко, 1939; П.В.Дунаев, 1962, 1963 Е.П.Володина, 1958; Бажанов, 1965; Ю.П.Семченко, 1967; В.П.Соустин 1969; А.А.Стадников, 1972).

В начальную фазу имплантации (1-3 сут) происходит гибель част! посевного материала и адаптация, сохранившихся элементов к новым уело виям существования. Определенная часть клеточных элементов дедиффе ренцируется. Затем эти клетки вместе с сохраненными камбиальными эле ментами вступают в фазу пролиферации (3-6 сут). За этой стадией дале следует процесс вторичной дифференцировки новообразованных эпите лиальных структур (6-15сут). Позже 16 сут наступают явления гибели импла нтированного материала. Вместе с тем, наряду с указанными процессами ] имплантате всегда оказываются переживающие эпителиоциты, реактив»

измененного характера.

Разрастания эпителия возможны в виде двух форм: в виде покровных пластов и погружных тяжей. Указанные формы роста отражают коренные гистиотипические свойства эпителиальных тканей (Ф.М.Лазаренко, 1959). В процессе роста эпителия возникает несколько видов пластов: многорядный. многослойный, однослойный призматический, кубический, плоский, переходный. Преобладающими формами разрастаний являются переходные, многорядные и многослойные. Рост и последующая дифференцировка покровного эпителия осуществляется в направлении от однослойного однорядного эпителия через переходный к многорядному и многослойному.

Таким образом, разрастания эпителия бронхов носят полиморфный характер, свидетельствуя о больших потенциях эпителия внутрилегочных бронхов. По своим проявлениям они могут быть сближены с превращениями эпителиев других органов, происшедших из переднего отдела эмбриональной кишки (А.Н.Бажанов, 1965; Ю.П.Семченко, 1968; АА.Стадников, 1972).

Вторая форма роста эпителия наблюдается на более поздних этапах имплантационного процесса и характеризуется образованием в соединительной ткани погружных эпителиальных тяжей различного калибра. С затуханием воспалительной реакции в области имплантата на 6-8 сут от начала опыта, вновь выросшие структуры вступают на путь функциональной дифференцировки. Причем прекращение пролиферативных процессов совпадает по срокам с созреванием соединительной ткани.

На стадии дифференцировки выросших структур значительное развитие получают покровные пласты. В основном преобладают пласты со структурной организацией, свойственной многослойному плоскому эпителию. Структурная дифференцировка пласта сопровождается изменениями цитохимических его свойств. Известно (В.Г.Гкршинисоавт, 1939; Н.ПХлопин, 1934,1943; В.А.Добрынинисоавт., 1961), что многослойный эпителий, образующийся из многорядного мерцательного в процессе репаративной регенерации, представляет одну из форм его существования. В этих ситуациях эпителий начинает наиболее ярко проявлять свою защитнопокровную функцию.

В результате дифференцировки образуется и многослойный секреторный эпителий, содержащий в поверхностных слоях слизистые клетки. Возникающий многорядный эпителий содержит бокаловидные клетки* секретиру-ющие в большом количестве мукополисахариды. Дифференцировка погружных тяжей осуществляется в защитном и железистом направлениях. Морфология секреторных клеток эпителиальных тяжей и данные гистохимического исследования свидетельствуют о слизистом типе их секреции.

В целом эпителий бронхов в условиях культивирования в организме совершает полный цикл тканевых превращений, повторяя в основном последовательно основные этапы онтогенеза. Это связано с тем, что в имплантате создается своеобразная модель тканевых превращений, в которой в сравнительно короткий промежуток времени происходит активизация малодифференцированных клеток, дедифференцировка функционально специализированных элементов, рост тканей, образование органных структур, их дифференцировка и атипическое функционирование.

Совместное культивирование внутрилегочных бронхов крыс . с супраоптическими в паравентрикулярными ядрами гипоталамуса

Анализируя результаты данного раздела работы, можно сделать заключение о позитивном и разнонаправленном влиянии 1уморальныхфакторов, содержащихся в крупноклеточных ядрах гипоталамуса на характер реактивных изменений и реорганизацию мерцательного эпителия внутри-легочных бронхов и элементов соединительной ткани в моделируемых условиях репаративной регенерации.

Данный эффект проявляется во всехстадияхрепаративного процесса. В этих условиях более активно осуществляется миграция соединительнотканных и гематогенных клеток в область имплантата, менее выражена фаза деструктивно-реактивных изменений клеток.

