Автореферат и диссертация по медицине (14.00.02) на тему:Развитие микро- и ультраструктуры аппарата всасывания тонкой кишки в пренатальный период онтогенеза

Министерство здравоохранения Российской Федерации

Российский государственный медицинский университет

На правах рукописи

РАСТЕГАЕВА Любовь Ивановна

УДК 611.341-018:611.341-013

РАЗВИТИЕ МИКРО- И УЛЬТРАСТРУКТУРЫ АППАРАТА ВСАСЫВАНИЯ ТОНКОЙ КИШКИ В ПРЕНАТАЛЬНЫЙ ПЕРИОД ОНТОГЕНЕЗА

14.00.02 — анатомия человека 14.00.23 — гистология, цитология, эмбриология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва — 1992

Работа выполнена в Ижевском ордена Дружбы народов государственном медицинском институте.

Научные руководители: доктор медицинских наук, профессор И.'А. Морозов; доктор медицинских наук, профессор А. М. Загре-бин.

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор Ю. К. Елецкий; доктор медицинских наук, профессор Н. В. Крылова.

Ведущее учреждение, давшее отзыв о научно-практической ценности диссертации, — Институт морфологии человека РАМН.

Защита диссертации состоится с-»-1992 г.

в «_» часов на заседании специализированного совета

№ Д084.14.04 при Российском государственном медицинском университете (117437, Москва, ул. Островитянова, д. 1).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Российского государственного медицинского университета.

Автореферат диссертации разослан «_»-1992 г.

Ученый секретарь специализированного совета,

доцент А. Н. ТИХОМИРОВ

Актуальность проблемы, история изучения органо- и гистогенеза тонкой кишки насчитывает не одно столетие. К настоящему времени весьма обстоятельно и детально изучены вопросы анатомического формирования органа, дифференцировка клеточного и тканевого материала зародыша. Эмбриологи описывают процесс появления первичной кишечной трубки и последовательное её преобразование на ранних стадиях онтогенеза в сложную часть пищеварительной системы, способную к гидролизу, всасыванию и транспорту нутриентов ( В.н.Хвйсина, 1Э57; ¿.л.Фалин, 1957, 1976; Л.й.шсевичюс, I960, 1964; h.H.Сапожникова, й.Ц.Усынина, I9B3; J.Welsh et al I9V2; G.Zajicek 1982 и др.

Б целом указанные исследования позволяют судить о внутриклеточных изменениях и структурно-функциональных'преобразованиях тонкой кишки в пренатальном онтогенезе. Однако большинство работ проводилось общегистологическими методами, что не может являться исчерпывающим на современном этапе развития морфологии, ¿ишь небольшое количество исследований затрагивает развитие самого всасывательного аппарата слизистой оболочки на субмикроскопическом уровне ( 0.1оадих, 1976; В.А.Шахламов, и соавт., 1Э83; Л.А.Морозов, 1982, 1968; D.A. Мысиков, 1986; t.l.Marsh and. J.Swift , 1969; Rubin. , 1971 ).

жалеющиеся в литературе данные не являются достаточными для суждения о степени возрастной функциональной подготовленности аппарата всасывания гонкой кишки человека и животных к самостоятельному питанию в разные сроки пренатального онтогенеза, исследователями описываются функциональные особенности слизистой оболочки тонкой кишки поздних сроков пре- или постнатального периода развития. Возрастная же динамика аппарата всасывания в пренатальном онтогенезе на всех участках тонкой кишки, практически, остается не исследованной. Для понимания возникновения аномалий внутриутробного раз-

t

- 2 - ■

I

вития и патологических процессов в органе.и, в особенности, объяснения его нормальной жизнедеятельности и функции необходимо.знание биологических закономерностей становления и развития структур органов. В связи с этим вопрос изучения динамики развития структур эн-тероцита и всасывательного аппарата в целом, имеющий важное значение в осуществлении сложных процессов транспорта нутриентов из прос вета кишки во внутреннюю среду остается актуальным. Но мнению А.Г. Кнорре (1967) гистологическое проявление *Чезрелости", в том числе тонкой кишки, ещё недостаточно изучены. В случае рождения недоношенного плода может иметь место та или иная степень его незрелости из-за незавершенности процессов дифференцировки некоторых или многих тканей и органов и неспособности их обэспечить полноценное фунн ционирование при обычных условиях постнатального развития. Поэтому знание возрастных особенностей становления основных функций кишки и колебаний показателей, характеризующих эти функции на различных этапах онтогенетического развития детского организма, необходимы для своевременного выявления, морфологических отклонений (А.А.Пата-ракина и соав., 1978).

Мелено констатировать, что большая часть работ по изучению . динамики развития или изменения структур эпителиального слоя тонкой кишки на субмикшскопическом уровне посвящены биохимическому и гистохимическому становлению органа в пренатальном онтогенезе или реакции эпителиального слоя на эндо- и экзогенные воздействия в постнатальном периоде.:Мйого работ, в особенности зя рубежом, посвящено попыткам трансплантации кишки в эксперименте на животных и субмикроскопическим изменениям трансплантируемого участка. Немало исследований посвящено адаптационно-компенсаторным свойствам эпителия в случае пезекции участков тонкой кишки. Но для успешного прове

дения этих исследований, как мы считаем, необходимо знание динамики нормального становления структур органа, в том числе её эпителиально го сдоя, как основного элемента, обеспечивающего потребности органиэ ыа в пластических и энергетических субстратах. Онтогенез функций и структур желудочно-кишечного тракта, по мнению r. Büddington et al« (1989) запрограмированы генетически. Однако электронномикроскопичес-ких работ по этому вопросу мало. В них не проводилось изучения комплексных и взаимозависимых проявления динамики развития аппарата всасывания во всех отделах тонкой юшки человека и сравнения с морфологическим становлением его у животных.

