Эмбриональный гистогенез. Пролиферация клеток. Клеточный рост, миграция и межклеточные взаимодействия.

Обновлено: 30.04.2024

ГИСТОГЕНЕЗ (histogenesis; греч, histos столб, ткань + genesis происхождение) — развитие тканей животных и человека в онтогенезе.

Изучение Г. привело к обоснованию клеточной теории (Т. Шванн, 1839; Р. Peмак, 1852) и представлению о взаимозависимости эмбрионального Г. и филогистогенеза (А. И. Бабухин, 1869; И. И. Мечников, 1886). Изучение Г. разных тканей и его закономерностей — одна из важнейших задач гистологии (см.).

Эволюционное направление в изучении Г. получило глубокое освещение в трудах А. А. Заварзина (1945, 1947), Н. Г. Хлопина (1946), 3. С. Кацнельсона (1930—1970), С. И. Щелкунова (1958, 1971) и продолжает развиваться.

Источником развития тканей в организме зародыша являются мало-дифференцированные клетки зачатков. Эти клетки отличаются друг от друга лишь неспецифическими признаками (величина, форма и взаиморасположение клеток, их ядер и др.), а также самыми общими функциональными особенностями (особенности и степень интенсивности обмена веществ, темпы митотического размножения и т. д.). Их цитоплазма всегда базофильна (богата рибонуклеиновой к-той), ядерно-цитоплазматическое отношение высокое (ядра сравнительно больших размеров, цитоплазмы мало). Г. включает: увеличение числа клеток путем их митотического размножения, клеточный рост, перемещения отдельных клеток и клеточных комплексов, детерминацию клеток (закрепление путей их дальнейшего развития), дифференциацию клеток и их неклеточных производных, межклеточные взаимодействия, приводящие к интеграции (объединению в единое целое — зачаток, тканевую систему, орган, организм), отмирание клеток.

Ведущими компонентами Г., определяющими качественную сторону развития, являются дифференциация и интеграция. Каждая ткань у высших животных всегда развивается из одного определенного зачатка, а каждый зачаток дает начало лишь строго ограниченному кругу тканевых производных. С наступлением периода специфической, или тканевой, дифференциации клетки приобретают характерные для той или иной ткани структуры — специальные органеллы (миофибриллы, реснички и т. п.), специфические включения (напр., гранулы зимогена в железистых клетках, пигмент в хроматофорах и т. п.), иногда образуют неклеточные производные — межклеточные вещества в соединительных, хрящевых и костных тканях, симпласты при образовании скелетно-мышечных волокон и т. п. Во многих тканях при этом происходит пространственное разграничение камбиальных (малодифференцированных, резервных) и высокодифференцированных активно функционирующих клеток. В последних, как правило, базофилия цитоплазмы снижается, может сменяться оксифилией, ядерно-цитоплазматическое отношение чаще всего резко уменьшается в силу преимущественного роста цитоплазмы. У нервных клеток наряду с образованием длинных, проводящих возбуждение отростков подавляется способность к митозу в симпластических структурах (напр., в волокнах скелетной мускулатуры, плазмодиотрофобласте), а их ядра могут делиться амитотическим путем. Некоторые направления дифференцировки связаны с регрессивными изменениями клеток. Напр., эритроциты млекопитающих и человека теряют ядро и все органеллы, становясь «контейнерами» гемоглобина; клетки поверхностных слоев эпидермиса омертвевают, превращаясь в роговые чешуйки, и т. п. Увеличение многообразия тканей и специализированных клеточных форм в ходе онтогенеза обеспечивается дивергенцией, т. е. все большим расхождением их морфол., функциональных и биохим, свойств и признаков.

Г. протекает асинхронно. Ткани, функционирующие в постнатальном периоде развития и у взрослого организма (так наз. дефинитивные), дифференцируются у зародыша сравнительно поздно, тогда как ткани, обеспечивающие жизнь самого зародыша и существующие только в течение зародышевого развития, а затем погибающие (так наз. провизорные), дифференцируются значительно раньше. При этом их развитие протекает сокращенно и ускоренно по сравнению с дефинитивными тканями (С. И. Щелкунов, 1958). В частности, эпителий желточного мешка дифференцируется значительно раньше и быстрее, чем кишечный эпителий. Наиболее раннюю и ускоренную дифференцировку претерпевает у млекопитающих и человека трофобласт (см.), обеспечивающий питание зародыша с первых же дней прикрепления яйца к слизистой оболочке матки.