В ранние сроки культивирования, нейропептидные факторы способствуют лучшей сохранности пересаженных кусочков органа, улучшаются процессы адаптации к новым условиям и процессы переживания мерцательного эпителия. Рад исследователей также в своих работах продемонстрировали адаптогенное действие нейрогуморальных веществ, содержащихся во фрагментах гипоталамуса с СО и ПВ ядрами на культивируемые ткани различного генеза (А.А.Стадников, 1990, 1997; Э.И.Дедков, 1996). Эти данные можно рассматривать с позиций современных тенденций в нейроэндо-кринологии о важной трофической роли нейропептидов по отношению к различным тканям (1.2асЬагу, Р.УЛУоБ, Е.Иоге^ш!, 1987).

Процесс дедифференцировки наступает раньше, чем в контроле. Сохранившийся многорядный эпителий приобретает черты переходного за счет активного митотического деления базальных клеток. Было установлено, что источником пролиферации эпителия служат базальные, промежуточные и мерцательные клетки переходного эпителия. В этой связи данные, полученные в ходе работы, позволяют сделать вывод о возможности моделирования в эксперименте такого состояния, которое выводит данную клеточную популяцию на уровень высокой репродуктивной активности.

Факторы, продуцируемые нейросекреторными клетками оказывают влияние на эпителий бронхов, вызывая явления гиперплазии, гипертрофии клеточных элементов (табл.2), усиление клеточной пролиферации, через увеличение РНК- и ДНК-синтезирующей способности клеток (табл.3) и увеличение митотического индекса, ускорение массового вступления эпите-лиоцитов в митотический цикл. Причем, при ускоренном и усиленном развитии замедляется дифференцировка эпителия.

Преобладающей формой разрастаний в опыте совместного культивирования бронхов с СО ядрами является многослойный пласт. Мы особо отмечаем, что ни в одном случае данной серии эксперимента не наблюдался рост эпителия по типу многорядного, как в контроле. В то время, как в опыте совместного культивирования бронхов с ПВ ядрами преобладал рост по типу многорядного эпителия.

С другой стороны, анализируя гистохимические проявления вторичной дифференцировкипогружныхэпителиальныхпролифератов, мы констатируем усиление дифференцировки эпителия по железистому типу (особенно

Таблица 2

Морфометрические показатели объемов ядер базальных клеток эпителия в условиях культивирования in vivo ±44.2*

_ ¿25.4'

б,

sswafe-'í > »V

ид

fyt «r-l'Wkí - s

ЬШ.й

kmi

±10,3

>< 4H±13.5

Ivt ^

' •1 •» t опыта (сут)

сз -мсрфсл«1рические показатели сбъ^^ без 5&ер гкгюталам/сч;

1=1 - морфометрические показатели объемов ядер базальньк клеток эпителия в опыте совместного

культивирования браков с cyrpaormweoowM ядрами гипоталал^са (Бр+СО> вя - морфометрические показатели объемов sv\ep базальньк клеток эпителия в опыте совместного

культивирования бронхов с гиравентрикулярными ядрами гипоталамуса (Бр+ПВ). Вертикальные отрезки - значения стандартной ошибки. * - различия по сравнению с контролем значимы при р^0,05.

Таблица 3

Включение Нэ-тимидина в эпителиоциты внутрилегочных бронхов крыс при их органотипическом культивировании in vivo

±2.6 *

t опыта

о

1 * I I я ■

- включение Н'-тимцдина в эпителиоциты внутрилегочньк бронхов крьс в контрольной имплантации без ялер гипотала*^с$

«=» - вшжние Нэ-тимкдина в эгмтелиоцяты внутрмегочньк 6рок<ов крьс в опыте совестного

культивирования бронхов с паравентри>улярными чарами гипоталамуса (Бр+ПВ) ш - вмкхение Н3-тимидина в эпкгелиоцюы вмдр^егочньк брон<ов крьс в опыте осаместного

культивирования бронков с сутраоптжескими идрвш гипоталамуса (Бр+СО). Вертикальные отрезки - значения стандартной ошибки. • - различия по сравнению с контролем значимы при р<0,05.