Цель исследования. Основной целью было выявление закономерностей динамики развития аппарата всасывания тонкой кишки человека и крысы в различные сроки пренатального онтогенеза.

Задачи исследования;

I. Изучить динамику изменения ультраструктуры эпителия на различных уровнях ворсинок слизистой оболочки тонкой кишки человека и крысы в различные сроки пренатьльного онтогенеза.

'¿. Провести морфологический анализ возрастных изменений щеточной каймы слизистой оболочш тонкой кишки в антенатальный период онтоне-неза с целью выяснения её готовности к самостоятельному всасыванию пищевых веществ.

3. Выяснить степень проницаемости эпителиального слоя тонкой кишки для крупных молекул в условиях нормального развития.

Научная новизна и практическая значимость. В работе впервые проведен подробный морфологический анализ формирования и развития структур аппарата всасывания во всех отделах тонкой кишки в различные сроки пренатального онтогенеза с использованием морфометрическо-го анализа. Показаны видовые признаки и количественные характерно-

тики его формирования в процессе эмбрионального и плодного развитш слизистой оболочки тонкой кишки человека и крысы. На этом основанш установлена периодичность морфологических изменений аппарата всасывания в кранио-каудальном направлении и вдоль оси крипта-ворсинка. Показаны этапы функциональной дифференцировки эпителиоцитов на различных уровнях ворсинки (апикальной, средней, баэальной) всех отделов тонкой кишки. Выявлены ранние сроки пренатального онтогенеза, позволяющие судить о возможности активного всасывания пищевых вещее Прослежена и установлена неоднородность всасывания веществ (на примере коллоидного лантана) вдоль кишечной ворсинки в различных отделах тонкой кишки.

Данная работа морфологического характера имеет как теоретическое так и практическое значение: она вносит определенный вклад I фундаментальную анатомию, гистологию и эмбриологию. Её результаты могут быть использованы как в лекционном курсе так и практических занятиях указанных предметов медицинских и биологических факультетов.

Знание нормального развития аппарата всасывания слизистой о( лочни тонкой кишки позволит судить о причинах и стадиях внутриутроС ных нарушений его формирования и даст возможность объяснения патологическим, процессам в пищеварительной системе. Знание возрастной динамики аппарата" всасывания позволит установить .ранние сроки пренг тального онтогенеза тонкой^кишки идентичное дифинитивному состояния что может служить одним из критериев при разработке комплекса мероприятий для вскармливания недоношенных детей. Это важно для педиа рической практики при работе с недоношенными детьми, поскольку позволяет установить адекватность организма человека к приему пищи в различные сроки после рождения. Результаты работы внесут определенный вклад в разработку методик по выявлена критериев жизнеспособнс

ти плода. Сравнение строения аппарата всасывания у представителей различных классов млекопитающих (человека и животного), позволяет найти возраст максимально схожей гистологической картины, что связано с возможностью использования кишки животного в качестве иодели для научных исследований с целью лереноса этих манипуляций» в зависимости от результатов эксперимента, на человека. |

В ходе методической обработки материала тонкой кишки плода человека проведен эксперимент по хранению кишки в различных условие• ях и выявлению постмортальных изменений через различные промежутки времени. Результаты этих исследований имеют значение для судебно-медицинской экспертизы при определении возрасту „плода по отдельно обнаруженной кишке. *

В целом исследование позволило выявить ряд закономерностей Функциональной дифференцировки тонкой кишки на всех её уровнях, что необходимо для понимания общего развития не только пищеварительной системы, но и всего организма.

Основные положения} выносимые на защиту:

1. Дина«4Г.;са гистогенеза эпителиального слоя' слизистой1 Оболочки тонкой кишки у зародыша человека и крысы позволяет провести классификацию ворсинок и выделить три их типа у зародышей человека и два типа у зародышей коыс.

2. Анализ динамики развития эпителиального слоя слизистой оболочки гонкой кишки человека и крысы позволили выявить видовые его различия, выражающиеся в том, что структурные характеристики, определяющие степень его зрелости у зародыша крысы в последний сутки првна-тального развития идентичен таковому в предплодном возрасте у эаро-дыша человека.

<

3. Ультраструктурная характеристика аппарата всасывания тонкой кишки

позволила установить наиболее ранние сроки преаатального онтогене органа идентичного дифинитивному состояню его морфологической ст руктуры, определяющееся у человека 20-ю I еделями на уровне двенад цатиперстной кишки и 23-24-мя неделями в остальных её двух отдела У крыс этот возраст соответствует 22-м суткам внутриутробной жизн! 4. Анализ возрастных изменений ультрастр>ктуры эпителиального ело; тонкой кишш у человека и крысы позволил выявить наличие внутриэш тели&дьных различий морфологической картины в кранио-каудальноы Н1 равлении лишь на ранних этапах гистогенепа, и, практически, отсут< вие таловых во второй половине внутриматочного развития. Нвдос^ов« ные различия в длине микроворсинок определяются лесущественний ра: ницей в функциональной нагрузке в различных отделах тонкой кишки.

