CC BY
19
DOI: 10.23868/202104009
МОРФО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГИСТОГЕНЕТИЧЕСКИ РОДСТВЕННЫХ СТРУКТУР — ПРОДУЦЕНТОВ МОНОАМИНОВ — В СОСТАВЕ МЕСТНОГО РЕГУЛЯТОРНОГО АППАРАТА БОЛЬШОГО СОСОЧКА ДВЕНАДЦАТИПЕРСТНОЙ КИШКИ
Т.Д. Дехканов, Ф.С. Орипов Постов. Ж122020
Принята к печати: 02.02.2021
Самаркандский государственный медицинский институт, Опубликована on-line: 10032021
Самарканд, Республика Узбекистан
MORPHOLOGICAL AND FUNCTIONAL CHARAKTERISTICS OF HISTOGENETICALLY RELATED STRUCTURES — PRODUCERS OF MONOAMINES — IN THE LOCAL REGULATORY APPARATUS OF THE LARGE DUODENAL PAPILLA
T.D. Dekhkanov, F.S. Oripov
Medical Institute, Samarkand, Republic of Uzbekistan
e-mail: sammi@sammi.uz
Цель исследования. Изучить морфо-функциональную организацию флюоресцирующих клеток открытого типа и адре-нергических нервных структур большого сосочка двенадцатиперстной кишки.
Материал и методы исследования. Материалом для исследования служили фрагменты 12-перстной кишки, включающие область большого сосочка, полученные от 12 кроликов и 5 собак. Флюоресцирующие эндокринные клетки и адренерги-ческие нервные структуры выявлены методом обработки крио-статных срезов раствором глиоксиловой кислоты.
Результаты исследования. Установлено, что флюоресцирующие клетки диффузной эндокринной системы содержат серотонин и катехоламины, от количественного соотношения которых зависит оттенок их свечения.
Обсуждение. Предполагается, что реализация комплексного ответа на первичную хеморецепторную информацию о составе химуса, полученную флюоресцирующими клетками диффузной эндокринной системы большого сосочка двенадцатиперстной кишки, происходит путём обмена биогенными аминами между ними и адренергическими нервными структурами большого сосочка двенадцатиперстной кишки.
Ключевые слова: большой сосочек двенадцатиперстной кишки, флюоресцирующие биоаминсодержащие структуры.
Введение
Одним из способов морфологической идентификации адренергических нервных структур и эндокринных клеток открытого типа является изучение флюоресценции моноаминов, содержащихся в их составе. В составе этих структур содержатся флюоресцирующие моноамины (катехоламины, серотонин), от количественного соотношения которых зависит степень и оттенок их свечения. Адренергические нервные волокна содержат большое количество катехола-минов и при обработке их раствором глиоксиловой кислоты дают изумрудно-зеленое свечение, а в клетках открытого типа содержится больше серотонина, и они дают свечение в диапазоне от желто-зеленого до белого свечения (в зависимости от количественного соотношения вышеуказанных моноаминов). Следовательно, сравнивая степень и оттенок флюоресценции этих структур в люминесцентном микроскопе, можно косвенно судить о наличии относительном количестве, конфигурации, месте локализации и взаимообмене моноаминов между ними.
Как известно, адреналин и норадреналин являются медиаторами симпатической нервной системы. Они вырабатываются хромаффинной тканью адреналовой железы, вегетативными симпатическими нейронами и нервными клетками центральной нервной системы. При обработке указанных структур раствором глиокси-ловой кислоты катехоламины (которые количественно
Purpose of the study. Study of the morphology of open-type fluorescent cells and adrenergic nerve structures of the major duodenal papilla.
Material and research methods. The material for the study was the area of the large duodenal papilla of 12 rabbits and 5 dogs. Fluorescent endocrine cells and adrenergic nerve structures were revealed by processing cryostat sections of the material with a gly-oxylic acid solution.
Research results. It has been established that the fluorescent cells of the diffuse endocrine (APUD) system contain serotonin and catecholamines, the shade of their luminescence depends on the quantitative ratio of which. Where these two structures are located side by side, the shade of the glow is approximately the same.
Discussion. It is assumed that the implementation of a complex response to the primary chemoreceptor information on the composition of the chyme, obtained by the fluorescent cells of the diffuse endocrine system of the major duodenal papilla, occurs through the exchange of biogenic amines between them and the adrenergic nerve structures of the duodenal papilla.
