CC BY
26
УДК 611.4
КЛАПАНЫ ЛИМФАТИЧЕСКИХ ПОСТКАПИЛЛЯРОВ В ФИЛООНТОГЕНЕТИЧЕСКОМ АСПЕКТЕ
Валерий Михайлович ПЕТРЕНКО
ООО ОЛМЕ (Реабилитация обездвиженных больных) 194021, г. Санкт-Петербург, ул. Карбышева, 6-2-65
Морфогенез первых лимфатических клапанов на разных этапах онтогенеза человека и млекопитающих животных начинается с локальной деформации эндотелиального пласта (образование окружной складки) и сгущения клеточных элементов рыхлой соединительной ткани в основании клапана. Ее быстро истончающаяся пластинка (почти) без клеточных элементов вытягивается вслед за эндотелием удлиняющейся клапанной створки. Пластинка находится между двумя слоями эндотелия и различима при больших увеличениях, главным образом или даже исключительно при электронной микроскопии.
Ключевые слова: лимфатический посткапилляр, клапан, эндотелий, соединительная ткань.
Недолгая история исследований лимфатических посткапилляров (ЛПК) как самостоятельного звена лимфатического русла и современное состояние этого вопроса подробно описаны в литературе [1-3, 5-8, 12]. В 1952 г. Д.А. Жданов [4] отмечал: «Принято определять переход лимфатических капилляров (ЛК) в отводящие лимфатические сосуды (ЛС) появлением клапанов». Ин-траорганные отводящие ЛС, анастомозируя друг с другом, образуют широкопетлистые сплетения с различной формой петель. В этих сплетениях обычно можно видеть более крупные ЛС, которые по более или менее прямым путям, постепенно увеличиваясь в калибре, направляются к местам выхода из органа и продолжают принимать лимфу из ЛК. Крупные внутриорганные ЛС нередко идут вместе с кровеносными сосудами. В 1964 г. L. Pfleger [2] выделила в лимфатическом русле кожи посткапиллярные ЛС. Они имеют большую емкость, чем типичные ЛС, их стенка содержит соединительную ткань и гладкие миоциты, но не разделена на типичные слои. В 1969 г. В.В. Куприянов [6] выделил лимфатический посткапилляр (ЛПК), который отличается от ЛК только наличием клапана. Позднее он [7] более подробно описал морфогенез первых лимфатических клапанов. На протяжении ЛК появляются первые клапаны без створок в виде складки стенки, которая образуется путем инвагинации дистального отрезка ЛК в проксимальный отрезок ЛК. Затем появляются створки клапана, причем каждая из них состоит из двух слоев эндотелия. Наконец, между слоями эндотелия внедряются волокнистые элементы и даже клетки соединительной
ткани. В.А. Шахламов и А.П. Цамерян показали створку клапана в ЛПК кишечной ворсинки при сохранении ультраструктуры ЛК [15]. Согласно Л.В. Чернышенко [14], в ЛПК находятся клапаны-шлюзы; типичные полулунные клапаны появляются в ЛС. По данным В.В. Куприянова [8], первый лимфатический клапан появляется в области перехода кровеносного посткапилляра в венулу. Створки клапанов ЛПК представляют собой почти «чистую» дупликатуру эндотелиаль-ной выстилки с минимальным содержанием соединительной ткани. В толще клапанов ЛС наряду с фибриллярными элементами присутствуют клеточные формы. По мнению Ю.Е. Выренкова [3], ЛПК проходят около посткапиллярных венул. Соединительная ткань и гладкие миоциты, не образующие сплошной мышечный слой, появляются в стенках первичных ЛС.
В эволюции ЛС появляются у рыб. Створка их примитивных клапанов образована эндотелио-цитом с множественными ветвями, перекрывающими просвет ЛС. У рептилий в стенках ЛС появляются миоциты, створки клапанов имеют гроздевидное строение [10].