Объем и структура работы. Диссертация содержит введение, о( эор литературы, описание материала и методик, собственные результ* обсуждение, заключение, выводы и список литературы. Диссертация и: жена ня 260 страницах, из которых 163 страниц текста, 51 иллюстраций. Список литературы включает 238 рабог ( 120 отечественных и I] иностранных авторов) и излежен на 27 страницах. Диссертация содер 8 таблиц, 14 графиков (13 страниц? и 113 рисунков, представленных микрофотографиями. Все материалы диссертационной работы получены, обработаны и проанализированы лично автором.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на научне конференции Невского медицинского института (май 1Э89), на з&седа нии Ижевского отделения Всероссийского общества АГис? (декабрь 1990 были представлены на 1У Всесоюзной конференции "Физиология развити человека" (Москва, 1930), приняты на II съезд Всесоюзного общества АПз (Одесса, 1992).

Публикации. По результатам исследования опубликовано 0 стат утверждено 2 рационализаторских предложения, 3 статьи приняты к

публикации в центральной печати.

Материалы и методы исследования. Объектом исследования служил эпителиальный елей трех отделов тонкой кишки (двенадцатиперсная, тощая, подвздошная) человека и крысы в пренатальном периоде онтогенеза. Всего исследовано ПО зародышей человека от 5 до 40 недель и 66 зародышей крысы от I недели до рождения и 1-х суток поетнаталь-ной жизни, что по литературным данным соответствует периоду от закладки кишечной трубки до полного анатомо-гистологического формирования тонкой кишки как органа пищеварительной системы. Зародыши ьека были получены в гинекологических отделениях г.Лкевска, в отделении криминальных абортов при проведении и пло-доразрушающих операций,от женщин с неотягощенным анамнезом. Кроме того взятие материала осуществлялось в прозектуре при 1-й Республиканской- клинической боаьнице. Возраст эмбрионов и плодов человека устанавливался согласно клинического анамнеза. С плодного возраста дополнительно измерялся теменно-копчиковый, теменно-пяточный размеры, использовались сравнительные морфологические признаки согласно атласу Л.й.Фалина (19'/о) и таблиц Е.4.Гапиенко (1975), учитывающих возрастную динамику веса различных органов и общий гистогенез органов. С целью определения сроков развития зародышей крысы, самок подсаживали к самцу на одну ночь и следующий день считался первый днем развития. При этом учитывались особенности оплодотворения животных, в частности крыс по данным А.Л.Дыбана, В.Ф.аучкова (1975). В работе также использовались таблицы сравнительных возрастов эмбрионов и плодов человека и крысы по В.Ф.Тучкову (1359) и таблицы развития животных Б.П.Хватова, Ю.й.Шаповалова (1Э6Э). В связи с небольшими изменениями в морфологической перестройке эпителия слизистой оболочки тонкой кишки крысы в первые недели пренатааьного развития и значи-

тельными изменениями в последние дни антенатального развития полу. »

чение материала тонкой, кишки зародыша крысы осуществлялось с интервалом от 2 до ? суток *в первые 2/3 беременности и в конце её с суточным интервалом.

Биологический материал, длиной от 2 до 8 мм, толщиной не более 2 мы, фиксировали в 2,5 % растворе глютарового альдегида на буфере Хенкса (Рн-7,4) в течение 2 часов, затем ткань дофиксирова-ли в I % растворе четырехокиеи осмия на том же буфере. После этого проводили дегидратацию в спиртах и сутки насыщение в растворе уранилацетата. Обезвоживание осуществляли в ацетонах возрастающей концентрации. Пропитка материала была сделана в растворе ацетон-

I

сыол^ (1:1) в течение 12-16 часов после чего заливали в смесь эпоксидных смол эпон-аралдит с добавлением катализатора перед заливкой материала в формочки. Кроме того,'с целью изучеш i проницаемости кишечного эпителия и адсорбционной его способности в раннем прена-тальном онтогенезе в качестве трейсера применялся коллоидный раствор лантана, приготовленный на физиологическом растворе. I %-ый раствор лантана вводили в просвет кишки на 5 мин или помещали вырезанные кусочки препарата (поздние сроки развития) в раствор на это же время, после этого их помещали в фиксатор с дальнейшей проводкой по указанной выше схеме. Для большей контрастности материала, соответствующей истинной их осмиофелии применяли и ОТО-метод (И.А.Морозов и соавт., 1986). Обработка в этом случае осуществлялась следующим образом: I. - фиксация в I % раса воре четырехокиеи осмия на буфере Хенкса - I час. 2.- Отмывка в ток же буфере 3x10 мин. 3,-кубация в насыщенном растворе тиокарбогидразида при комнатной температуре (I час). 4.~ Отмывка от тиокарбогидразида в дистилированно! воде 2x10 мин. 5.-'Повторная фиксация в I % растворе четырехокиеи

осмия на дистилированной воде (I час). 6,- Дальнейшая обработка стандартная.

