CC BY
16УДК 616
© 2012 А.В .Водолазов, П.А. Гелашвили
ОСОБЕННОСТИ ПРЕНАТАЛЬНОГО ФОРМИРОВАНИЯ ВАСКУЛЯРИЗАЦИИ ОБОЛОЧЕК ШЕЙНОГО ОТДЕЛА ПИЩЕВОДА И ГЛОТОЧНО-ПИЩЕВОДНОГО ПЕРЕХОДА
Анатомическими и гистологическими методами изучена стенка шейного отдела пищевода плодов человека. Установлено, что созревание мышечной оболочки пищевода непосредственно связано с прорастанием кровеносных сосудов. Основной объём венозного части внутриорганного кровеносного русла шейного отдела пищевода человека формируется в слизистой оболочке.
Ключевые слова: пищевод, шейный отдел пищевода, слизистая оболочка.
Исследования в области формирования пищевода как органа актуальны и в настоящее время. Это обусловлено частотой гастроэзофагеального рефлюкса у новорождённых и детей младшего возраста [1,2,3], а также в связи с реконтруктивными операциями [4].
Выделяемый верхний пищеводный сфинктер (ВПС) функционально является «клапаном», пропускающим комки пищи и жидкость из глотки в пищевод, не допускающим их обратного перемещения и защищающим пищевод от поступления воздуха во время дыхания и трахею от попадания пищи. Образован нижним констриктором глотки, его перстнеглоточной частью. Представляет собой утолщение волокон циркулярного слоя поперечно-полосатых мышц [5,6,7,8].
Функциональные расстройства верхнего пищеводного сфинктера могут быть причиной разнообразных заболеваний [9,10]. Заброс кислого содержимого желудка через верхний пищеводный сфинктер в глотку и гортань, называется фаринголарингеальным рефлюксом (ФЛР), который встречается у 10 % всех оториноларингологических пациентов [11,12]. Более того, до 35 % от общей популяции людей без жалоб и анамнеза, характерного для гастро-эзофагеальной рефлюксной болезни (ГЭРБ) и около 64 % лиц старше 40 лет имеют симптомы ФЛР [13]. Врождённые и хронические заболевания пищевода подчеркивают значение данной проблемы для медицины в целом.
В эмбриональном периоде пищевод формируется из переднего отдела туловищной кишки [14.15]. Пищевод человека является единственным органом, в котором в процессе эмбриогенеза происходит одновременное развитие двух разнородных мышечных тканей (поперечнополосатой и гладкой) [16]. При этом в мышечной оболочке верхнего отдела пищевода среди поперечнополосатой мышечной ткани имеются волокна только IIA типа, которые не изменяются с 4-х недельного возраста, в отличие от мышц конечностей [17].
Известно, что характер сосудисто-тканевых соотношений в любом органе складывается в процессе органогенеза, поэтому уточнение сведений о развитии внутриорганного кровеносного русла служит основой для понимания особенностей васкуляризации и функции дефинитивного органа. Морфологические исследования по проблеме микроциркуляции крови служат сближению достижений фундаментальной науки и клинической практики [18,19,20].
Однако сведений о формировании микроангиоархитектоники в стенке глоточно-пищеводного перехода и начального отдела пищевода человека недостаточно.
Цель исследования: на основе морфологического анализа изучить формирование васку-ляризации глоточно-пищеводного перехода и стенки шейного отдела пищевода плодов человека разных сроков гестации.
Материалы и методы исследования. Объектом исследования служили эмбрионы и плоды человека в сроки 6-36 недель развития (26 объектов). Материал забирали с учетом гинекологического анамнеза с соблюдением международных и российских норм биоэтики. Проводили инъекцию кровеносного русла транскапиллярной взвесью берлинской лазури через пупочную вену и аорту на сроках более 20 недель гестации. После фиксации в 10 % нейтральном формалине эмбрионов или отдельного пищевода, кроме просветлённых послойных препаратов стенки пищевода, проводилась стандартная гистологическая обработка, готовились серийные срезы горизонтального и сагиттального сечений. Докраска гематоксилином-эозином или по Ван-Гизону. Морфометрия производилась по цифровым микрофотографиям на ПЭВМ при помощи программы обработки и анализа изображений Image Tool версии 3.0.