В.В. Куприянов [6] внес важное уточнение в описание строения лимфатического русла: при его импрегнации азотнокислым серебром в сети ЛК местами обнаруживаются клапаны, которые на инъецированных препаратах могут быть неразличимы - это ЛПК. Считаю [12], что такое замечание В.В. Куприянова весьма справедливо для классических исследований, проводившихся, в частности, при использовании синей массы Ге-рота. Однако ее разбавление в несколько раз дает
Петренко В.М. - д.м.н., проф., e-mail: [email protected] БЮЛЛЕТЕНЬ СО РАМН, ТОМ 34, № 1, 2014
иные результаты: в синий цвет окрашиваются контуры ЛК, ЛПК и ЛС, а также клапаны, т. е. места задержки массы. И тогда удается видеть клапаны в сетях ЛК. Иначе говоря, ЛПК I порядка могут входить в состав петель сети ЛК. Такие ЛПК редко сопровождают венулы, что характерно для более крупных и прямых ЛПК с более плотными стенками, включающими соединительнотканную оболочку. Кстати, принцип разбавления (суспензии оранжевого кадмия) лежит в основе методики индикации, предложенной в 1956 г. А.А. Сушко для изучения слепых отростков ЛК и лимфатических клапанов [14].
В 2007 г. (через год после смерти академика В.В. Куприянова) на страницах журнала «Морфология» была опубликована дискуссионная статья А.И. Шведавченко и В.Я. Бочарова [16]. В статье отрицается существование ЛПК по В.В. Куприянову на основании его раннего описания первых клапанов в виде выступания эндотелиальных клеток в сосудистый просвет - в состав клапана должна входить соединительная ткань. В 2010 г. А.И. Шведавченко уже с тремя соавторами опубликовал дискуссионную статью «Спорные вопросы о лимфатическом посткапилляре» в журнале «Морфологические ведомости» [17]. В обеих статьях отсутствуют какие-либо иллюстрации в поддержку абстрактных рассуждений авторов, которые заявили [17]: «Эндотелиальная складка без соединительнотканного компонента может изменять свое положение в просвете капилляра как в сторону тока лимфы, так и в противоположном направлении в зависимости от изменения давления лимфы на одну или другую поверхность складки... Наша позиция основывается на строении стенки клапана как такового, исходя из конструкции его в ЛС и венозных сосудах. Позиция сторонников ЛПК заключается в том, что складка капилляра - это клапан и никаких возражений. Поэтому необходима аргументация такой позиции по этому вопросу, тогда у нас не будет никаких возражений».
Критики, видимо, не представляют сосудистый клапан в объеме и механику его функционирования. Полулунные заслонки сосудистого клапана, например - аорты, к стенке сосуда прикрепляются не одним краем каждая, как на срезе, а двумя-тремя (V- или и-образный клапанный валик - зигзагообразная линия фиксации клапана по периметру сосуда), оставляя между одинарными свободными краями (на срезе - верхушки створок) и местами их слияния на концах (комис-суральные точки) клапанную щель. Эти проксимально изогнутые окружные складки сосудистой стенки ограничивают около нее воронкообразные клапанные синусы. Под давлением обратного
лимфотока синусы расширяются, полулунные заслонки клапана расправляются и сближаются, а клапанная щель закрывается. Прямой лимфоток давит на выпуклую дистальную сторону заслонок, обратную проксимальным карманам, которые спадаются с раскрытием клапанной щели [11]. Почему-то критики не упомянули: 1) ни в 2007 г., ни в 2010 г. статью В.В. Куприянова 1989 г. [8], которая, в отличие от монографий [6, 7], содержит информативную электронограм-му клапана ЛПК, новые сведения о его строении, в том числе о соединительнотканном компоненте створок; 2) в 2010 г. статью Ю.Е. Выренкова с соавторами [3], в которой есть ссылка на статью [8] и приведены микрофотографии и электронно-граммы ЛПК. И список подобных работ можно продолжить.
В Международной гистологической терминологии [9] отдельной позицией выделен ЛС фиброзного типа (или собирательный ЛС), в котором различают сосудистый эндотелий и волокнистый слой. В старой анатомии [4] такой ЛС называли отводящим. По сути - это ЛПК. В отличие от ЛК, в стенке ЛПК определяются прерывистая, местами истонченная базальная мембрана и едва различимый слой соединительной ткани [15].