¡¿олутонкие и ультратонкие срезы готовили на ультратоме модели LKB-III. Полутонкие срезы для световой микроскопии (изучено 1000 срезов) толщиной около 2 мкм окрашивали I % раствором толуиди- )

г

нового синего. Ьти срезы использовались для изучения рельефа ели- ' зистой оболочки тонкой кишки, сроков появления ворсинок, динамика изменения их роста. Просмотр и фотографирование ультратонких срезов' препаратов проводили с помощью электронных микроскопов марки i,EM-7A . и большей частью "Hitachi Н-300" (всего изготовлено и изучено I36Ö снимков). - ...

Ыорфометрическому' анализу были подвергнуты по 21 клетке от каждого из пяти объектов исследования во всех возрастных группах, что вполне (с учетом данных Г.Г.Катинаса о достаточности количест- г-венной выборки при морфологических исследованиях) достаточно для получения достоверных денных. На ультратонких срезах препаратов измерят протяженность высоты микроворсинок на трех уровнях ворсинок (лерхняя, средняя и нижняя части её части) во всех отделах тонкой ;• кишки, изменение их выссты при сведении трейчера, их плотность на

единицу длины апикально£ поверхности энтероцита. Статистическую об-

i

работку и построение гистограмм осуществляли по стандартным прог-

f

раммам, заложенным в компьютер полуавтоматической системы ЫОР-Vi- :

(

deoplan (фирмы -Reichert ), использованной для морфометрического |

I

анализа электронномикроскопического исследования. Математическая об- f

1

работка полутонких срезов произведена на üBM "Электроника- Б3-34",( | "электроника - МК-54" с использованием программ В.И.Дьяконова (198Ь),| часть с использованием персонального компьютера IBM^C AT, при ис- j пользовании пакета программ Microstet« \

ШУАЬТАЩ /ШаЗДрШ.Л и ,1Х (БСЩйЫЕ

I

В развитии аппарата всасывания у зародышей человека и крысы (как представителей одного типа животного мира) присутствуют не только специфические видовые различия, присущие каждому из них, но и значительное количество общих признаков морфогенеза.

Признаки органогенеза, проявляющиеся прежде всего в изменении рельефа эпителиального слоя кишечного просвета, связанное с появлением ьорсинок, увеличивающих всасывательную поверхность, обнаруживаются в проксимальном отделе кишки с 18 суточного пренатального возраста у зародышей крысы, что соответствует 7-й неделе развития у человека. В 19 суток у крысы и Э недель у человека они выражены по всей длине тонкой кишки.

Появление ворсинок, их рост и новообразование подвержены кранио-каудальноыу градиенту, с определенными пиками роста и замедления. оти процессы в разных отделах кишки у человека и крысы не совпадают. Увеличение их роста в одном отделе сменяется спадом этого процесса в другом и частичном изменении в третьем, то есть прослеживается асинхронность развития ворсинкового аппарата. Снижение роста ворсинок в высоту может зависеть от изменения многих параметров и факторов, в частности от увеличения диаметра кишки (как правило, в этом случае повышение процента новообразующихся ворсинок), увеличения процента зрелых ворсинок (за счет роста примитивных, превысивших свою среднюю высоту, но не достигших высоты зрелых, в результате происходит снижение общей средней высоты зрелых ворсинок), с увеличением ширины ворсинок, изменением слоев стенки и т.д.

Высота ворсинок у человека в предплодном периоде развития нг уровне проксимального отдела кишки составляет 160,0-2,51 мкы, к концу этого периода развития достигают 230,Ш^б,00 ыкм, на уровне Среднего отдела кишки она изменяется в интервале от 1ЬЗ,1Ь^5,0В мм

до 218,11*8,39 мкм, а в дистальном отделе кишки от 142,21*4,14 мкм до 194,43*6,48 мкм. В начале первого плодного периода развития эти величины в кранио-каудальном направлении кишки изменяются следующим образом: в двенадцатиперстной кишке - 358,21*7,92 мкм, на уровне тощей кишки - 260,55*5,31 мкм, в подвздошной кишке - 230,62*1,78 мкм, к концу этого периода развития соответственно: 295,14*8,75; 245,1*4,16; 241,5*8,89 мкм. К концу второго плодного периода раз<- I вития человека высота ворсинок изменяется в следующем порядке: в' проксимальном отделе кишки - 598,91*9,74; в среднем отделе кишки -438,25+8,19; на уровне дистального отдела кишки - 358,13*7,87 мкм.

У крысы ворсинки, появившись в ^середине предплодного периода развития на уровне проксимального отдела кишки, в конце его изменяются по указанному градиенту в пределах - 39,61*0,02; 25,69*0,02 10,95*0,02 мкм. В начале плодного периода внутриутробного развития высота их в кранио-каудальном направлении значительно возрастает -74,63*0,05; 63,27*0,03; 25,82*0,02 мкм, а к концу плодного перио-Ча развития - 111,54*0,03; 152,1*0,03; 64,30*0,03 мкм.

^ появлением ворсинок начинается клеточная специализация эпителиального слоя. Появляются клетки гистологически различного типа, обеспечивающие специфически органные функции слизистой оболоь ки тонкой кишки, постоянно проходящий в дистальном направлении процесс клеточной специализации, а также уровень морфологической зрелости энтероцитов позволил провести определенную классификацию ворсинкового аппарата, несколько различную у зародышей человека и крысы, что связано с наличием или отсутствием бокаловидных клеток (первыми появившимися специализированными клетками эпителия наряду с каемчатыми), а тактсе совершенно различной степенк зрелости внутриклеточных структур каемчатых энтероцитов. И, есл'и начало периода

специализации клеток совпадает с появлением ворсинок, то заканчивается он у человека после 12-ти недель, в у крысы к 21 суткам пре нательного онтогенеза.