Асинхронность дифференцировки присуща и дефинитивным тканям. Так, кожный эпителий дифференцируется намного раньше кишечного, начинающего функционировать позднее; нейроны вегетативной нервной системы — позже нейронов соматической. Структуры, совместно обеспечивающие выполнение одной и той же сложной функции к определенному моменту развития, напр, к моменту рождения, дифференцируются одновременно (принцип системогенеза — П. К. Анохин). В одной и той же ткани активно функционирующие элементы дифференцируются раньше, камбиальные же клетки вступают в завершающий этап дифференцировки позднее, притом не все сразу, а по мере «снашивания» и гибели высокоспециализированных, ранее дифференцировавшихся клеток. Т. о., камбий расходуется и самовоспроизводится на протяжении всей жизни организма до глубокой старости, соответственно непрерывно происходят и процессы Г., именуемые в этом случае физиол, регенерацией тканей. При травмах как размножение клеток, так и тканевая дифференцировка резко интенсифицируются, что способствует заживлению дефектов (репаративная регенерация). Перечисленные процессы объединяются под названием постнатального Г. Возрастные изменения организма приводят в старости к значительному ослаблению гистогенетических процессов.

Стойкая специфичность свойств тканей у высокоорганизованных животных и человека, в частности неспособность тканей, развивающихся из разных зачатков, превращаться друг в друга, называется гистологической тканевой детерминацией (см.). В свете данных молекулярной биологии она связана с репрессией или дерепрессией генов, ответственных за синтез тканеспецифических белков (см. Оперон).

Причинные факторы Г. могут быть разделены на следующие группы: внутренние, или наследственные (контролируемая цитоплазмой деятельность ядра по синтезу тканеспецифических форм РНК); взаимодействие между клетками или их комплексами (эмбриональными зачатками, тканями); влияние окружающей среды (механические, физ., хим. и другие воздействия). Все эти факторы сложно взаимодействуют, причем внешние факторы опосредуются внутренними (тканевой детерминацией). Нарушение нормального их соотношения ведет к разнообразным отклонениям Г. (дизэмбриогистогенезу), вплоть до полного его извращения при опухолевом росте (см. Опухоли).

Процессы детерминации и дифференцировки тканей в онтогенезе обусловлены ходом эволюционных изменений тканевых структур в филогенезе животного мира. Поэтому в ходе эмбрионального, а также репаративной Г. находят отражение этапы филогистогенеза, пройденного каждой данной тканью, нередки и повторения признаков тканевых и клеточных структур предков (гистологические рекапитуляции — А. H. Северцов, 1935). Так, не только эмбриональный Г. костей при их развитии на месте хрящевых закладок, но и процесс сращивания костей после переломов идет в той же последовательности, что и в филогенезе позвоночных (хрящевая закладка — ее замещение грубоволокнистой костной тканью — рассасывание последней и замещение пластинчатой костной тканью). Изучение Г. способствует более глубокому пониманию многих патол, процессов, происходящих в человеческом организме.

Г. отдельных тканей — см. соответствующие статьи по названиям тканей (напр., Жировая ткань, Мышечная ткань и др.).

Библиография: Гистогенез и реактивность тканей, Труды Ленингр, сан.-гиг. мед. ин-та, т. 42, 1958; Кнорре А. Г. Эмбриональный гистогенез (Морфологические очерки), Л., 1971, библиогр.; Хлопин Н. Г. Общебиологические и экспериментальные основы гистологии, Л., 1946, библиогр.; X р у щ о в Н. Г. Гистогенез соединительной ткани, М., 1976, библиогр.; Щелкунов С. И. Цитологический и гистологический анализ развития нормальных и малигнизированных структур, Л., 1971, библиогр.

Эмбриональный гистогенез. Пролиферация клеток. Клеточный рост, миграция и межклеточные взаимодействия.

Морфологические аспекты эмбрионального гистогенеза разработаны довольно основательно. (З.С. Кацнельсон,1932; А.Г. Кнорре, 1971 и др.) Однако, физиологические механизмы эмбрионального развития тканей, а в последующем и органов требуют дополнительной разработки, особенно в связи с изменяющейся экологией.

Материалом для наших исследований служили органы и ткани эмбрионов различного возраста экспериментальных животных (крысы, мыши), от эмбрионов домашних животных и человека из ветлечебниц и клиник г.Волгограда и области, а также из дикой природы во время экспедиции на БАМ (1979).

Анализ исследованных гистопрепаратов от эмбрионов различного возраста указанных групп животных показал, что на ранних этапах эмбрионального гистогенеза генетически детерминированным процессам в дифференцировке клеток и тканей принадлежит решающая роль. В дальнейшем образовавшиеся мезенхимные клетки не только приводят к образованию кровяных островков и преобразованию их в другие клетки опорно-трофической и других тканей, но и эти дифференцирующиеся образования способствуют в дальнейшем формированию первичных кровеносных сосудов, а в последующем и органов.

На еще более поздних стадиях к этим процессам присоединяются нервный и гуморальные факторы, однако при этом не умоляются роль как генетического, так и экологического факторовов. Экологические компоненты можно выделить здесь как внутри эмбриона, так и из окружающей среды, от которых появляется защита зародыша - плацентарный барьер.

Все эти механизмы - пепрерывный интеративный процесс, в котором основную роль необходимо отдать биорецепции клеток и тканей. Ее мы имеем основание, характеризовать как генетически детерминированный интегративный рефлекторный процесс, направленный на гомеокинез (гомеостаз) биоэкологической системы. Таким образом, биорецепция и реципрокные биорециптивные или биоэкологические рефлексы на различных уровнях биологической интеграции являются основными механизмами эмбрионального гистогенеза.