В настоящем обзоре с целью рассмотрения тканевых основ морфогенеза первых лимфатических клапанов проанализированы литературные и собственные данные, полученные при изучении окрашенных тотальных препаратов, тонких и ультратонких срезов ЛПК у человека и млекопитающих животных в условиях возрастной нормы.
Свои исследования лимфатической системы я начал с начальных этапов ее формирования [10]. Первичные ЛС брыжейки тонкой кишки и грудной проток проходят 3 стадии развития в пренатальном онтогенезе человека - ЛК, ЛПК и ЛС (мышечного типа). В конце восьмой недели эмбриогенеза появляются собственные клапаны грудного протока - в его начале, над поперечной цистерной (рис. 1) и в его краниальной грудной части, между пищеводом и аортой. Стенка эмбрионального грудного протока представлена тонким эндотелием. На его протяжении обнаруживаются немногие клетки соединительной ткани, причем распределенные на срезе неравномерно по периметру протока. Уместно здесь напомнить мнение В.В. Куприянова о строении стенки ЛПК: «.как меняется стенка ЛК, после того как он миновал первый клапан и, согласно традиционным воззрениям, превратился в ЛС? На этот вопрос мы можем ответить так: поскольку он превратился не в ЛС, а в ЛПК, никаких видимых изменений в его стенке не появилось. Здесь встречаются такие же ядра эндотелиальных клеток, распределенные
ств
Рис. 1. Грудной проток эмбриона человека длиной 28 мм (8 недель), поперечный срез: СТВ -створка клапана; КВ — клапанный валик. Гематоксилин и эозин. Ув. 500
с равномерной плотностью, такая же вероятность наслоения ядер соединительнотканных клеток, окружающих ЛК и ЛС. Следовательно, с возникновением клапана никаких принципиально новых структурных изменений в стенке ЛК не происходит... Однако по мере удаления от начала стенка ЛС становится более плотной за счет нарастания соединительнотканного слоя поверх эндотелия. Происходит выделение двух оболочек: внутренней - интимы, представленной по существу только эндотелием, и наружной - адвентиции. Клапан в таком ЛС отличается новыми качествами: он оказывается образованным из разросшейся интимы, собранной в складки. Затем в стенке ЛС появляются мышечные элементы, расположенные продольно или косо и не образующие сплошного мышечного слоя» [7].
Я обнаружил, что гистогенез стенок грудного протока и брыжеечных ЛС в эмбриогенезе человека происходит именно по этой схеме, но с некоторыми существенными уточнениями. Сначала вокруг эндотелиальной трубки формируется тонкая первичная адвентиция с рыхлой сетью тонких ретикулярных волокон. Затем первичная адвентиция разделяется на два слоя разной жесткости - очень тонкий субэндотелиальный слой примерно такого же строения и все более широкая и плотная наружная оболочка, в которой сгущается сеть утолщающихся ретикулярных волокон, дифференцируются первые фуксинофиль-ные коллагеновые волокна. На границе между слоями появляются первые гладкие миоциты (в грудном протоке у плодов конца 3-го - начала 4-го месяца). Механику этих процессов я объяснил так. Диффузионные токи лимфы «размывают» субэндотелиальный слой соединительной ткани ЛС, нарушают межмолекулярные связи (расклинивающий эффект Ребиндера) и тормозят фибриллогенез. Неслучайно соединительноткан-
ная пластинка очень тонкая и рыхлая в створках клапана. Но в толще стенки ЛС диффузия быстро угасает (закон Фика) - поэтому дифференцируется и быстро утолщается наружная оболочка. Боковое давление лимфотока вызывает сдвиговую деформацию стенки ЛС с адвентициальной оболочкой: тонкая и рыхлая интима, к тому же первая принимающая на себя лимфатические удары, растягивается быстрее и сильнее, чем толстая и плотная адвентиция. Это индуцирует преобразование пограничных фибробластов в миобласты и миоциты. Они ограничивают сдвиговую деформацию стенок ЛС. Клапаны - это остатки локального перерастяжения стенок ЛС под ударами колеблющегося лимфотока [11].