Процесс образования ворсинок у челевека опережает процесс клеточной специализации. При этом бокаловидные клетки, присутствую щие в выпячиваниях эпителиального слоя, не сразу достигают верхней части растущих ворсинок. С учетом описанией особенности морфологического состояния эпителиального слоя и его внутриклеточных структур, можно выделить три типа ворсинок. I - новообразуюп^еся ворсин ки с наличием недифференцированных каемчатых эпителиоцитов, елчбо-дифференцированных и бокаловидных. 2 - примитивные или первичные, в которых каемчатые клетки слабодифференцированы с внутриклеточными структурами и микроворсинками не достигшими дифинитивной морфологической зрелости, в силу чего со слабым проявлением функциональ ной активности. Бокаловидные клетки в этом случае в области верхуш ки ворсинок часто отсутствует. При наличии незначительных признаков всасывания, морфологическое проявление внутриклеточного пищеварения в каемчатых клетках отсутствует, поэтому они более близки по уровню организации энтероцитам раннего пренатального срока развития. В них не встречаются или единичны лизосомы. Высота ыикровор синок одинакова по всей длине ворсинки и идентична их высоте в сре ней части зрелой ворсинки. 3 - зрелые, которым присутци все типы клеток эпителиального слоя кишки в верхних двух третях ворсинок ( зрелых каемчатых или всасывательных, бокаловидных, эндокринных). В нижней трети этих ворсинок те же клетки и клетки 11анета в крип-тальной зоне, но каемчатые здесь слабодифференцированы.

Подобную классификацию ворсинок у зародыша крысы провести нельзя. При любой высоте по всей длине ворсинок в эпителии у них

присутствуют органоспоциализированные клетки, но морфологическая картина каемчатых всасывательных энтероцитов та же, что и у человека, с той лишь разницей, что у зародышей крысы не наблюдается структурных признаков высокой функциональной активности. Судя по литературным сведениям о дифинитивной пчсоте ворсинок у человека и крисы, можно предположить их продолжающийся рост в постнатальном периоде. Морфологические картины функциональной активности энтероцитов человека у крысы появляются лишь в гтостнатальной жизни. В связи о этим у крысы мы выделяем два типа ворсинок. I - новообразувщиеся. 2 - зрелые. Зрелыми они являются только для пренатольного периода развития эпителиального слоя тонкой кишки. В. сравнении с таковыми у человека можно говорить только о дифинитивном состоянии микроворсинкового аппарата и морфологической готовности энтероцитов к осуще ствлению процес :ов всасывания. 1/ри появлении функциональной активности в постнаталыюн периоде, отмечается наличие ворсинок с эпите-дисцитами по морфологической картине идентичные человеку во втором плодном возрасте пренат&льного онтогенеза, то есть типичные зрелые ворсинки. В то же время лренатально зрелые ворсинки слизистой оболочки тонкой кишки крысы нелъгч идентифицировать с типично примитивными человека, так как процессы функционального проявления в каемчатых энтероцитах существуют, но выражены-в меньшей степени.

Начальный гистогенез кишечного эпителиального слоя у зародыша человека и крысн проходит однотипно. У 5 недельного эмбриона человека и V суточного зародыша крь^сн образуются псевдоподиеобраэ-ные вырасти апикальной мембраны, являющиеся филогенетическим отражением развития кишечного эпителия, описанное А.Г.Кнорре (1Э71) и

1

предположившего их образование в процессе гистогенеза кишечного эпа телия у высших позвоночных о том числя и человека. С помощью таких

образований, по мнению автора, осуществляется фагоцитоз пищевых частиц. В дальнейшей, как показали исследования, среди указанных вырастав появляются микроворсинкоподобные или типичные микроворси! ки.

Ыикроскопическке вырасти апикальной мембраны в виде микроворсинок с ферментными ансамблями на мембранах значительно увелич! вают возможности гидролиза пищевых субстратов и являются основным] элементами аппарата всасывания. За счет их мембран образуются тра1 портные везикулы, доставляющие вещества из просвета кишки через Э1 те^оциты в собственную пластинку слизистой оболочки и сосуды.

В конце 7-й недели в двенадцатиперстной, начале 8-й недели по всей кишке у зародыша человека микроворсинки сформированы. Они не одинаковой высоты и плотности и имеют не только хорошо различи мую трехслойность мембраны, но и фибриллярную актиновую сердцевин; а таюке слой гликокаликса различной плотности по всей длине микрО' ворсинок. Классическое строение всех имеющихся микроворсинок на 8-й неделе развития у человека выражено лишь на уровне проксималь^ ного отдела кишки, в меньшей степени просматривается в среднем от деле и редко в дистальной части кишки. С 9-ти недельного возраста различия в их строении видны не только по отделам тонкой кишки, Н1 и по градиенту крипта-ворсинка. Б проксимальном отделе кишки у ОС' новация ворсинки, в середине и у её верхушки высота микроворсинок изменяется в пределах - 0,253*0,013; 0,338*0,06; 0,333*0,04 мкм на уровне тощей кишки - 0,275*0,017; 0,326*0,019; 0,294*0,024 м: а в подвздошной кишке - 0,217*0,024; 0,320*0,018; 0,290*0,03 мш соответственно.