Результаты исследования и их обсуждение. Слизистая оболочка пищевода эмбрионов 6-7 недель в верхнем отделе контурируется среди клеток мезенхимы органа, толщина эпителиального слоя равна 40+3,64 мкм. Уже определяется мышечная оболочка (циркулярный мышечный слой). При этом мышечные клетки располагаются в 1-2-3 пласта, толщина мышечного слоя - от 10 до 25 мкм. С этого момента начинается образование превентивных венозных сосудов, которые растут путём почкования от появившихся среди клеток мезенхимы проэндотелиоцитов и кровяных островков ядерных эритроцитов. Первые протокапилляры располагаются на месте будущей подслизистой основы и смещены несколько ближе к мышечной оболочке органа. Топографически они строго ориентированы по окружности пищевода, располагаясь в один слой, и на некоторых препаратах просматриваются на всей площади поперечного среза органа.
У плодов 9-10 недель циркулярный мышечный слой мышечной оболочки толщиной 30+2,57 мкм чётко отграничивает его от окружающих тканей. Мышечные волокна располагаются в несколько слоев и ориентированы под некоторым углом к продольной оси пищевода.
Наибольший диаметр формирующихся артериальных сосудов (протокапилляров) - у входа в орган, затем сосуд быстро уменьшается в диаметре и заканчивается почками роста. Средние диаметры протокапилляров у входа в орган - артериальных: 15,12+0,68 мкм; венозных: 7,54+0,62 мкм; у интраорганных - артериальных: 3,82+0,46 мкм; а венозных: 4, 41+0, 52 мкм.
В 10-11 недель на уровне перехода глотки в пищевод мышечная оболочка толще, образована гигантскими мышечными трубочками, которые располагаются рыхло. Эпителий слизистой оболочки многорядный цилиндрический (рис 1). Диаметр пищевода в верхнем отделе 915+8,92 мкм, количество складок слизистой оболочки его увеличивается до 5-8. Слизистая оболочка хорошо отграничена от окружающих тканей. Происходит дальнейшее формирование венозного русла пищевода. В большинстве венозных протокапилляров появляется просвет, в котором, как правило, располагаются безъядерные эритроциты. По-видимому, в венозных протокапиллярах уже начинается кровоток, поскольку появляются сосуды, в которых
безъядерные эритроциты располагаются в виде «монетных столбиков». Стенка образована не только двумя, но и тремя и более эндотелиальными клетками.
Следует отметить, что венозные протокапилляры теперь располагаются между слизистым и мышечным слоями, при этом большие по диаметру смешены к слизистой оболочке.
Рис. 1. Эмбрион 10-11 недель. Формирующийся пищевод. Ув.: х400. Окраска гематоксилином-эозином
Срок с 10 до 12-13 недель можно назвать периодом анастомозирования венозных и артериальных протокапилляров. Артерии (их крупные стволы) в основном располагаются на периферии органа в области мышечной оболочки и ветви их, прорастая, направляются к венам, растущим кнаружи пищевода. Обнаруживаются рядом расположенные артериальные и венозные сосуды как на продольных, так и на поперечных срезах. При этом фрагмент тонкой артериальной ветви отличить по строению стенки от венозного сосуда не всегда удаётся.
У плода 12-13 недель (75-80 мм длины) длина пищевода около 10 мм. Слизистая поверхность характеризуется наличием мерцательного эпителия, среди которого появляются отдельные клетки плоского эпителия. В эпителиальном слое кровеносных сосудов нет. Под-слизистая основа расположена между основанием слизистой оболочки, выполняя собой углубления её складок, и представлена мезенхимными клетками. В непосредственной близости у базального слоя слизистой оболочки продолжает формироваться подэпителиальная венозная сеть (внутренняя венозная сеть будущего подслизистого венозного сплетения).
В 14-15 недель происходит утолщение мышечных слоев, особенно наружного циркулярного и появление поперечнополосатой исчерченности. В мышечных слоях прослеживаются анастомотические связи между артериальными и венозными сосудами - появляется сеть первичных сосудов, расположенных между пучками мышечных волокон. На гистологических срезах эти протокапилляры с очень малым просветом или вообще без него и образованы одним слоем эндотелия.
Артериальные сосуды в проксимальном отделе становятся более дифференцированными - происходит утолщение стенки, увеличение просвета, количества незрелых миоцитов и ар-гирофильных волокон.
У плодов 16-17 недель (90-100 мм) эпителиальный слой в основном имеет 3-4-х слойное строение. Почти вся поверхность слизистой покрыта мерцательным эпителием с отдельными
участками клеток плоского эпителия. Особенностью этой стадии развития является появление в верхнем отделе пищевода однослойного цилиндрического эпителия.
Подслизистая основа представлена рыхлой соединительной тканью толщиной около 80+5,81 мкм. В ней появляются отдельные пучки эластических волокон, часть которых фиксируется с одной стороны к основанию слизистой оболочки, с другой - к циркулярному мышечному слою или к волокнам мышц мышечной пластинки подслизистой основы, которая в этот срок становится более выраженной.
На гистотопографических срезах в верхней трети пищевода обнаруживаются контакты между венозными компонентами внутренней венозной сети и мышечными пучками собственной мышечной пластинки подслизистой основы. В этих отделах мышечные пучки располагаются более рыхло и образуют своего рода «каналы», через которые проходят вены подэ-пителиальной венозной сети. Обе венозные сети подслизистой основы недоразвиты.
Подслизистое венозное сплетение по форме сформировано в срок 17-18 недель (рис. 2, 3 а, б).
Рис. 2. Слизистая оболочка верхней части пищевода плода человека 16-17 недель. Фрагмент подслизисто-го венозного сплетения. Инъекция берлинской лазурью, докраска гематоксилином-эозином. Ув.: х400
Рис. 3. Сосуды формирующегося подслизистого (а) и мышечного (б) кровеносных сплетений стенки шейного отдела пищевода плода 16-17 недель. Хорошо дифференцируемые артериолы и венулы. Окраска гематоксилином-эозином. Ув.: а), б) х400
В стенке глотки плодов 23-26 недель (300 мм длины, или 5,5-6,5 мес) подслизистая основа слизистой оболочки образована волокнистой соединительной тканью, расположена ровным слоем между слизистой и мышечной оболочками. Соединительная ткань залегает здесь в несколько слоев (8-10), которые ориентированы по длине глотки.
Далее слизистая основа глотки утолщается в 1,5-2 раза, становится более рыхлой и переходит в подслизистую основу пищевода, которая располагается между слизистой оболочкой и внутренним циркулярным мышечным слоем. В области утолщения подслизистая основа участвует в образовании поперечных складок вместе со слизистой пищевода. В месте утолщения эластические волокна соединительной ткани располагаются очень рыхло, без определённой ориентации и только отдельные группы пучков, расположенных в непосредственной близости к мышечной оболочке, ориентированы по длине органа. Далее эластические волокна сближаются между собой, образуя общий пучок, который ориентируется по длине пищевода и подслизистый слой становится заметно тоньше.
Таким образом, утолщение соединительной ткани подслизистой основы отмечается у верхнего пищеводного сфинктера; истончение подслизистой основы имеет место в месте перехода глотки в пищевод.
Наружные мышечные волокна констрикторов глотки располагаются почти продольно по длине последней. От них, являясь как бы продолжением их, отшнуровываются волокна продольного мышечного слоя, мышечной оболочки пищевода. Характерной особенностью их является штопорообразная извилистость.
Несколько ниже перехода глотки в пищевод мышечные волокна наружного слоя (в месте верхнего анатомического сужения) переплетаются с мышечными волокнами внутреннего мышечного слоя. Ниже мышечные пучки данного слоя располагаются черепицеобразно. Нижележащие мышечные пучки накладываются на 1/2 своей длины на вышележащие и начинаются от него (как бы отрастая от него), а волокна вышележащего пучка вплетаются в волокна циркулярного мышечного слоя. Ниже количество волокон увеличивается, но они лежат рыхло, штопорообразно извиты, а часть волокон также вплетается в циркулярный мышечный слой. Опускаясь ниже, продольный мышечный слой становится то тоньше, то толще, характеризуется извилистостью (штопорообразностью) мышечных волокон. Следует отметить, что на всём протяжении 1/3 - 1/4 верхнего отдела пищевода, где мышечные волокна имеют поперечнополосатую исчерченность, продольный мышечный слой отдельными мышечными волокнами соединяется с циркулярным мышечным слоем.
Рис 4. Глотка плода человека 32-34 недель. Продольный срез. Мышечные волокна области верхнего пищеводного сфинктера. Инъекция берлинской лазурью, докраска гематоксилином-эозином. Ув.: х200
Рис. 5. Слизистая оболочка верхней части пищевода плода человека 31-32 недели. Подслизистое венозное сплетение. Инъекция берлинской лазурью, просветлённый тотальный препарат. Ув.: Х90
Рис. 6. Слизистая оболочка верхней части пищевода плода человека 31-32 недели. Фрагменты венозного сплетения подслизистой основы, граничащие с мышечной оболочкой. Инъекция берлинской лазурью, докраска
гематоксилином-эозином. Ув.: х90
Рис. 7. Мышечная оболочка шейного отдела пищевода плода человека 31-32 недели. Ангиоархитектоника сосудистых связей кровеносного сплетения. Инъекция берлинской лазурью, просветлённый тотальный препарат. Ув.: х90
Рис. 8. Мышечная оболочка шейного отдела пищевода плода человека 36-37 недель, продольный срез. Капиллярные анастомозы в мышечной оболочке. Инъекция берлинской лазурью, докраска гематоксилином-эозином. Ув.: х600
Рис. 9. Адвентиция шейного отдела пищевода плода человека 31-32 недели. Сосудистое сплетение адвен-
тициальной оболочки. Инъекция берлинской лазурью, просветлённый тотальный препарат. Ув.: х90
После 30 недель гестации созревание мышечных волокон глотки и пищевода непосредственно связано с прорастанием кровеносных сосудов. Мышечные волокна верхнего пищеводного сфинктера приобретают постоянную ориентацию (рис. 4). Артериальная система пищевода характеризуется бурным ростом вглубь слоёв его стенки и дифференцированием оболочки артерий.
Сформированы следующие сосудистые сети и сплетения - сеть кровеносных сосудов, расположенных непосредственно за мышечной пластинкой слизистой оболочки (рис. 5,6). Это вены с широким зияющим просветом, тонкой стенкой, образованной эндотелиальными клетками с единичными миоцитами. Образованы также сосудистое кровеносное сплетение мышечной оболочки, основная масса сосудов которой располагается параллельно группам мышечных волокон (рис 7,8) и сплетение адвентициальной оболочки (рис. 9) шейного отдела пищевода.
Следовательно, уже в эмбриональный период онтогенеза в пищеводе складываются сложные сосудисто-тканевые отношения. Структурная перестройка капиллярного звена в онтогенезе связана с развитием обслуживаемых им органов и заключается в формировании оптимальных для каждого конкретного этапа онтогенеза путей трофического обеспечения тканей. Чем позже начинает свою функцию орган, тем позже в утробном периоде формируется в его стенке микроциркуляторное русло.
Выводы:
1. Созревание мышечной оболочки пищевода непосредственно связано с прорастанием кровеносных сосудов.
2. Основной объём венозной части внутриорганного кровеносного русла шейного отдела пищевода человека формируется в слизистой оболочке. Подслизистое венозное сплетение выявляется с 17-18 недель гестации.
3. Формирование собственной капиллярной сети слизистой оболочки пищевода человека продолжается до конца пренатального периода.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Stendal Ch. Practical Guide to Gastrointestinal Function Testing. Blackwell Science Ltd., 1997. 280 p.
2. Mittal RK, Liu J. Flow across the gastroesophageal junction: lesson from the sleeve sensor on the nature of antireflux barrier. Neurogastroenterol Motil, 2005;17:187-190.
3. Dalby K., Nielsen R.G., Markoew S., Kruse-Andersen S. Reproducibility of 24-hour combined multiple intraluminal impedance and pH measurements in infants and children. Evaluation of a diagnostic procedure for gastroesophageal reflux disease // Dig Dis Sci. 2007, Sep. 52(9):2159-65.
4. Dabrowski A., Ciechanski A., Wallner G., Cwik G. //Assessment of a gastric arterial network for oesophageal substitute by means of pulse oximetry. Folia Morphol (Warsz). 2002. 61(3):133-6.
5. Колесников Л.Л. Сфинктерный аппарат человека. СПб.: СпецЛит, 2000. 183 с.
6. Черноусов А.Ф., Богопольский П.М., Курбанов Ф.С. Хирургия пищевода: Руководство для врачей. М.: Медицина, 2000. 352 с.
7. Goyal RK, Prasad M, Chang HY. Functional anatomy and physiology of swallowing and esophageal motility. In: Castell DO, Richter JE, eds. The Esophagus, 4th ed. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins, 2003:1-36.
8. Абакумов М.М., Пинчук Т.П., Авдюнина И.А., Квардакова О.В. Диагностика и хирургическое лечение непроходимости глоточно-пищеводного перехода // Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. 2009. № 3. С. 4-9.
9. Berrocal Т., Torres I., Gutierrez J., Prieto C. et al. Congenital anomalies of the upper gastrointestinal tract// Radiographics. - 1999. - Vol. 19, N 4: 855-872.
10. Ravich W.J. Pharyngeal Manometry,- Gastrointestinal Motility in Health and Disease. 2-d edition. 2002, BC Decker Inc, Hamilton. Lonlon, 237 р
11. Завикторина Т. Г., Стрига Е. В., Соколова Ю. Б., Шумейко Н. К., Солдатский Ю. Л. Особенности течения гастроэзофагеальной рефлюксной болезни у детей //Лечащий врач. 2008. № 7. С. 12-14.
12. Yip H.T., Leonard R., Kendall K.A. Oropharyngeal myotomy normalizes the opening size of the upper esophageal sphincter in cricopharyngeal disfunction. Laryngoscope 2006; 116: 1: 93-96.
13. Swanstrom L.L. Partial fundoplicatlons for gastroesophageal reflux disease: indications and current status// J. Clin. Gastroenterol. - 1999. - Vol. 29, N 2. - P. 127-132.
14. Langman J. Medical Embryology, 2nd ed. Edinburgh: E. & S. Livingstone, 1969: 278-280.
15. Баженов Д.В. Пищевод:руководство по гистологии. Т.2. Частная гистология органов и систем. Санкт-Петербург: СпецЛит, 2001. С. 97-104.
16. Баженов Д.В., Банин В.В., Петрова М.Б. Филогенез мышечной оболочки пищевода позвоночных. Тверь, 2005. 159 с.
17. Hudson L.C. Histochemical identification of the striated muscle of the canine esophagus //Anat Histol Embryol. 1993 Jun; 22(2): 101-4.
18. Бобрик И. И., Морин Н. В., Шевченко Е. А. и др. Закономерности становления ультраструктуры элементов системы микроциркуляции в ранние сроки эмбриогенеза человека // Болезни плода, новорождённого и ребёнка. Минск: Вышэйшая школа, 1996. 512 с.
19. Банин В.В. Механизмы обмена внутренней среды. М.: Изд-во РГМУ, 2000. 278 с.
20. Гелашвили П.А. Чучков В.М., Гелашвили О.А. и др. Морфологический анализ и математическое моделирование в изучении внутриорганной топографии кровеносных сосудов. Самара: ООО «Офорт», 2008. 223 с.