%

Таблица 4

Процентное содержание фибробластов, меченых Н3-тимидином в соединительной ткани, прилежащей к эпителиальным пластам, при культивировании внутрилегочных бронхов in vivo

±6,0

t опыта (сут) i—i -npojsHTVtóe содержание фмб^^ гшэталамуса,-

са - процентное содержание фибробластов, »лг^ньх Н3-ти^динам в опыте совместного культивирования

бронюв с супраошжескиш ядр^и (итогаламуса (Бр+СО> па - процентное содержание фиброб/лстое, меченньк H3-twaiahhcmb опьгиг совместного культивирования брон<ов с паравентрикулярными ядраш гипоталамуса (Бр+ПВ).

Вертикальные отрезки - значения стандартной ошибки. * - различия по сравнению с контролем значимы при р<0,05.

Таблица 5

Морфометрические показатели объемов ядер фибробластов в условиях культивирования in vivo

t опыта (сут)

I—I -мзэфсмэтркпес^гкжазетели^ икотлашацш без здер гипоталамуса,-са - мффюьстржес»« показатели сбъ&ювшр фиброблзлое в опыте совместного

кулшвироеания бронхов с суграогтмескши ялракл^ гипоталам/са (Бр+СО); ва - морфсл^ггржеские показатели объежх ^ер фибробчастов в опь иг. совместного культивирования

брошов с параеешрикул(рнь»л1 ядрами гипоталамуса (Бр+ПВ). Вертикальные отрезки - значения стандартной ошибки. * - различия по сравнению с контролем значимы при р^О.ОБ.

в серии экспериментов с СО ядрами гипоталамуса).

Со стороны клеток соединительной ткани и сосудов микроциркуляции также наблюдались прогрессирующая активизация, пролиферация (табл.4) и рост (фибробластов и гистиоцитов) (табл.5).

В зоне раневого процесса макрофагальная реакция имеет более полное проявление и быстрее сменяется фибробластической реакцией с последующим активным коллагеногенезом.

При раздельном культивировании кусочков бронхов с крупноклеточными ядрами гипоталамуса, значительно более выраженной была активизация соединительнотканных клеток, эндотелиоцитов и перицитов в опытах с добавлением в кулыуральную среду супраоптических ядер. В то время как при сокультивировании бронхов с ПВ ядрами отмечалась более заметная реакция (гипертрофия, гиперплазия, клеточная репродукция) со стороны макрофагов (табл.6) илеймиоцитов.

В своей совокупности результаты данного раздела работы открывают перспективы дальнейшего изучения прямого и разнонаправленного воздействия гуморальных факторов нонапептидергических центров гипоталамуса, являющихся, как известно, плюрипотентными (Palkovits, 1983; М.В.Угрюмов, 1989).

Таблица 6

Морфометрические показатели объемов ядер макрофагов в условиях культивирования ln vivo

ni

±20.4'

i «mi

t опыта (сут)

п - мсрфоиетрические показатели объе/лов ¡игр макрофагов в «5Нтрст+ой имплдтации

без ядер [ипоталаьуса; г~1 - ^срфсмгтржеские показатели объелее 5&ер макрофагов в опыте совместного

культивирования бронхов с супраопточескими гипоталамуса (Бр+СО> та - мэрфа^ец^несте показатели объемэв ядер макрофагов в опыте совместного культивирования бронхов с паравентршсул!рными ядрами гушгаламуса (Бр+ПВ).

Вертикальные отрезки - значения стандартной ошибки. * - различия по сравнению с контролем значимы при р^0,05.

d

выводы

•У

1. Покровный эпителий внутрилегочных бронхов человека в онтогенезе, претерпевая ряд последовательных этапов своего развития, проявляет выраженные свойства лабильности и пластичности, характеризующиеся ere способностью дифференцироваться и реорганизовываться в широких пределах (однослойный однорядный, двурядный, многорядный нереснитчатый ь мерцательный, типа переходного, многослойный плоский неороговевающий и частично ороговевающий).

2. Закладка желез внутрилегочных бронхов осуществляется на кана-линулярной стадии эмбрионального развития легкого. Секреторные процессы в железистых структурах выявляются с момента канализации эпители альных тяжей зачатков желез и происходят по слизистому типу.

3. Структурная перестройка эпителиального пласта внутрилегочньо бронхов в онтогенезе человека осуществляется мозаично, гетерохронно, i ей предшествуют цитохимические изменения характера синтеза биологи чески активных субстратов (РНК, гликоген, гликозаминогликаны, гликопро теины, суммарный белок, кератин).