Картина кишечного просвета у 7-суточного зародыша крысы ид< • тична таковой 5-недельного эмбриона человека. Подобие образовавши:

ся микроворсинок у зародыша крысы постепенно превращается в морфологически зрелые микрсворсинки, наличие которых в незначительном колическтве сначала отмечается на уровне двенадцатиперстной кишки (14 суток, когда их высота равна 0,365*0,04 мкм), а затем в дис-тальном отделе кишки (17 суток с высотой 0,314*0,06 мкм). Крипталь-но-ворсинковый градиент отсутствует и появляется с 21-х суток, то есть с момента образования зрелых ворсинок во всех отделах тонкой кишки.

Прослеживается некоторое несовпадение во времени факта достижения дифшштивного состояния всех микроворсинок апикальной мембраны по степени гистологической зрелости и их высоте на всем протяжении кишки. Первое наступает в 16-17 суток. Второе (учитывая среднюю высоту микроворсинок у взрослых крыс) на уровне проксимального отдела кишки отмечается к 21-м суткам, когда согласно результатам наших исследований высота их по криптально-ворсинковому градиенту в этом возрасте равна - 0,485*0,02; 1,069*0,05; 0,986*0,04 мкм, а по ьсей длине кишки к 22-м суткам пренатального онтогенеза. Изменение их высоты по указанному градиенту в этом возрасте в двенадцатиперстной кишке еоответсвует - 0,573*0,05; 1,412*0,08; 1,250* 0,06 мкм, в среднем отделе кишки - 0,678*0,05; 1,356*0,07; 1,185— 0,08 мкм, а в дистальном - 0,423*0,04; 1,313*0,06; 1,174*0,0? мкм. Достижение микроворсинками дифинитивной высоты к моменту рождения является одной из причин проявления низкой функциональной Активности во внутриутробной жизни у крыси.

Зависимость кранио-каудального появления микроворсинок и изменение их высоты в этом направлении выражена и у человека. Дифини-тивного состояния относительно второго параметра вся кишка достигает, к 23-24 неделям (при динамике высоты микроворсинок в двенадцатиперстной кишке по криптально-ворсинковому градиенту в следующем

порядке - 0,498±0,05; 1,21Ь±0,04; 1,04Э-+0,03 мкм, в тощей -0,469^0,01; 1,158^0,05,; 0,983^0,05 ыкм, в подвздошной - 0,504±

0,03; I,051^0,04; 0,926^0,04 мкм). В двенадцатиперстной кишке

*

уровень дифинитивной высоты отмечается в £0 недель, когда по гра-диентукрипта-ворсинка высота микроворсинок изменяется в следующем порядке - 0,Ы0±0,02; 1,151*0,036; I,0й4±0,04 мкм. Гистологическая зрелость всех микроворсинок наблюдается с момента появления примитивных ворсинок на уровне дистального отдела тонкой кишки (9 недель).

Таким образом стабилизация роста микроворсинок и плотность их расположения по всем отделам кишки происходит внутриутробно. Изменение их в большей степени по градиенту крипта-ворсинка связано с морфологической готовностью энтероцитов к обеспечению гидролиза, всасывания и транспорта нутриентов, зависящей от степени их диффе-ренцированности и зрелости.

Призматические клетки средней и верхней частей ворсинок являются высокодиффзренцированными, всасывательными энтероцитами, со всеми присущими им признаками дифинигивного состояния. Наибольшую высоту микроворсинки имеют в энтероцитах средней трети ворсинок. При продвижении в верхней трети ворсинки, постепенно уменьшается не только высота микроворсинок, но и их плотность. Согласно мнению Л.А.шорозова (1902, Г9Ш), С.И.Хвыли (Ш4), О.А.^сикова (1991), это связано с расходованием мембранного материала на образование пиноцитозных и секреторных везикул в связи с участием микроворсинок в процессах гидролиза и всасывания пищевого субстрата. Учитывая наличие у зародышей человека к 23-24 неделям и крысы к 22 суткам признаков дифинитивно-морфологического становления энтероцитов с проявлением функциональной активности, о чем свидетелствуют резуль-

таты нашего исследования, можно сказать, что снижение высоты и плотности микроворсинок в верхней части ворсинок во внутриутробном периоде развития объясняется их включением в процесс пищеварения.

Наибольшую функциональную активность проявляют энтероциты в ; верхней части ворсинок, что подтверждается морфологическим состоя- ; нием внутриклеточных структур. Микроворсинки у энтероцитов в основании зрелых ворсинок низкие, широкие, редко расположены относительно друг друга. j-

Морфологическая картина функциональной активности более пока- : зательна у зародыша человека. Введение коллоидного лантана в кишку

9-ти недельного зародыша человека позволило обнаружить его адсорб-

*

цип на микроворсинках апикальной мембраны, что свидетельствует о

несомненном вовлечении щеточной каймы в процесс всасывания нутриен- £

тов. По направлению от основания ворсинки к её верхушке наблюдает- i

ся его оседание на микроворсинках энтероцитов верхней трети ворси- ::

нок до верхушки и в средней части ворсинки. В большей степени явлв- {

ние гетерогенности адсорбции вещества по оси крипта-ворсинка прояв- i

лянтся с 12-ти недельного возраста, когда можно наблюдать количест- [

венно сильное выраженное его скопление на микроворсинках энтероци- j.

тов верхней трети кишечной ворсинки, меньше на энТероцитах средней {

части ворсинки и отсутствие в энтеооцитах области основания ворсин- ~

г

ки.

Г»

О степени функциональной активности свидетельствует процесс £ активной секреторной деятельности микроворсинок. С 12 недельного возраста единично, с 20 недель и до конца пренатального развития

человека по всей длине кишки, у крыс с 1Э суток единично, а с 21 су- t

р

ток по всей длине кишки микроворсинки на уровне средней и верхней трети ворсинок образуют секреторные везикулы. При Ътом наблюдается

— АО -

изменение рельефа, мембраны микроворсинок. Она становится гафриро-ванной, от»её латеральной поверхности отпочковываются везикулы, об

разун скопление над верхушками микроьорсинок и между ними. В этом ♦

случае у ьезикул сохраняется трехслойносгь мембраны с гликокаликс-ным покрытием. ¡1о мера удаления ь полость кишки, увеличивается объем везикул и трехслойность мембраны становится неразличимой. Эт согласуется с мнением исследователей о высокой ферментативной активности эпителия-кишки в раннем эмбриональном возрасте, чему в большей степени способствуют хорошо развитые микроворсинки.

галетки с признаками функциональной активности имеют множест во пиноцитоэных.инвагинаций различной глубины и размера, эндоцитоз ные везикулы и вакуоли с электронноплотныы и светлым содержимым.

процесс линоцнтоза у крыс выракен в достаточной сгопени, в меньшей гафрироьанность и секреторная вьзикуляция микроворсинок. Одна из причин меньшего проявления функциональней активности у кры связана с более ранним сроком достижения монологической и функцио нальной зрелости энтероцитоь у человека ( к середине пренатального развития) и более поздней морфологической зрелости их у крыс (к мо менту рождения). Окончательное функциональное развитие энтероцитов у крыс, ь основном, проходит постнатально.

Динамика развития эпителиального слоя отражает определенные качественные преобразования в процессе становления и развития. Результаты работы показали кранио-каудальную зависимость развития структур аппарата всасыьания на определенном этапе пренатального о тогенеза и постоянную по градиенту крипта-ворсинка.

Основные отличия становления з^мтелия слизистой оболочки тонкой кишки выявляются на ранних и поздних этапах развития. В ран нем эмбриогенеза у зародыша крысы наблюдается значительное расшире

ние межклеточных пространств и образование длинных микроворсинкопо-добных вырастов боковой мембраны, чего совсем не встречается у человека. В лотномногоряд,ном"эпителии у зародыша крысы появляются дополнительные полости, сообщающиеся с основным просветом кишки. Апикальная мембрана в идентична таковой в главной кишечной полости. Крупная вторично полость с кишечным содержимым, как правило, выявляется лишь одка в области проведенного среза. Основные различия в позднем пренатальном онтогенезе определяются различной картиной функционального состояния клеток эпителиального слоя. Эпителий слизистой оболочки тонкой кишки 22 суточного зародыга крысы и первого дня посгнатадьного развития имеет сходство морфологической картины с таковой 20-ти недельного плода человека.

В процессах образования, ворсинок, клеточной дифференцировки эпителиального слоя и морфологического становления клеток у человека и крысы наблюдается полная асинхоонность.

ВЫВОДЫ

1. В пренатальном онтогенезе тонкой кишки человека можно ввделить три стадии развития ворсинок: 1 - выпячивания и новообразование ворсинок, лредставленные недифференцированными и слабодифференциро-ванными энтероцитаыи. 2 - примитивные или первичные ворсинки, представленные слабодифференцироваяными энтероцитами. 3 - зрелые ворсинки, с полиморфизмом эпителия и энтероцитами различной степени зрелости и функционального состояния. У крысы наблюдается два типа ворсинок: I - новообразующиеся ворсинки. 2 - зрелые ворсинки.

2. С момента появления зрелых ворсинок наблюдается асинхронность их роста и равития в кранио-каудальном направлении. Вначале эти процессы более интенсивны в проксимальном этделе кишки. Активизация роста ворсинок в дистальном отделе сопровсшается временным тормо-

жением процессов в проксимальном отделе кишки.

3. До|второй половины первого плодного периода развития у человека (20-23 недели) и конца родного у крысы (21 сутки) эпителиальные клетки проксимального отдела тонкой кишки отличаются от таковых дистального отдела большей морфологической зрелостью. В последующий период эти различия исчезают. При этом сохраняется градиент вдоль оси крипта-ворсинка, обусловленный различием в степени дифференци-ровки энтероцитов. Этот градиент у человека прослеживается у человека с 9-ти недель, а у крысы с 19-ти суток, то есть с момента появления зрелых ворсинок во всех отделах тонкой кишки.

4. Структурные компоненты микроворсинок энтероцитов появляются до момента образования первичных ворсинок, ¿Аикроворсинки окончательно формируются до образования зрелых ворсинок в дистальном отделе тонкой кишки. В процессе формирования микроворсинок можно выделить три стадии:' I - образование первичных небольших выпячиь^ний апикальной мембраны между псевдоподиеобразными вырастали апикальной плазмолем-ш в период ложномногорядного эпителия (Ь недель у человека, 7 суток у крысы). 2 - образование упорядоченной каемки относительно небольшой, высоты (8 недель у человека в проксимальном отделе и 9 недель по всей кишке, 14-1? суток у крысы). 3 - стабилизация высоты микроворсинок, характерных для периода дифинитивного развития (20 недель в двенадцатиперстной кишке и 23-24 недели во всех отделах кишки у человека и 21 сутки у крысы).