Очень рыхлая соединительная ткань окружает грудной проток уже в конце второго месяца эмбриогенеза человека. На тонком срезе эта ткань не содержит оформленную сеть ретикулярных волокон, только разрозненные тонкие волоконца. Не выявляется какая-либо закономерность и в распределении клеток в периадвентиции эмбрионального грудного протока с эндотелиальны-ми стенками. Однако в основании его первых клапанов с очень короткими створками в виде окружных эндотелиальных складок определяются скопления округлых и овальных ядер соединительнотканных клеток. Быть может, такова их реакция на перегрузки при лимфодинамических ударах. В дальнейшем створки клапанов в грудном протоке и брыжеечных ЛС удлиняются, но соединительнотканная пластинка между ними быстро истончается и практически не различима на гистологических срезах. Вероятно, эта пластинка содержит исключительно или главным образом тонкие ретикулярные волоконца и основное вещество очень рыхлой соединительной ткани, причем в небольшом количестве. В расширяющемся клапанном валике наблюдается обратная гистологическая картина. Это можно объяснить фиксиро-ванностью пристеночной части клапана, которая адаптируется к перегрузкам путем утолщения и уплотнения. Тонкая и гибкая створка клапана погашает большую часть энергии лимфодинамиче-ского удара путем смещения в разной форме.
Позднее я изучил строение микроЛС в дефинитивном состоянии [11-13]. Первоначально я исследовал строение и топографию ЛПК на тотальных препаратах лимфатического русла, инъецированного разбавленной голубой массой Герота, и на тотальных препаратах брыжеек и серозных оболочек, импрегнированных азотнокислым серебром. Первые клапаны (и ЛПК I порядка) действительно определяются в сетях ЛК. Из сети ЛК выходит ЛПК 1-11 порядка на уровне собирательных венул, рядом с ними или само-
стоятельно. Соединительнотканные клетки дублируют эндотелиальный слой в стенке ЛПК, гладкие миоциты отсутствуют. Стенка ЛПК настолько тонкая, что на тотальном препарате удается проследить эндотелиальный контур ЛПК. Это невозможно сделать в стенке ЛС. Резкий переход в строении, плотности стенок ЛК, ЛПК и ЛС не обнаружен. Однако разница между ними ясно видна при сопоставлении коллектора с его притоком, звеном лимфатического русла более низкого порядка. ЛС имеют разное строение в разных оболочках тонкой кишки быка. В субсерозном слое ЛС имеют наиболее толстую стенку, хорошо выраженную среднюю оболочку в виде сплошного мышечного слоя с (косо)поперечной ориентацией миоцитов, который может быть дополнен непостоянным, более рыхлым слоем мио-цитов с более пологой ориентацией. ЛС с наиболее тонкой стенкой и очень рыхлым мышечным слоем определяются в подслизистом слое, в котором лучше всего наблюдать переход ЛПК в ЛС. На тотальных препаратах ЛПК из стенки и брыжейки тонкой кишки быка и собаки, окрашенных галлоцианином по Эйнарсону, мне удалось проследить, как в стенках ЛПК постепенно появляются и сгущаются клеточные элементы соединительной ткани. Электронная микроскопия позволила убедиться, что эндотелий ЛПК приобретает тонкую прерывистую базальную мембрану. Клапаны ЛПК, особенно I порядка, очень тонкие, едва различимые сквозь тонкую стенку ЛПК, имеют вид небольшого сгущения клеток (рис. 2). Гораздо лучше первые лимфатические клапаны видны на тотальных препаратах ЛПК, импрегнированных нитратом серебра [11, 12]. Вокруг клапана ЛС I порядка, в его основании и на протяжении мышечной манжетки находятся единичные в поле зрения мелкие миоциты. Такие же результаты получены при изучении лимфатического русла задней конечности крысы. Окрашенные тотальные препараты в гораздо большей мере, чем электроннограммы и даже гистологические срезы, позволяют показать, как постепенно изменяются плотность и строение стенок (не говоря уже о форме) лимфатического русла на его протяжении от ЛК к ЛС мышечного типа [12]. По сравнению с ЛК и ЛПК, число ядер эндотелио-цитов в стенках ЛС увеличивается в 2-2,5 раза [3]. В такой же последовательности происходит развитие стенок грудного протока и других ЛС в
Рис. 2. Лимфатический посткапилляр из брыжейки тонкой кишки собаки и его клапаны (1-3). Тотальный препарат. Галлоцианин. Ув. 300
эмбриогенезе человека, одной из его стадий является ЛПК. В дефинитивном состоянии разные звенья лимфатического русла (разных этапов лимфооттока из органов) воспроизводят этапы развития лимфатических клапанов в онтогенезе человека в такой же последовательности. Однако достоверность результатов исследования микроскопического строения стенок лимфатического русла на его окрашенных тотальных препаратах, как и детализированность этой информации, явно меньше, чем в случае гистологических срезов и электроннограмм.