Keywords. Large papilla of the duodenum, morphology of fluorescent bioamine-containing structures.
превалируют в них) дают изумрудно-зеленое свечение, а в составе эндокринных клеток открытого типа количественно превалирует серотонин, наличие которого обусловливает свечение в диапазоне от желто-зелёного до белого свечения (в зависимости от относительного количества серотонина в их цитоплазме).
По данным ряда исследователей, вырабатываемый ЕС-клетками (энтерохромаффинные клетки) серотонин участвуют в реализации многих функций организма [1-3], в частности, в регуляции деятельности пищеварительного тракта, гладкой мышечной ткани, репродуктивной и других функций организма [2, 4-6]. Показана аутофлюоресценция ЕС-клеток в парафиновых срезах [7]. Следовательно, по цвету флюоресценции морфологических структур можно косвенно судить об увеличении и уменьшении относительного количества того или иного моноамина в изучаемых структурах.
Изучению диффузной эндокринной системы и адре-нергических нервных структур посвящено значительное количество исследований, как в теоретическом [8-10], так и клиническом плане [11-13]. Имеются исследования, посвященные морфо-функциональной организации диффузной эндокринной системы [14] и нейрогумораль-ной регуляции функций ворсинок двенадцатиперстной кишки [10]. Однако изучение комплексного участия и функционального взаимообмена моноаминами этих двух
регуляторных пептидов значительно отстаёт от требований сегодняшнего дня. Исходя из этого, нами изучена организация адренергических (симпатических) нервных структур и флюоресцирующих клеток диффузной эндокринной системы (эндокриноциты открытого типа) большого сосочка двенадцатиперстной кишки. Если иметь в виду то, что симпатические нейроны вегетативной нервной системы развиваются из нейроэктодермы ганглиозной пластинки, и основоположники изучения АPUD-системы и другие исследователи [16, 17] допускают, что клетки диффузной эндокринной системы также имеют нейроэкто-дермальное происхождение (развитие из нервного гребня), то становится определенно понятным гистогенетическая родственность этих двух местных регуляторных структур органов пищеварения. Также становится понятным содержание в них одинаковых моноаминов. Наряду, с МАЕГ-иммунной системой, MANT-энтериновой нервной системой, и APUD-система (диффузная эндокринная система, дисперсная эндокринная система), которая содержит больше эндокринных клеток, чем все эндокринные железы [18], также участвует в местной регуляции функций пищеварительного тракта. APUD-система также воздействует на функционально-приспособительные процессы в ответ на экзогенные и эндогенные воздействия, влияет на интенсивность апоптоза в тканях кишечника и клеточное обновление тканей [19].
Является общеизвестным участие кровеносных сосудов в функциональных реакциях тканей и органов. Функциональная деятельность сосудов в определенной степени регулируется гормональным и собственным нервным аппаратом. Следовательно, биогенные амины клеток открытого типа APUD-системы и медиаторы симпатической нервной системы (катехоламины) также являются полноправными участниками регуляторных процессов функций органов ЖКТ. Однако, изучение морфологических основ взаимоотношения этих двух важных систем местной регуляции остаются одними из нерасшифрованных полностью закономерностей местной нейроэндокринной регуляции функций пищеварительных органов.
Цель исследования: изучить строение флюоресцирующих клеток открытого типа диффузной эндокринной системы и адренергических нервных структур большого сосочка двенадцатиперстной кишки.
Материал и методы
Материалом для исследования служили область большого сосочка двенадцатиперстной кишки 12 взрослых кроликов и 5 собак. Выведение животных из эксперимента выполняли при строгом соблюдении правил биоэтики. Материал (лоскут стенки двенадцатиперстной кишки, содержащий продольную складку, где локализован ее большой сосочек) сразу после забоя животного заморожен для криотомии. Срезы из замороженного материала обработали раствором глиоксиловой кислоты. Флюоресценцию адренергических нервных структур (отростки симпатических нейронов) и эндокринных (ЕС) клеток на препаратах визуализировали в люминесцентном микроскопе ЛЮМАМ-И2 (Россия), используя фильтры ФС-1-4 и ФС-1-6. Внеся небольшую коррективу концентрации раствора глиоксиловой кислоты мы добились одновременного выявления и эндокринных клеток, и адре-нергических нервных структур в одном и том же срезе. Это дало нам возможность изучить взаиморасположение указанных структур и сравнить степень и оттенок их флюоресценции. Микрофотографироване люминесцирующих структур осуществляли с помощью фотопленки РФ-3.
В срезах, рассматриваемых в темном поле люминесцентного микроскопа, отмечали локализацию светящихся эндокринных клеток. Затем эти же срезы окрашивали общегистологическими методами и, сравнивая их, уточняли место локализации флюоресцирующих структур. Таким же образом в срезах дифференцировали артерии и вены.
Результаты
Наши исследования показали, что область большого сосочка двенадцатиперстной кишки имеет высокую плотность расположения светящихся изумрудно-зеленым цветом адренергических нервных волокон (в основном по ходу кровеносных сосудов) и светящихся желтовато-белым цветом эндокринных клеток открытого типа в составе эпителия крипт, ворсинок и желез стенки кишки. Форма и степень свечения эндокринных клеток, содержащих флюорогенные амины, зависят от количества накопленных в их цитоплазме аминов, то есть и от того, в какой фазе секреторного цикла клетка попала в препарат. Поэтому часть клеток, зафиксированных на срезе после выведения секрета (после дегрануляции), почти не светятся или светятся весьма тускло. Те эндокринные клетки, которые попали в препарат в фазе накопления секрета (перед дегрануляцией) светятся ярко и интенсивно. Следовательно, эндокринная клетка открытого типа видна полностью тогда, когда ее цитоплазма наполнена флюоресцирующим секретом. Характерной для этих клеток на препарате является конусовидная форма (которая хорошо видна при импрегнации по Гримелиусу). Широкая ее базальная часть расположена на одноимённой мембране эпителия, а узкая апикальная достигает поверхности эпителия и, нередко образуя небольшое утолщение на конце, и несколько выступает над поверхностью эпителия. Следовательно, можно предположить, что эта клетка непосредственно имеет контакт с химусом и получает первичную хеморецепторную информацию. Флюоресцирующие эндокринные клетки обнаруживаются в составе эпителия ворсинок (рис. 1 А) слизистой оболочки большого сосочка двенадцатиперстной кишки и в составе эпителия ампулы (рис. 1Б).
Адренергические нервные волокна (отростки симпатических нейронов) в основном расположены по ходу артерий, которые отличаются от находящихся рядом вен обилием периваскулярных адренергических нервных волокон. При этом они образуют периваскулярное сплетение вокруг артерий; такое сплетение имеется во всех ветвях артерий. Вокруг вен адренергические нервные волокна обнаруживаются в незначительном количестве (рис. 2А). От периваскулярного адренергического сплетения отходят отдельные волокна к окружающим тканевым структурам. Расположение адренергических волокон в составе периартериального сплетения разнообразное; иногда причудливых форм (рис. 2Б).
Адренергические нервные волокна артерий и вен резко выделяются в тёмном поле микроскопа по густому расположению. Изумрудно-зеленое свечение адренерги-ческих нервных волокон позволяет отдифференцировать артерии от вен (особенно при использовании фильтра ФС-1-2), в стенке которых обнаруживаются единичные светящиеся тонкие адренергические нервные волокна.
Одним из нерешенных до конца вопросов нейроэндо-кринологии является выяснение механизма взаимосогласованных функций адренергических нервных волокон и флюоресцирующих эндокринных клеток диффузной эндокринной системы. Наши исследования показали, что там, где в составе эпителия расположено большое
' #■ »
1
А
Рис. 1. Фюоресцирующие эндокринные клетки в составе эпителия ворсинки (А) и в составе складок ампулы (Б) большого сосочка двенадцатиперстной кишки: 1 — светящиеся эндокринные клетки; 2 — адренергические нервные волокна; 3 — силуэты складок ампулы большого сосочка. Обработка раствором глиоксиловой кислоты. Ув.: А х100, Б хб0
Рис. 2. Периваскулярное адренергическое сплетение вокруг артерий (1) и вен (2) в области большого сосочка двенадцатиперстной кишки кролика (А) и причудливое расположение адренергических волокон вокруг артерий большого сосочка двенадцатиперстной кишки (Б). Обработка раствором глиоксиловой кислоты. Ув. х100
Рис. 3. Флюоресцирующие эндокринные клетки (стрелки) и «подходящие» к ним адренергические нервные волокна в области большого сосочка двенадцатиперстной кишки кролика (А), и тонкие адренергические нервные волокна (1, 2), подходящие вплотную к эндокринным клеткам большого сосочка двенадцатиперстной кишки собаки (Б). Обработка раствором глиоксиловой кислоты. Ув.: А х 100, Б х60
число эндокринных клеток, под базальной мембраной также имеется множество адренергических нервных волокон. Эти волокна как бы «направляются» к базальной части эндокринных клеток (рис. 3А, Б), однако прямого синаптического контакта между ними обнаружить не удается. Необходимо отметить, что в этих участках
цвета флюоресценции эндокринных клеток и адренерги-ческих волокон становятся идентичными, по-видимому, вследствие обмена биоаминами, в эндокринных клетках усиливается зеленый оттенок свечения, а в адренергиче-ских нервных волокнах появляется желтый, то есть эти две структуры по оттенкам свечения приближаются друг другу.
Обсуждение
Флюоресцирующими клетками открытого типа в основном являются ЕС-клетки (энтерохромаффинные клетки). Они являются самыми многочисленными клетками диффузной эндокринной системы и вырабатывают серотонин, мелатонин и субстанцию Р [12]. Серотонин стимулирует выделение слизи и пищеварительных ферментов, усиливает двигательную и секреторную активность кишечника. Субстанция Р усиливает двигательную активность кишечника, снижает напряжение сосудистой стенки.
Литературные данные указывают на серотонинерги-ческий характер и некоторых симпатических нервов [20]. Как известно секреторная и двигательная активность кишечника в значительной мере зависит от качественного состава химуса. По-видимому, первичную хеморе-цепторную информацию о его качественном составе воспринимают эндокринные клетки открытого типа; при этом процесс передачи этой информации нервам изучен недостаточно [21]. Для усиления двигательной и секреторной активности кишечника, изменения тонуса сосудистой стенки необходимо подключение энтериновой нервной системы, то есть должна произойти кооперация диффузной эндокринной и интрамуральный нервной систем кишечника [9, 21]. Результаты наших исследований позволяют предположить, что передача информации между флюоресцирующими клетками и адренергиче-скими нервными волокнами происходит путём обмена биогенными аминами. Морфологическим субстратом этого предположения служит то, что когда адренергиче-ские нервные волокна близко расположены к базальной
ЛИТЕРАТУРА [REFERENCES]:
1. Горячева А.А., Морозов В.Н., Пальцева Е.М. и др. Воздействие экзогенного серотонина на системные реакции живого организма. Вестник новых медицинских технологий 2007; 3: 28-31.
2. Макарова И.А., Новожилов Д.Г., Хадзегова Ф.Р., Лоранская И.Д. Синдром раздраженного кишечника. Лечебное дело 2006; 1: 4-12.
3. Свешников Д.С., Кучук А.В., Смирнов В.М. и др. Серотонинергиче-ские механизмы регуляции просвета сосудов большого круга кровообращения. Казанский медицинский журнал 2016; 1: 89-94.
4. Гутикова Л.В., Бубешко Д.А. Роль биогенных аминов в реализации репродуктивной функции организма. Журнал Гродненского государственного медицинского университета 2014; 2: 4-9.
5. Осадчук А.М., Милова-Филиппова Л.А. Кандидоз пищевода, ассоциированный с гастроэзофагеальной рефлюксной болезнью: особенности диффузной эндокринной системы и клеточного гомеостаза. Вестник современной клинической медицины 2010; 39(1): 134.
6. Осадчук М.А. Иммуноморфологические особенности хронического гастрита, ассоциированного с гастроэзофагеальной рефлюксной болезнью. Вестник современной клинической медицины 2010; 39(1): 135.
7. Cetin Y. Enterochromaffin (EC-) cells of the mammalian gastro-entero-pancreatlc (GEP) endocrine system: cellular source of pro-dynorphin-derived peptides. Cell Tissue Res. 1988; 253(1): 173-9.
8. Шустова Т.И., Юрков А.Ю., Самотокин М.Б. Адренергическая и холинергическая иннервация глоточной миндалины у детей с хроническим аденоидитом. Морфология 2016; 2: 16-20.