5. В ходе развития микроворсинок наблюдается кранио-каудальный градиент сохраняющийся до окончательного формирования микроворсинок.

С этого момента различия высоты микроворсинок между отделами кишки незначительные.

С момента начала образования микроворсинок и в ходе дифференцировки

энтероцитов можно внпелчгь, по меньшей мере, 4 стадии развития микроворсинок: I - образование их как выпячиваний апикальной 'плазмо-леммы митотически делящихся клеток. 2 - интенсивный рост по мере продвижения энтероцитов из крипты к вершине ворсинки. 3 - уменьшение высоты у энтероцитов верхней тряти ворсинки. 4 - разрушение на окончательной стадии жизненного цикла энтероцитов. Таким образом во все периоды онтогенеза существует градиент высоты микроворсинок по оси крипта-ворсинка.

6. Уменьшение высоты микроворсинок энтероцитов верхней трети ворсинок может быть связана с утратой мембранного материала апикальной плаэмолеммы, идущего на образование эндоцитозных везикул. Интенсивность образования эндоцитозных везикул и наличие большого числа таких везикул в терминальной зоне энтероцитов можно наблюдать в эпителии верхней части ворсинок. Активное функционирование аппарата всасывания в кишечном эпителии можно видеть у отдельных энтероцитов с Э-ти недель пренатального онтогенеза у человека. В процессе всасывания в эпителиальные клетки помимо околоплодных вод поступает и частицы мекония, содержащегося в просвете кишки. |

7. Жизнеспособность плода человека по морфологическим критериям зрелости эпителия тонкой кишки формируется у человека к 20-24 неделям. К этому возрасту структура органелл энтероцитов и проявление функциональной активности соответствует морфологической картине слизистой оболочки доношенного плода. У плода крысы морфологическая и функциональная зрелость наступает к 21 суткам пренатального онтогенеза. Ярко выраженная картина морфологического проявления функциональной активности энтероцитами эпителия слизистой оболочки у зародыта крысы отсутствует., »

СПИСОК НАУЧНЫХ РАБОТ, ОДОБЛИКОВМШХ ПО 1Ем£ ДС^КРТАЦЛИ

I. Асинхронность изменений некоторых морфологических параметров

слизистой ободочки гонкой кишки человека в пренатальном периоде < тогенеза // £б.тезис.докл. "Дереферическая нервная система, в Hopi и условиях эксперимента, /кеьек, 198Э. - С. 24-26.

2. Возрастная динамика первичных ворсинок слизистой оболочки II i III отделов тонкой кишки в пренагальный период онтогенеза / wai научн.конф.УАктуадьные вопросы лереферической нервной системы", /ясевск, 1989. - С. 30-42 { совм. с Морозовым а.А., Толстолуцким i

3. Динамика морфологических изменений слизистой оболочки двенадцг типерстной кишки человека в пренатальноы онтогенезе в аспекте yen новления срока внутриутробного развития плода / Мат.научн.конф, ШЬСР к ЬО-летию кафедры судебной медицины и Удмуртского НОСш: "С ременные вопросы судебной медицины ц экспертной практики", Лжевс» 1989. вш.1У. - С. 182-183. (совмес. с 1ихоревым В.Л.).

4. Новообразование ворсинок слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки человека в пренатальный период онтогенеза / Мат. Респ. коне "Молодые ученые - науке и народному хозяйству", /ясевск, 1989. - ( 31.

Ь. Развитие микрраорсинок слизистой оболочки тонкой кишки человс в онтогенезе / Всес.конф. "Физиология развития человека"

k., 1990. - С. 231-232.

6. Анализ некоторых морфогистологических изменений слизистой обо; ки тонкой юшки плода, человека, в различные сроки посмертного nepi да / тат.Всес.н&учн.конф. "Современные вопросы судебной медицины экспертной практики", ижевск, 1991. вып. У. - С. 73-74. (совм. с Люмаевой Г.iL).

7. Морфологическая характеристика микроструктур тонкого кишечник, для целей судебно-медицинской практик / к!ат.Всес.научн.конф. к 100-летию кафедры судебной медицины Томского медицинского инстит: "Проблемы теории и практики судебной медицины". Томск, 1991. - С

80-81.( совм. с Морозовым И.А., Битер B./L).

8. Морфологическое становление некоторых структур эпителия слизистой

оболочки тонкой кишки человека в пренатальном онтогенезе и их пос-

...

мертнме изменения / Мат.Респ.ионф. "Актуальные аспекты судебной медицины". Ижевск, 1392. - С. 89-31.

Утверждены 2 рационализаторских предложения местного значения:

1. Способ идентификации возраста и оценка жизнеспособности плода человека / № 12.91 от IV.05.91. ( совм. с Толстолуцким B.D., Морозовым H.A.).

2. Способ определения давности смерти по динамике морфологических изменений тонкой кишки / № 22.31 от 17.05.91". ( совм. с Толстолуцким B.D.).

»