Единственная полноценная электронограм-ма клапана ЛПК, которую видел я, представлена в статье В.В. Куприянова с соавторами [8]: ЛПК из брыжейки кролика, сомкнутые створки клапана, в просвет выбухают ядра эндотелиоцитов. Его строение напоминает конструкцию стенки эмбрионального грудного протока у человека, описанную выше: отсутствует четко выраженная адвентиция, но ясно выражен соединительнотканный валик в основании клапана, пластинка соединительной ткани быстро истончается между двумя «слипающимися» слоями эндотелия в створке клапана.
Я изучил серийные гистологические срезы брыжейки тонкой кишки собаки, проведенные в плоскости растянутой брыжейки и окрашенные пикрофуксином по Ван Гизон [13]. ЛПК I порядка входят в состав сети ЛК или служат продолжением одиночных ЛК на уровне посткапилляр -ной венулы, около или сбоку от нее. ЛПК идут от метаболических блоков (прекапилляр - капилляры - посткапиллярная венула) к контурным пучкам микрорайона микроциркуляторного русла. В состав пучков входят ЛС I порядка, магистральные артериола и венула(ы). ЛПК I порядка (надблоковые, сетевые или метаболические) переходят в ЛПК II порядка (надсетевые или транспортные). Они залегают вдоль собирательной венулы, в одном пучке с терминальной артерио-лой (рис. 3) или без нее. В конечном счете ЛПК переходят в ЛС I порядка с немногими гладкими миоцитами в его стенках, не формирующими сплошной слой. Надсетевой ЛПК начинается на уровне прекапиллярной артериолы и начала собирательной венулы, может лежать на всем или части своего протяжения рядом с собирательной венулой и терминальной артериолой или пересекать их пучок по своему ходу или по направлению. Стенка даже ЛПК II порядка очень тонкая, особенно в его начале, вблизи от метаболических блоков: адвентициальную оболочку обнаружить на срезе едва удается (прослеживаются ядра редких соединительнотканных клеток), ядра эндо-телиоцитов располагаются на значительном удалении друг от друга, клетки соединяются очень
Рис. 3. Сосуды в брыжейке тонкой кишки собаки, срез: 1 - клапан лимфатического посткапилляра; 2-3 - артериолы. Пикрофуксин. Ув. 500
тонкими цитоплазматическими отростками. По мере приближения к контурному пучку микрорайона микроциркуляторного русла стенка ЛПК утолщается, ядра клеток размещаются плотнее. Очень тонкие створки клапана в ЛПК имеют чаще не ровные, как в ЛС, а извитые контуры, порой - вид гроздевидных разрастаний эндотелия, как это описывают в ЛС рептилий [10].