9. Fujii H., Takatori S., Zamami Y. et al. Adrenergic stimulation-released 5-HT stored in adrenergic nerves inhibits CGR Pergic nerve-mediated vasodilatation in rat mesenteric resistance arteries. Br.J. Pharmacol. 2012; 166(7): 2084-94
10. Суходоло И.В., Геренг Е.А. Структурно-функциональная организация клеток диффузной эндокринной системы в дыхательных путях в норме при патологии. Бюллетень сибирской медицины 2008; 1: 73.
11. Воробьева О.В., Любовцева Л.А., Любовцева Е.В. Люми-несцентно-гистохимическое исследование нейроаминов при
части эндокринных клеток, то цвет их флюоресценции приобретает приблизительно одинаковый оттенок. Если иметь в виду то, что эндокринные клетки выделяют свой секрет часто по принципу базальной дегрануляции, то наше предположение можно считать подкрепленным.
Таким образом, эндокринные клетки открытого типа и адренергические нервные структуры большого сосочка двенадцатиперстной кишки содержат катехоламины и серотонин, которые дают флюоресценцию при воздействии на изучаемые структуры раствором глиоксиловой кислоты. При этом нервные волокна, содержащие кате-холамины дают изумрудно-зеленое свечение, а флюоресцирующие эндокринные клетки зеленовато-желтое свечение. Интенсивность свечения зависит от количественного накопления секретов в этих структурах, то есть чем больше секрета (чем больше биогенных аминов) тем интенсивнее свечение. Следовательно, одним из путей интегрированной деятельности при функционировании области большого сосочка двенадцатиперстной кишки (следовательно, и самой кишки) является кооперация двух гистогенетически родственных структур — флюоресцирующих клеток диффузной эндокринной системы и обладающих такими же свойствами адренергических нервных структур. Наши исследования показали, что в составе адренергических нервных структур и флюоресцирующих эндокринных клеток диффузной эндокринной системы содержатся и катехоламины, и серотонин. В научных исследованиях указывается, что симпатический нерв, усиливающий двигательную активность двенадцатиперстной кишки, является серотонинергическим.
гетеротрансплантации костного мозга. Журнал сибирской медицинской науки 2015; 4: 39-40.
12. Яглов, В.В., Яглова Н.В. Новые концепции биологии диффузной эндокринной системы: итоги и перспективы ее изучения. Вестник РАМН 2012; 4: 74-85.
13. Kaneko Y., Onda N., Watanabe Y. et al. Identification of 5-hydroxy-tryptamine-producing cells by detection of fluorescence in paraffin-embedded tissue sections. Eur. J. Histochem. 2016 29; 60(3): 2684.
14. Мильто И.В., Суходоло И.В., Геренг Е.А. и др. Дисперсная эндокринная система и концепция APUD. Морфология 2011; 139(2): 80-8.
15. Чумасов Е.И., Петрова Е.С. Нейрогуморальная регуляция функций ворсинок двенадцатиперстной кишки крысы. Актуальные вопросы ветеринарной биологии 2020; 2(46): 50-4.
16. Pearse A. The cytochemistry and ultrastructure of polypeptide hormone-producing cells of the APUD series and embryologic, physiologic pathologic implications of the concept. J. Histochem. C^ochem. 1969; 17: 303-13.
17. Zhang D., Ighaniyan S., Stathopoulos L. et al. The neural crest: a versatile organ system. Birth Defects Res. C Embryo Today 2014; 102(3): 275-98.
18. Трубицына И.Е., Ручкина И.Н., Михайлова С.Ф. и др. MALT — система слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта. Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология 2018; 159 (11): 83-7.
19. Свистунов А.А., Киреева Н.В., Осадчук М.А. Роль диффузной ней-роэндокринной системы пищеварительного тракта в развитии нарушений процессов пролиферации и апоптоза в желудке больных с инфекцией Helicobacter pylori. Клиническая медицина 2017; 4: 316-21.
20. Свешников Д.С., Киричук В.Ф., Смирнов В.М. и др. Исследование природы нервных волокон, вызывающих усиление сокращений двенадцатиперстной кишки при раздражении симпатического нерва. Саратовский журнал медицинских научных исследований 2011; 3: 580-3.
21. Bellono N.W., Bayrer J.R., Leitch D.B. et al. Enterochromaffin Cells Are Gut Chemosensors that Couple to Sensory Neural Pathways. Cell 2017; 170(1): 185-98.