ПРОЛИФЕРАТИВНАЯ И АПОПТОТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ КЛЕТОК РАЗНЫХ УЧАСТКОВ КОЖИ У ЧЕЛОВЕКА В ПРОЦЕССЕ РАННЕГО ЭМБРИОНАЛЬНОГО ГИСТОГЕНЕЗА

1 доктор медицинских наук, профессор; 2 кандидат медицинских наук, доцент; 3 кандидат медицинских наук, ассистент; 4 аспирант; 5 аспирант, ФГАОУ ВО «КФУ им. В.И. Вернадского».

ПРОЛИФЕРАТИВНАЯ И АПОПТОТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ КЛЕТОК РАЗНЫХ УЧАСТКОВ КОЖИ У ЧЕЛОВЕКА В ПРОЦЕССЕ РАННЕГО ЭМБРИОНАЛЬНОГО ГИСТОГЕНЕЗА

Аннонация

Изучены 112 зародышей и плодов человека в возрасте от 21 суток до 12 недель внутриутробного развития с целью выявления особенностей развития кожи в различных участках. Иммуногистохимически выявлены индекс пролиферации Ki-67-позитивные клетки), индекс апоптоза (р53-позитивные клетки), индекс готовности к апоптозу (CD95-позитивные клетки) и антиапоптотический индекс (Bcl-2-позитивные клетки) клеток кожи головы и тела. Эпидермис кожи проявляет свойства растущей и обновляющейся клеточной популяции с высокими индексами пролиферации, апоптоза и антиапоптотическим индексом. Данные индексы в эпидермисе кожи головы несколько выше. Мезенхима и эмбриональная соединительная ткань дермы кожи имеет свойства растущей клеточной популяции с высоким антиапоптотическим индексом и индексом пролиферации, что позволяет осуществляться формообразовательным процессам и дифференцировке. Индекс апоптоза значительно ниже. Опережающее развитие дермы кожи головы подкрепляется более высокими изученными показателями. Индекс готовности к апоптозу мал и стабилен во всех структурах кожи. Механизмы поддержания нарастания клеточной массы по мере роста зародышей и плодов в эпидермисе и дерме разные. В эпидермисе высока пролиферативная и апоптотическая активность при таком же высоком антиапоптотическом индексе. В дерме клеточная масса увеличивается активнее за счет высокого индекса пролиферации и намного более низкого индекса апоптоза при очень высоком антиапоптотическом индексе.

Ключевые слова: пренатальный органогенез кожи, плоды человека, апоптоз, пролиферация.

Shapovalova Ye.Yu. 1 , Boyko T.A. 2 , Baranovskiy Yu.G. 3 , Kolomoyetz T.A. 4 , Karakulkina O.A. 5

1 PhD in Medicine, Professor; 2 Assosiate professor; 3 Assistant professor; 4 Postgraduate student; 5 Postgraduate student, Crimean Federal University named after V.I.Vernadsky.

CELL PROLIFERATIVE| AND APOPTOSIS ACTIVITY IN DIFFERENT AREAS OF HUMAN SKIN IN EARLY EMBRYONIC HISTOGENESIS

Abstract

In 112 human embryos and fetus in the age from 21 day to 12 weeks of the intrauterine development index of proliferation (Ki-67- positive cells), index of apoptosis (р53 - positive cells), index of readiness to the apoptosis (CD95 - positive cells) and antiapoptosis index (Bcl-2 -positive cells) of skin cells with the purpose of exposure of skin development in different areas have been revealed. The epidermis of skin shows properties of growing and brushing up cellular population with the high indexes of proliferation, apoptosis and antiapoptosis index. These indexes in the epidermis of head skin are few higher. Mesenchyme and embryonic connective tissue of skin dermis has characteristics of growing cellular population with a high index of proliferation and antiapoptosis index, that allows to be carried out processes of formation and differatiation. The index of apoptosis considerably below. Passing ahead development of head dermis refreshes oneself more high studied indexes. The index of readiness to the apoptosis is small and stable in all skin structures. Mechanisms of maintenance of epidermis and dermis cellular mass growth in embryos and fetus differ. In an epidermis cellular proliferative, apoptotic and antiapoptotic activity is high. In dermis cellular mass is increased more active due to the high index of proliferation and far more low index of apoptosis at an ever-higher antiapoptosis index.

Key words: skin prenatal organogenesis, human fetus, apoptosis, proliferation|.

В основе пренатального развития органов человека, в том числе и кожи, лежит эмбриональный гистогенез. Согласно классическим представлениям любой гистогенез представляет собой динамически организованную систему и включает в качестве базисных механизмов процессы клеточной и тканевой детерминации, роста, клеточной дифференцировки, пролиферации и гибели клеток, миграции и межклеточной интеграции [3, 4]. Генетически запрограммированная клеточная смерть (апоптоз) является неотъемлемой частью развития эмбриона и плода, как и функционирования взрослого организма [6, 10]. Эта выборочная или изолированная гибель клетки управляется ее геномом [8]. Апоптоз важен для поддержания оптимального баланса между старыми нефункционирующими клетками и вновь образованными в результате пролиферации [7, 10]. Также следует считать апоптоз эффективным способом удаления клеток с генетическими повреждениями. Сведения об активности пролиферативных и апоптотических процессах клеток кожи человека в первом триместре органогенеза отрывочны, скудны и не отражают особенности развития кожи в различных участках.