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Морфогенез первых лимфатических клапанов (ЛПК) на разных этапах онтогенеза человека и млекопитающих животных начинается с локальной деформации эндотелиального пласта (образование его окружной складки) и сгущения клеточных элементов рыхлой соединительной ткани в основании клапана. Ее быстро истончающаяся пластинка (почти) без клеточных элементов вытягивается вслед за эндотелием на свободном крае удлиняющейся клапанной створки. Эта пластинка находится между двумя слоями эндотелия и различима при больших увеличениях, главным образом или исключительно при электронной микроскопии [8]. Соединительная ткань и гладкие миоциты появляются в стенках лимфатического русла, в том числе в клапанных заслонках, на протяжении русла (и онтогенеза) адекватно росту лимфатического давления, увеличивая резистентность, но не исключая выворачивание заслонок клапана под давлением обратного лимфотока -это функция конфигурации клапана, включая линию фиксации к сосудистой стенке [11].
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Банин В.В. Лимфатические микрососуды и механизм образования лимфы // Морфология. 2010. 137. (4). 26.
2. Бородин Ю.И., Сапин М.Р., Этинген Л.Е. и др. Общая анатомия лимфатической системы. Новосибирск, 1990. 243 с.
3. Выренков Ю.Е., Калашникова Н.А., Харитонова А.Ю. Особенности строения лимфатического посткапилляра // Вестник лимфологии. 2008. (1). 17-22.
4. Жданов Д.А. Общая анатомия и физиология лимфатической системы. Л., 1952. 336 с.
5. Коненков В.И., Бородин Ю.И., Любарский М.С. Лимфология. Новосибирск, 2012. 1104 с.
6. Куприянов В.В. Пути микроциркуляции (под световым и электронным микроскопом). Кишинев: Картя Молдовеняскэ, 1969. 260 с.
7. Куприянов В.В., Бородин Ю.И., Караганов Я.Л., Выренков Ю.Е. Микролимфология. М., 1983. 288 с.
8. Куприянов В.В., Банин В.В., Король А.П. Структура и функция лимфатических посткапилляров (механизм сопряжения процессов интерстици-ального транспорта и лимфатической резорбции) // Арх. анатомии. 1989. 96. (6). 31-49.
9. Terminología Histológica. Международные термины по цитологии и гистологии человека с официальным списком русских эквивалентов / Ред. В.В. Банин, В.Л. Быков. М., 2009. 272 с.
10. Петренко В.М. Эволюция и онтогенез лимфатической системы. 2-е изд. СПб., 2003. 336 с.
11. Петренко В.М. Функциональная морфология лимфатических сосудов. СПб., 2008. 400 с.
12. Петренко В.М. О лимфатическом посткапилляре и его клапанах // Актуальные проблемы современной морфологии. СПб., 2008. 107-115.
13. Петренко В.М. Топография лимфатических посткапилляров // Успехи соврем. естествознания. 2011. (5). 67-69.
14. Чернышенко Л.В., Котляров В.С., Кузьмен-ко В.Н. Морфология лимфомикроциркуляторного русла. Киев, 1985. 152 с.
15. Шахламов В.А., Цамерян А.П. Очерки по ультраструктурной организации сосудов лимфатической системы. Новосибирск, 1982. 120 с.
16. Шведавченко А.И., Бочаров В.Я. О лимфатическом посткапилляре // Морфология. 2007. 131. (2). 81-83.
17. Шведавченко А.И., Бочаров В.Я., Чава С.В., Русских Т.Л. Спорные вопросы о лимфатическом посткапилляре // Морфологич. ведомости. 2010. (2). 105-107.
VALVES IN LYMPHATIC POSTCAPILLARIES UPON THE PHYLOONTOGENETIC ASPECT
Valeriy Mihaylovich PETRENKO
Centre for Rehabilitation of Motionless Patients, 194021, St.-Petersburg, Karbyshev str., 6-2-65
The morphogenesis of first lymphatic valves in different stages of human and mammal's ontogenesis begins from local deformation of endothelial layer (formation of circular fold) and condensation of cellular elements of loose connective tissue in the base of valve. Its quickly thinning plate (almost) without cellular elements stretches after endothelium of elongating valvar cusp. The plate is situated between two layers of endothelium and distinguished at large magnification, mainly or even exclusively under electron microscopy.
Key words: lymphatic postcapillary, valve, endothelium, connective tissue.
Petrenko V.M. - doctor medical sciences, professor, e-mail: [email protected]