4. Аргентафинные клетки дифференцируются раньше других высоко специализированных элементов эпителиального пласта бронхов. Впервь» они обнаруживаются на 8-9 неделе эмбрионального развития человека в эпи телиальныхтрубочкахи мезенхиме. Максимальное их количество совпадав: со сроками дифференцировки реснитчатых и секреторных клеток многоряд ното мерцательного эпителия, с постепенным уменьшением их количеств,-и отсутствием их светооптической идентификации в периоде новорож денности.

5. На 16-18 неделе эмбрионального развития формируются секретор ные ацинусы бронхиальных желез слизистого типа, с 30 недель появляются белковые полулуния и белковые концевые отделы. В течение всего эмбри онального периода серозио-слизистые железы функционируют с преимущес твенной продукцией секрета мукоидного характера.

6. После рожденияслизисто-белковая секреция желез внутрилеточны бронхов с повышенной квотой муцинов сохраняется до юношеского возраста В зрелом возрасте нарастает серозный компонент секреции, в пожилом i особенно старческом возрасте вновь начинает преобладать слизистый ти; секреции с явлениями ослизнения белковых полулуний и серозных концевы отделов.

7. При тультивировании мерцательного эпителия бронхов в организм по методу Ф.М.Лазаренко реализуется лабильный характер гисто-органобластических его потенций. В культуральных условиях новс образованные эпителиальные пласты отличаются структурным пол* морфизмом и различным характером дифференцировки. Возникаю многорядный, переходный, многослойный плоский, однослойный эпителш В многослойных пластах осуществляется защитная дифференцировк вплоть до ороговения. Погружные тяжи дифференцируются в железисты трубчатые и альвеолоподобные структуры, секретирующие по слизистом типу.

8. Вновь образованные в имплантатах эпителиальные пролифераты, вступая на путь функциональной дифференцировки. достигают высокой степени вторичной дифференцировки. В многорядных эпителиях возникают структуры, имеющие черты строения мерцательных и бокаловидных клеток. В многослойном плоском эпителии совершается структурно-функциональное разделение пласта на две зоны: защитную и герминативную. Клеточные элементы защитной зоны пласта приобретают способность синтезировать мукополисахариды и кератин.

9. Стадийность, полиморфизм и гетерохронность превращений эпителия бронхов, выявленные классическим методом Ф.М.Лазаренко, полностью прослеживается и при совместном культивировании кусочков бронхов с супраоптическими или паравентрикулярными ядрами гипоталамуса.

10. Нейрогуморальные вещества супраоптических и паравентри-кулярных ядер гипоталамуса в условиях культуры тканей в организме в ранние сроки оказывают адаптогенный эффект на структурные элементы имплантированных бронхов (переживание и репродукция большего числа малодифференцированных клеток эпителия, сосудов и соединительной ткани, экстенсивный характер роста).

11. Гйпоталамические факторы супраоптических и паравен-грикулярных ядер обеспечивают дедифференцировку, усиление ДНК-синтетической способности эпителиоцитов, клеток фибробластического и макрофагального ряда, стимулируют их пролиферацию, являются меж-уровневыми ре1уляторами пролиферации и вторичной дифференцировки [реснитчатых, вставочных, базальных и бокаловидных клеток), усиливают железистую дифференцировку и секреторные процессы в бокаловидных (тетках, а также новообразованных железистых структурах.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Ультраструктурное изучение лимфоэпителиальных комплекс бронхов. В кн.: Материалы Хитоговой конференции молодых ученых медик "Молодыеученые - здравоохранению". Оренбург, 1991, с. 71-72.

2. О структурно-функциональных изменениях лимфоэпителиальн: комплексов бронхов крыс в условиях стресса. В кн.: Тезисы докладов \ зональной конференции ученых медиков " Медико-биологические и зко; гические проблемы развития Севера*. Архангельск, 1992, с.89-90.

3. Исследование закономерностей роста и превращений эпител внутрилегочных бронхов крыс в условиях культивирования их в организм В кн.: Тезисы докладов к предстоящей конференции "Молодые учены здравоохранению". Оренбург, 1992, с.69-70.

4. Изучение роли гипогаламическихнонапептидов как межуровнев регуляторов тканевого гомеостаза в условиях культивирования ткане! организме и вне организма. В кн.: Материалы 2-й Всероссийской конфер« ции "Влияние антропогенных факторов на структурные преобразован органов, тканей, клеток человека и животных". Саратов, 1993, ч.З, с. 1 (соавт. А.А.Стадников, С.Д.Валов, Э.И.Дедков. И.И.Рыбкин).

5. Прямое влияние окситоцина и вазопрессина на эпителий брою крыс в культуре. В кн.: Тезисы научных работ I областной конференц молодых ученых и специалистов. Оренбург, 1993, с.74-75.

6. Структурно-гистохимические особенности эмбриональнс гистогенеза бронхов человека. В кн.: Тезисы докладов к XI итоговой коне ренции " Молодые ученые - здравоохранению". Оренбург, 1993, с.66-67.

7.0 новых подходах к изучению элементарных процессов репарат] ных гистогенезов. Вкн.: Материалы III съезда анатомов, гистологов, эмбр] логов Российской Федерации. Иомень, 1994, с. 191. (соавт. А.А.Стадник Э.И.Дедков, И.И.Рыбкин).

8. О роли гипоталамических нонапептидов и монаминов в регуляи процессов пролиферации и цитодифференцировки покровных, железист эпителиев и некоторых эндокриноцитов. В кн.: Сборник научных тру; ученых Оренбургского государственного медицинского института "Актуа ные вопросы теоретической и клинической медицины". Оренбург, 19! T.XXIX, с.60-65 (соавт. А.А.Стадников, Н.Н.Шевлюк, И.И.Рыбю Ю.П.Семченко, С.Д.Валов, В.С.Полякова, М.Ф.Митрофанова, Э.И,Дедко1

9. О влиянии гипоталамических нонапептидов на эпителий внут] легочных бронхов крыс в культуре. В кн.: МатериалыXII итоговой конфер ции молодых ученых - медиков, посвященной 50-летию Оренбургского го дарственного медицинского института "Молодые ученые - здравоохра нию\ Оренбург, 1994, с.54-55.

10. Структурные основы нейроэндокринной регуляции реактивн; пластических и регенераторных возможностей тканей целомическог эпидермального типов (сердце и органы, производные головной киип Российские морфологические ведомости, 1994, N 4, с.62. (coa ААСтадников, И.И.Рыбкин, Ю.П.Семченко, Э.И.Дедков).

11. Структурно-функциональные изменения эпителия дыхательной области носа и внутрилегочных бронхов в онтогенезе человека. Морфология. 1995. т. 108. N 2. с.61-64 (соавт.В.С.Полякова).

12. О существенном значении гипоталамических нонапептидов (ГН) и моноаминов (МА) как межуровневых регуляторов репаративных гистогенезов. В кн.: Тезисы докладов IV-й Всероссийской конференции" Нейроэндокри-нология-95". С-Петербург, 1995, с. 117. (соавт. А.А.Стадников, И.И.Рыбкин, Э.И.Дедков, Л.В.Ковбык, Л.И.Завершинская).

13. О роли гипоталамических нонапептидов в рефляции процессов пролиферации и цитодифференцировки эпителия бронхов крыс в культуре. В кн.: Тезисы докладов XII итоговой конференции Оренбургской медицинской академии "Молодые ученые - здравоохранению". Оренбург, 1995, с. 99-100.

14. Структурно-функциональная характеристика эпителиальной выс-гилки бронхов в пренатальном онтогенезе человека. В кн.: Тезисы докладов региональной конференции молодых ученых и специалистов. Оренбург, 1995, с. 53-54.

15. О значении нонапептидергической нейросекреторной системы гипоталамуса в обеспечении тканевого гомеостаза. В кн.: Тезисы докладов II съезда физиологов Сибири и Дальнего Востока (Новосибирск, 15-17 июня 1995 г.), Новосибирск, 1995, с. 412-413.

16. Дифференцировка эндокриноцитов эпителия бронхов в эмбриогенезе человека. В кн.: Тезисы докладов региональной конференции молодых >гченых и специалистов. Орнбург, 1996, с. 11-12.

17. Распределение аргентафинных клеток в легких плодов человека. В есн.: Материалы научно-практической конференции морфологов Тюменской эбласти "Компенсаторно-приспособительные механизмы внутренних эрганов и головного мозга в норме, патологии и эксперименте". Тк>мень, 1996,

140-142.

18.0 характере прямого влияния гипоталамических нонапептидов на эпителий бронхов крыс в культуре ln vivo. В кн.: Тезисы докладов научно-трактической конференции. Оренбург, 1997, с. 7-8.