Целью и задачей нашего исследования явилось изучение индекса пролиферации, индекса готовности к апоптозу, индекса апоптоза и антиапоптотического индекса клеток кожи головы и тела у зародышей и плодов человека.

Материал и методы. Изучены 112 зародышей человека в возрасте от 21 суток до 12 недель внутриутробного развития на стадиях последовательно от раннего периода нервного желобка до начала дефинитивного плодного периода. Эмбрионы и плоды быстро фиксировали 10% забуференным нейтральным формалином сразу же после операции abrasio. Материал заливали в парафин и из них изготовляли серийные срезы толщиной 5-6 мкм. Иммуногистохимические реакции проводили в парафиновых срезах кожи головы и тела с использованием соответствующих первичных антител Ki-67, CD 95 / Apo 1, Bcl-2 и p53 (DAKO) и системы визуализации En vision (DAKO). Ядра докрашивали гематоксилином. Тепловое демаскирование антигенов проводили в микроволновой печи Samsung М 1915 NR при фиксированной мощности 800 Вт в течение 2 минут. Индекс апоптоза клеток кожи был оценен с помощью моноклональных антител к протеину р53, который играет центральную роль в развитии апоптоза [2]. Кроме того, для оценки готовности клеток эпидермиса и дермы к рецепторному апоптозу и вычисления индекса готовности к апоптозу использовали моноклональные антитела к Fas-рецепторам (CD 95 / Apo 1). Антиапоптотический индекс определяли с помощью моноклональных антител к антиапоптотическому белку Bcl-2, который пролонгирует жизнь клетки, блокируя апоптоз. Индекс пролиферации, готовности к апоптозу, индекс апоптоза, антиапоптотический индекс получали путем подсчета количества Ki-67, CD 95 / Apo 1, p53 и Bcl-2-позитивных клеток на 100 клеток соответствующих структур кожи при увеличении х1350 с последующим вычислением показателя в процентах.

Рис. 1 - Индексы пролиферации (Ki-67), апоптоза (p53), готовности к апоптозу (CD95) и антиапоптотический индекс (Bcl-2) клеток эпидермиса головы (ЭГ) и туловища (ЭТ).

В последующие сроки развития эпидермиса прослеживается постепенное незначительное снижение значений всех изученных показателей. В эпидермисе кожи туловища индекс апоптоза во всех возрастах выше, чем в эпидермисе головы, а индекс пролиферации наоборот. За счет более высокого индекса пролиферации и антиапоптотического индекса и более низкого индекса апоптоза эпидермис кожи головы быстрее наращивает слойность, хотя готовность к апоптозу клеток эпидермиса головы выше, чем эпидермоцитов туловища.

Дерма кожи головы и туловища до 45 суток (зародыши 16 мм длины) представлена неуплотненной мезенхимой, формирующей синцитий из отростчатых клеток. В головной части зародышей мезенхима несколько более уплотнена по сравнению с дермой туловищной части зародышей, хотя изученные показатели одинаковы. Среди клеток мезенхимы дермы кожи головы и туловища наиболее часто встречаются клетки с экспрессией антиапоптотического гена Bcl-2 (рис. 2). Их индекс равен 41,41+0,31. Индекс пролиферации тех же клеток также высок и составляет 37,25+0,24. Индекс апоптоза значительно ниже (26,32+0,16), индекс готовности к апоптозу мал и составляет 7,78+0,14. На данном этапе мезенхима - растущая клеточная популяция, в которой имеются предпосылки к формообразованию и дифференцировке.

На последующих этапах развития образовавшаяся из мезенхимы эмбриональная соединительная ткань (ЭСТ) дермы головы и туловища продолжает демонстрировать признаки растущей клеточной популяции, где нарастание клеточной массы происходит за счет более высокого индекса пролиферации и более низкого индекса апоптоза при высокой экспрессии гена Bcl-2. Готовность клеток к рецепторному апоптозу стабильно мала. В дерме кожи головы все изученные показатели несколько выше. В то же время с возрастом эти показатели медленно, но неуклонно снижаются, как в дерме кожи головы, так и туловища.

Рис. 2 - Индексы пролиферации (Ki-67), апоптоза (p53), готовности к апоптозу (CD95) и антиапоптотический индекс (Bcl-2) клеток мезенхимы или ЭСТ дермы кожи головы (МГ) и туловища (МТ).

2.1.10. Механизмы развития пролиферации в очаге воспаления

Пролиферация является завершающей фазой развития воспаления, обес-печивающей репаративную регенерацию тканей на месте очага аль-

терации. Пролиферация развивается с самого начала воспаления наряду с яв-лениями альтерации и экссудации.

При репаративных процессах в очаге воспаления регенерация клеток и фиброплазия достигаются как активацией процессов пролиферации, так и ог-раничением апоптоза клеток. Размножение клеточных элементов начинается по периферии зоны воспаления, в то время как в центре очага могут еще про-грессировать явления альтерации и некроза. Полного развития пролиферация соединительнотканных и органоспецифических клеточных элементов дости-гает после «очистки» зоны повреждения от клеточного детрита и инфекци-онных возбудителей воспаления тканевыми макрофагами и нейтрофилами. В связи с этим следует отметить, что процессу пролиферации предшествует формирование нейтрофильного и моноцитарного барьеров, которые форми-руются по периферии зоны альтерации.

Восстановление и замещение поврежденных тканей начинается с выхода из сосудов молекул фибриногена и образования фибрина, который формиру-ет своеобразную сетку, каркас для последующего клеточного размножения. Уже по этому каркасу распределяются в очаге репарации быстро образую-щиеся фибробласты. Деление, рост и перемещение фибробластов возможны только после их связывания с фибрином или коллагеновыми волокнами. Эта связь обеспечивается особым белком - фибронектином. Размножение фиб-робластов начинается по периферии зоны воспаления, обеспечивая формиро-вание фибробластического барьера. Хемотаксис, активация и пролиферация фибробластов осуществляются под воздействием:

1. Факторов роста фибробластов.

2. Тромбоцитарного фактора роста.

3. Цитокинов - ФНО, ИЛ-1.

6. Трансформирующего фактора роста b.

Сначала фибробласты не зрелые и не обладают достаточной синтетиче-ской активностью. Созреванию предшествует внутренняя структурно-функциональная перестройка фибробластов: гипертрофия ядра и ядрышка, гиперплазия ЭПС, повышение содержания ферментов, особенно щелочной фосфатазы, неспецифической эстеразы, b-глюкуронидазы. Только после пе-рестройки фибробласты начинают синтезировать коллаген, эластин, коллаге-нассоциированные белки и протеогликаны. Коллагеногенез стимулируется следующими биологически активными веществами - ФНО, ИЛ-1, ИЛ-4, фак-тором роста фибробластов, тромбоцитарным фактором роста.

Интенсивно размножающиеся фибробласты продуцируют кислые муко-полисахариды - основной компонент межклеточного вещества соединитель-ной ткани (гиалуроновую кислоту, хондроитинсерную кислоту, глюкозамин, галактозамин). При этом зона воспаления не только инкапсулируется, но и начинаются постепенная миграция клеточных и бесклеточных компонентов соединительной ткани от периферии к центру, формирование соединитель-нотканного остова на месте первичной и вторичной альтерации.

Наряду с фибробластами размножаются и другие тканевые и гематоген-ные клетки. При разрушении базальных мембран сосудов в зоне альтерации происходит миграция клеток эндотелия по градиенту ангиогенных факторов. Просвет новообразующегося капилляра формируется путем слияния внекле-точных пространств соседних эндотелиоцитов. Вокруг новообразующихся капилляров концентрируются тучные клетки, макрофаги, нейтрофилы, кото-рые освобождают биологически активные вещества, способствующие про-лиферации капилляров.

Важнейшими факторами, стимулирующими ангиогенез, являются:

1. Факторы роста фибробластов (основной и кислый).

2. Сосудистый эндотелиальный фактор роста.

3. Трансформирующие факторы роста .

4. Эпидермальный фактор роста.

Фибробласты вместе с вновь образованными сосудами создают грануля-ционную ткань. Это, по существу, молодая соединительная ткань, богатая клетками и тонкостенными капиллярами, петли которых выступают над по-верхностью ткани в виде гранул.

Основными функциями грануляционной ткани являются: защитная - пре-дотвращение влияния факторов окружающей среды на очаг воспаления и ре-паративная - заполнение дефекта и восстановление анатомической и функ-циональной полноценности поврежденных тканей.

Формирование грануляционной ткани не строго обязательно. Это зависит от величины и глубины повреждения. Грануляционная ткань обычно не раз-вивается при заживлении ушибленных кожных ранок или мелких поврежде-ний слизистой оболочки (Кузин М.И., Костюченок Б.М. и соавт., 1990). Гра-нуляционная ткань постепенно превращается в волокнистую ткань, называе-мую рубцом. В рубцовой ткани уменьшается количество сосудов, они запус-тевают, уменьшается количество макрофагов, тучных клеток, снижается ак-тивность фибробластов. Небольшая часть клеточных элементов, распола-гающаяся среди коллагеновых нитей, сохраняет активность. Предполагают, что сохранившие активность тканевые макрофаги принимают участие в рас-сасывании рубцовой ткани и обеспечивают формирование более мягких руб-цов.

Параллельно с созреванием грануляций происходит эпителизация раны. Она начинается в первые часы после повреждения, и уже в течение первых суток образуются 2-4 слоя клеток базального эпителия. Скорость эпителиза-ции обеспечивается следующими процессами: миграцией, делением и диф-ференцировкой клеток. Эпителизация небольших ран осуществляется, в ос-новном, за счет миграции клеток из базального слоя. Раны более крупные эпителизируются за счет миграции и митотического деления клеток базаль-ного слоя, а также дифференцировки регенерирующего эпидермиса. Новый эпителий образует границу между поврежденным и подлежащим слоем, он препятствует обезвоживанию тканей раны, уменьшению в ней электролитов и белков, а также предупреждает инвазию микроорганизмов.

В процессе пролиферации участвуют и органспецифические клеточные элементы органов и тканей. С точки зрения возможностей пролиферации ор-ганспецифических клеточных элементов все органы и ткани могут быть рас-классифицированы на три группы:

К первой группе могут быть отнесены органы и ткани, клеточные элемен-ты которых обладают активной или практически неограниченной пролифе-рацией, достаточной для полного восполнения дефекта структуры в зоне воспаления (эпителий кожи, слизистых оболочек дыхательных путей, слизи-стой желудочно-кишечного тракта, мочеполовой системы; гемопоэтическая ткань и др.).

Ко второй группе относятся ткани с ограниченными регенерационными способностями (сухожилия, хрящи, связки, костная ткань, периферические нервные волокна).

К третьей группе относятся те органы и ткани, где органоспецифические клеточные элементы не способны к пролиферации (сердечная мышца, клетки ЦНС). Основными факторами, регулирующими процессы пролиферации и дифференцировки клеток в очаге воспаления, являются:

1. Факторы роста, продуцируемые макрофагами, лимфоцитами, тромбо-цитами, фибробластами и другими клетками, стимулированными в зоне вос-паления. К ним относятся:

- факторы роста эпидермиса (стимулятор пролиферации и созрева-ния эпителия, стимулятор ангиогенеза);

- трансформирующий фактор роста- (стимулятор ангиогенеза);

- трансформирующий фактор роста- (хемоаттрактант фибробла-стов, стимулятор синтеза коллагена, фибронектина, ангиогенеза, ингибитор протеолиза);

- тромбоцитарный фактор роста (стимулятор миграции, пролифе-рации и синтеза белка в клетках-мишенях, обладает провоспалительным эф-фектом);

- фактор роста эндотелиоцитов;

- фактор роста фибробластов кислый и основной (стимуляторы пролиферации всех клеток сосудистой стенки);

- колониестимулирующие факторы (гранулоцитарный и макрофа-гальный стимуляторы дифференцировки, пролиферации и функциональной активности клеток гранулоцитарного и моноцитарного ряда) - цитокины (ФНО, ИЛ-1, ИЛ-2, ИЛ-3, ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-6, ИЛ-7) , продуцируемые Т- и В-лимфоцитами, мононуклеарами, тучными клетками, фибробластами, эндоте-лиоцитами, обеспечивают хемотаксис, фиброгенез, ингибируют апоптоз, стимулируют процессы пролиферации в очаге воспаления. Ингибиторами роста для некоторых клеток служат те же цитокины, которые стимулируют пролиферацию других - это ФНО, трансформирующий фактор роста  и - интерферон (Зайчик А.Ш., Чурилов Л.П., 1999);

- фактор роста нервов (стимулятор пролиферации, роста, морфоге-неза симпатических нейронов, эпителиальных клеток). Ростовые факторы, взаимодействуя с рецепторами на клетках- мишенях, могут непосредственно стимулировать синтез ДНК в клетках или подготавливать внутриклеточные рецепторы и ферменты к митотической деятельности.

2. Пептид гена, родственного кальцитонину, стимулирует пролифе-рацию эндотелиальных клеток, а субстанция Р индуцирует выработку ФНО в мак-рофагах.

3. Простагландины группы Е потенцируют регенерацию путем усиления кровоснабжения.

4. Кейлоны и антикейлоны, продуцируемые различными клетками, дейст-вуя по принципу обратной связи, могут активировать и угнетать митотиче-ские процессы в очаге воспаления (Бала Ю.М., Лифшиц В.М., Сидельникова В.И., 1988).

5. Полиамины (путресцин, спермидин, спермин), обнаруживаемые во всех клетках млекопитающих, жизненно необходимы для роста и деления клеток.

Они обеспечивают стабилизацию плазматических мембран и суперспи-ральной структуры ДНК, защиту ДНК от действия нуклеаз, стимуляцию транскрипции, метилирование РНК и связывание ее с рибосомами, актива-цию ДНК-лигаз, эндонуклеаз, протеинкиназ и многие другие клеточные про-цессы. Усиленный синтез полиаминов, способствующих пролиферативным процессам, отмечается в очаге альтерации (Березов Т.Т., Федорончук Т.В., 1997).

6. Циклические нуклеотиды: цАМФ ингибирует, а цГМФ активирует про-цессы пролиферации.

Морфологически процесс заживления раны может протекать различно, в зависимости от анатомического субстрата поражения, степени инфицирован-ности, общего состояния организма, характера лечебных мероприятий (Ку-зин М.И., Костюченок Б.М. и соавт., 1990). Однако в любом случае течение раневого процесса отражает один из классических типов заживления:

1. Заживление первичным натяжением.

2. Заживление вторичным натяжением.

3. Заживление под струпом.

Заживление раны первичным натяжением. Такой тип заживления харак-теризуется сращением краев раны без видимой промежуточной ткани, путем соединительнотканной организации раневого канала. Заживление первичным натяжением является наиболее экономичным видом заживления. Для зажив-ления первичным натяжением необходимы следующие условия:

1. Небольшая зона повреждения.

2. Плотное соприкосновение краев раны.

3. Сохранение жизнеспособности краев раны.

4. Отсутствие очагов некроза и гематомы.

5. Асептичность раны.

Заживление раны вторичным натяжением происходит при обширных по-вреждениях тканей, при наличии в ране нежизнеспособных тканей, гематомы и при развитии инфекции в ране. Любой из этих факторов ведет к заживле-нию вторичным натяжением. При различных вариантах течения заживления вторичным натяжением речь идет о заживлении гнойной раны, то есть о за-живлении через нагноение и гранулирование. На 5-6-е сутки после альтера-ции, после отторжения некротизированных клеток в ране появляются ост-ровки грануляций, которые, постепенно разрастаясь, заполняют всю полость раны. Изменения характера грануляций всегда объективно отражают ослож-нения заживления, которые могут наступить под влиянием местных и общих факторов. Реорганизация рубца проявляется активной эпителиизацией раны. Эпителий нарастает на поверхность грануляций в виде голубовато-белой каймы очень медленно. Помимо эпителизации заживлению способствует фе-номен раневой контракции - равномерного концентрического сокращения краев и стенок раны. Этот феномен объясняется появлением в грануляцион-ной ткани в период регенерации фибробластов, обладающих способностью к сокращению.

Заживление раны под струпом характерно для незначительных повреж-дений (ссадины, царапины, небольшие по площади ожоги 1-й и 2-й степени). Раневой процесс начинается свертыванием излившейся крови или только лимфы, которая подсыхает с образованием струпа. Под ним происходит бы-страя регенерация эпидермиса, и струп затем отторгается. Весь процесс длится 3-7 дней. Если заживление под струпом происходит без осложнений, то рана заживает первичным натяжением; если под струпом начинается на-гноение, то заживление идет по типу вторичного натяжения. В ряде случаев может развиться вялотекущее флегмонозное поражение жировой клетчатки, окружающей рану. В такой ситуации необходимы хирургическая обработка раны и удаление струпа (Кузин М.И., Костюченок Б.М. и соавт., 1990).

Эмбриология

Эмбриология человека - это направление науки, занимающееся изучением развития зародыша, то есть организма на ранних стадиях развития до рождения. Знания в области эмбриологии человека необходимы всем врачам, особенно работающим в направлении педиатрии и акушерства.

Знания эмбриологии оказывают помощь при диагностике нарушений в системе мать-плод, выявлении болезней детей после рождения, а также выявлении причин уродств.

На сегодняшний день знания в сфере эмбриологии применяют для выявления и ликвидации причин бесплодия, разработки противозачаточных препаратов, трансплантации фетальных органов. Приобрели актуальность проблемы трансплантации зародыша в матку, экстракорпорального оплодотворения и культивирования яйцеклеток.

Эмбриология изучает несколько стадий развития зародыша:

оплодотворение с дальнейшим образованием зиготы;
дробление и образование бластоцисты;
гаструляцию - процесс образования зародышевых листов и осевых органов;
органогенез и гистогенез внезародышевых и зародышевых органов;
системогенез.

Внутриутробное развитие делится на три основных периода:

начальный - первая неделя;
зародышевый - вторая-восьмая недели;
плодный - начинается с девятой недели и завершается рождением ребенка.

В среднем внутриутробное развитие человека продолжается 280 суток.

Эмбриология: стадия оплодотворения и образования зиготы

Оплодотворение - процесс слияния мужских и женских половых клеток, в результате которого восстанавливается диплоидный набор хромосом и возникает новая клетка - оплодотворенная яйцеклетка (зигота). Для возможности оплодотворения концентрация в эякуляте сперматозоидов должна соответствовать 20-200 млн/мл, а их общее количество - 150 млн/мл.

Процесс оплодотворения состоит из трех фаз:

дистантного взаимодействия и сближения гамет;
контактного взаимодействия с активацией яйцеклетки;
проникновения сперматозоида в яйцеклетку с последующей сингамией (слиянием).

Дистантное взаимодействие обеспечивает хемотаксис - совокупность специфических факторов, отвечающих за повышение вероятности встречи мужских и женских половых клеток. В этом процессе важную роль играют вырабатываемые половыми клетками химические вещества.

Сразу после эякуляции происходит процесс капацитации - сперматозоиды под воздействием секрета женских половых путей приобретают оплодотворяющую способность. На механизм капацитации большое влияние оказывают гормональные факторы (например, прогестерон), активизирующие секрецию маточных труб.

Оплодотворение происходит в маточных трубах, ему предшествует осеменение, обусловленное хемотаксисом.

При контактном взаимодействии сперматозоиды приближаются к яйцеклетке, а затем вступают в контакт с ее оболочкой.

Далее происходит процесс проникновения головки и хвоста спермия в овоплазму. На периферии овоплазмы образуется оболочка оплодотворения.

В организме женщины в течение 12 часов после сближения мужского и женского пронуклеусов образуется одноклеточный зародыш - зигота.

Эмбриология: стадия дробления и образования бластоцисты

Дробление - это последовательный процесс деления зиготы без роста бластомеров. У человека дробление полное, асинхронное и неравномерное.

После первого дробления в организме женщины образуются два бластомера. Один из бластомеров обладает более крупными размерами и темной окраской, второй - светлый и более мелкий.

Из крупного бластомера происходит образование зародыша и большинства провизорных органов: плодной части плаценты и соединительной ткани хориона, желточного мешка, амниона, аллантоиса. Из второго бластомера развивается трофобласт.

Образование бластулы

Мелкие клетки в процессе дробления делятся быстрее крупных и обрастают их снаружи. Таким образом, образуется морула - скопление клеток. Внутри нее расположены крупные клетки, названные эмбриобластом, а снаружи мелкие клетки, названные трофобластом.

В ходе деления клеток морула увеличивается в размерах, клетками зародыша начинает секретироваться жидкость и накапливаться под трофобластом.

В дальнейшем объем жидкости увеличивается, образуется полость внутри зародыша, наполненная такой жидкостью, эмбриобласт оттесняется к периферии и прилипает к трофобласту. Образуется бластоциста.

Трофобласт образует выросты - ворсинки, вследствие чего поверхность бластулы неровная. Трофобласт - это первый провизорный орган, образующийся у зародыша. В дальнейшем трофобласт войдет в состав плаценты. Посредством трофобласта происходит имплантация зародыша в слизистую оболочку матки.

Эмбриология: стадия гаструляции

В результате перемещения клеток после образования бластулы образуется гаструла - двуслойный зародыш. Процесс образования гаструлы назван гаструляцией.

В процессе гаструляции происходит интенсивное перемещение клеток - будущие зачатки тканей перемещаются в соответствии с планом структурной организации будущего полноценного организма.

На стадии гаструляции зародыш состоит из зародышевых листков - разделенных пластов клеток. Наружный слой - эктодерма, внутренний - энтодерма. У позвоночных животных образуется третий слой (средний) - мезодерма.

Из эктодермы развиваются:

эпителий кожи;
нервная система;
эмаль зубов;
органы чувств.

Из энтодермы развиваются:

эпителий легких;
пищеварительные железы;
эпителий средней кишки.

Из мезодермы развиваются:

кровеносная система;
соединительная и мышечная ткани;
половые железы;
почки и др.

Выделяют несколько способов гаструляции:

инвагинация - осуществляется путем втягивания в бластоцель стенки бластулы;
деляминация - в эпителиальный пласт эктодермы преобразуются клетки, располагающиеся снаружи, а оставшиеся формируют энтодерму. Деляминация характерна для кишечнополостных;
эпиболия - обрастание клетками при неполном дроблении внутренней массы желтка или обрастание клеток другими быстро делящимися клетками;
иммиграция - миграция внутрь бластоцеля части клеток стенки бластулы;
инволюция - вворачивание наружного пласта клеток, увеличивающего в размерах, внутрь зародыша.

Эмбриология: стадия гистогенеза и органогенеза внезародышевых и зародышевых органов

Органогенез - совокупность процессов, приводящих к формированию зачатков органов и их последующей дифференциации в процессе эмбрионального развития.

В органогенезе выделяют:

нейруляцию - процесс образования нейрулы. В нейруле закладывается мезодерма, состоящая, в свою очередь, из зародышевых листков и осевого комплекса органов - хорды, нервной трубки и кишки. Клетки комплекса органов влияют друг на друга. Такое влияние носит название эмбриональной индукции.
гистогенез - ряд процессов, обеспечивающих образование и восстановление тканей в ходе онтогенеза.

На сегодняшний день эмбриология стала одним из важнейших направлений науки. В медицине ее применение не ограничивается областью гистологии и анатомии. Эмбриология имеет важное значение в развитии профилактической медицины, направленной на разработку и тестирование новых медицинских препаратов, борьбу с наследственными заболеваниями. Эмбриология имеет большие перспективы, связанные с развитием генетики и ряда других наук.

Также эмбриология тесно связана с ЭКО, так как эмбриологический период является одним из важнейших этапов программы экстракорпорального оплодотворения.

Клиническая эмбриология изучает причины нарушений эмбрионального развития, механизмы развития уродств, а также способы влияния на эмбриогенез.

Разработки в области ЭКО стали возможными благодаря использованию высокотехнологической медицины и развитию клинической эмбриологии. Исход экстракорпорального оплодотворения в большой степени зависит от знаний и опыта специалиста-эмбриолога.

Читайте также: