CC BY
23
© Школьнков В. С., Стельмащук П. О.
УДК 611.813.11:618.29
Школьн/ков В. С., Стельмащук П. О.
ОСОБЛИВОСТ1 СТРУКТУРНО!" ОРГАШЗАЦП ЛОБОВОТ ЧАСТКИ К1НЦЕВОГО МОЗКУ ПЛОД1В ЛЮДИНИ 12-13 ТИЖН1В ВНУТР1ШНЬОУТРОБНОГО РОЗВИТКУ (АНАТОМО-ПСТОЛОГННЕ ДОСЛ1ДЖЕННЯ)
Вiнницький нацiональний медичний унiверситет iм. М. I. Пирогова
(м. Вшниця)
v.shkolnikov@gmail.com
Дане досл1дження виконане в рамках науково-дослщноУ роботи за темою «Встановлення законо-м1рностей органо- та пстогенезу I топографп вну-тр1шн1х орган1в грудноУ, черевноУ порожнин, а також структур центрально! нервовоУ системи плод1в лю-дини (макроскотчне, г1столог1чне, 1муног1стох1м1чне та УЗ-досл1дження). Пор1вняння отриманих даних з аналог1чними у плод1в з вродженими аномал1ями розвитку», № державно! реестрацп 0113и005070.
Вступ. Протягом життя у структур! головного мозку людини вщбуваються як1сн1 та кшькюш зм1ни, що представляють цкавють не т1льки з погляду тео-ретичних I практичних аспект1в медичноУ науки, але е важливими чинниками для розумшня вковоУ нейро-морфологп або при патолог1чних станах [9].
Протягом останшх рок1в досл1дження порушення розвитку головного мозку на раншх стад1ях онтогенезу привертае увагу багатьох спец1ал1ст1в. Рання д1агностика, а надал1 I прогнозування вроджених аномалм головного мозку у д1тей е найактуальы-шою проблемою перинатологп, неврологи, нейро-ф!зюлогп та генетики [5,6].
Кр1м того, лобов1 частки головного мозку людини вщповщають за низку важливих особливостей д1-яльност1 людини [1]. Серед них - формування осо-бистюних характеристик, 1ндив1дуальн1сть, мова,
мимовшьш рухи, сп1в дружне обертання голови та очних яблук тощо [2].
У зв'язку з цим, як для практично! д1яльност1, так I для теоретичних розробок, ¡стотне значення мае дослщження вковоУ та ЫдивщуальноУ м1нливост1 структури мозку у пренатальному онтогенез! людини, у вивченш якого, незважаючи на багатор1чн1 дослщження, залишаеться досить багато прогалин.
Метою дослщження е встановлення макроме-тричних параметр1в п1вкуль головного мозку, а також цитоарх1тектон1ки та морфометричних параметр1в структур лобовоУ частки плод1в людини 12-13 тижн1в внутршньоутробного розвитку.
Об'ект I методи дослщження. Проведено анатомо-пстолопчне, 1муног1стох1м1чне та морфо-метричне досл1дження п1вкуль головного мозку 12 плод1в людини гестацмним терм1ном (ГТ) - 12-13 тиж., як1 були отриман1 у результат! п1знього аборту в Обласному патологоанатом!чному бюро м. В!нниц!. Вроджен! аномалп ЦНС в!дсутн!. Т!м'яно-куприкова довжина (ТКД) склала - 87,0±4,1 мм, маса - 46,4±3,2 г (рис. 1).
Отриманий матер!ал ф!ксувався у розчиш 10% нейтрального формальдег!ду, п!сля чого п1вкул1 заливали у параф1нов1 та целоУдинов1 блоки. П!сля ви-готовлення сер!йних зр1з1в п!вкуль головного мозку товщиною 10-12 мкм препарати забарвлювали ге-
Рис. 1. Плод людини 12-13 тижня внутр1шньоутробного розвитку. ТКД — 91,8 мм. А-загальний вигляд. Б-права та л1ва швкул1 юнцевого мозку (верхньо-б1чна поверхня).
матоксил1ном та еозином, толу|диновим син1м та за Ван-Пзон. П1д час 1мунопстох1м1чного досл1дження були використан1 д1агностичн1 моноклональн1 анти-т1ла ф1рми «ОасоСу1:ота1:юп»: в1ментин, К1-67 та си-наптоф1зин.
Проведен! науков1 досл1дження в1дпов1дають морально-етичним принципам Гельсшсько! деклараций прийнято! Генеральною асамблеею Всесв1тньо1 медично! асоц1ацИ (1964-2000 рр.), КонвенцИ Ради бвропи про права людини та бюмедицину (1997 р.), в1дпов1дним положенням ВООЗ, М1жнародно1 ради медичних наукових товариств, М1жнародного кодексу медично! етики (1983 р.) та законам Укра!ни.
Робота була проведена у вщповщност до вимог «Ыструкци про проведення судово-медично! екс-пертизи», затверджено! наказом МОЗ Укра!ни № 6 вщ 17.01.1995 року та типовим положенням про ко-м1с1! з питань етики, затвердженого наказом МОЗ Укра!ни № 690 в1д 23.09.2009 року.
Для проведення морфометричного досл1джен-ня використовували м1кроскоп БЮЕТА та МБС-10. Фотоф1ксац1я та морфометр1я отриманих зр1з1в ви-конувалася за допомогою камери ЕТЯЕК Ыстов та комп'ютерно! програми ToupViem (комп'ютерна пс-тометр1я).
Встановлення макрометричних параметр1в п1в-куль головного мозку здмснювалося за власною методикою [4].
Рис. 2. Лобова частка головного мозку плоду людини гестацшним термшом 12-13 тиж. А — фронтальний перерiз право'Гпiвкулi на рiвнi лобово'Г частки. Гематоксилiн-еозин. Ч400. Б — промiжна зона. Гематоксилш-еозин. Ч400. В — вентрикулярна i субвентрикулярна зони. Гематоксилiн-еозин. Ч400. Г — мркова пластинка i крайова зона. Гематоксилiн-еозин. Ч400.
Статистична обробка цифрових даних здмсню-валася за допомогою стандартного програмного пакета «^а^^са 6.0» ф1рми Statsoft.
Результати дослщження та Ух обговорен-
ня. У процес1 досл1дження нами були отриман на-ступн1 макрометричн1 параметри п1вкуль головного мозку. Л1во! п1вкул1: довжина - 30,0±1,8 мм, висота - 21,0±1,3 мм; товщина - 9,0±0,8 мм; вага - 2,9±2,2 г; право! п1вкул1: довжина - 29,9±1,7 мм; висота -22,5±1,3 мм; товщина - 9,5±1,0 мм; вага - 3,4±2,5 г.
Верхньо-б1чна поверхня лобово! частки право! та л1во! п1вкуль гладенька. Формування б1чно! бо-розни у даному гестацмному терм1н1 в1дбуваеться у вигляд1 ямки, яка в1дд1ляе лобову частку вщ скроне-во!. Лобов1 борозни та звивини вщсуты (рис. 1). За даними йаге! С. (2001) та Дворяковский И. В. (2001) утворення центрально! борозни починаеться у пло-д1в людини з 20 тижня внутр1шньоутробного перю-ду. Pгotsenko Е. V. (2014) вказуе на дещо п1зн1 строки початку 1нтенсивного формування основних боро-зен першого порядку, це - 22-28 тиж. До 28-32 тиж. формування ус1х борозен першого порядку завер-шуеться I на 33-37 тиж. утворюються ус1 решта [11]. Початок утворення борозен (22-28 тиж.) зб1гаеться 1з завершенням нейронального диференц1ювання I формуванням рухового неокортексу [11]. Проте, нами встановлено, що на присереднм поверхн1 в1-зуал1зуються борозни мозолистого т1ла та ознаки первинних звивин: "пм'яно-потилично! та острогово!.
При досл1дженн1 пстоцито-арх1тектон1ки лобових часток п1вкуль головного мозку, у даному гестацмному терм1н1, ч1тко в1зуал1зуеться п'ять шар1в: вентрикулярна зона, субвентрикулярна зона, пром1жна зона, юркова пластинка та крайова зона (рис. 2)._\МсУа]а Е. (2010) теж вир1зняе аналопчн1 шари кори лобово! частки [7]. Проте, автором не вказаний гестацмний термш досл1джуваних плод1в.
Загальна товщина с1ро! та бто! речовини п1вкуль головного мозку у проекц1ях верхньо!, середньо! та нижньо! лобових звивин, а також вищевказаних шар1в вар1юе, як у правм п1вкул1, так I у л1в1й. Так, загальна товщина речовини мозку у д1лянц1 право! п1вкул1 верхньо! лобово! звивини (ВЛЗ) склала 1491,4±76,0 мкм, у середнм лобов1й звивин1 (СЛЗ) - 2134,3±98,2 мкм та у нижн1й лобов1й звивин1 (НЛЗ) 1200,9±57,6 мкм. Тод1, як загальна товщина речовини мозку у д1лянц1 л1во! п1вкул1 ВЛЗ до-р1внювала 1458,5±71,7 мкм, у СЛЗ - 1781,7±85,4 мкм та у НЛЗ - 1268,2±60,9 мкм.
Рис. 3. А — м1грац1я НСК з вентрикулярно'Г зони у субвентрикулярну зону уздовж волокон РД. В1ментин. Ч400. Б — волокна рад1ально'Г гли проходять в1д вентрикулярно'Г зони до пром1жно'Г зони. В1ментин. Ч40.
Що стосуеться товщини окремих шар1в звивин лобовоУ частки обох твкуль, то нами були отримаш так1 результати: товщина вентрикулярноУ зони ВЛЗ право! п1вкул1 - 115,4±5,2 мкм, СЛЗ - 111,9±5,2 мкм та НЛЗ - 108,3±5,0 мкм. Аналопчш морфометричн1 параметри л1воУ твкулк ВЛЗ - 114,4±5,3 мкм, СЛЗ
- 112,8±5,0 мкм та НЛЗ - 109,9±5,2 мкм. Товщина юрковоУ пластинки ВЛЗ правоУ частки станови-ла 412,3±17,4 мкм та вщповщно л1воУ - 319,5±14,1 мкм. Товщина к1рковоУ пластинки СЛЗ правоУ частки становила 747,7±38,9 мкм та вщповщно л1воУ -631,7±31,0 мкм. Товщина юрковоУ пластинки НЛЗ правоУ п1вкул1 дор1внювала 334,3±16,2 мкм та л1воУ
- 362,2±17,1 мкм. Товщина крайовоУ зони ВЛЗ правоУ п1вкул1 склала 100,6±5,0 мкм, СЛЗ - 97,6±4,8 мкм I НЛЗ - 96,8±4,9 мкм. Товщина крайовоУ зони ВЛЗ, СЛЗ I НЛЗ л1воУ п1вкул1 в1дпов1дно дор1вню-вала 102,6±4,9 мкм, СЛЗ - 97,0±5,0 мкм та НЛЗ -96,4±4,9 мкм.
Найб1льша щ1льн1сть нейральних стовбуро-вих кл1тин (НСК) нами спостер1галася у вентрику-лярн1й зон ус1х структур обох п1вкуль I становила 220,0±11,0 кл1тин на 0,01 мм2. У юрковм пластинц1 щтьнють нейральних кл1тин (нейрон1в та глюцит1в)
- 130,0±6,0 кл1тин на 0,01 мм2. У субвентрикулярнм зон1 (НСК) - 115,0±4,0 кл1тин на 0,01 мм2. Найменша щтьнють кл1тин в1зуал1зувалася у пром1жн1й зон1 -35,0±2,0 кл1тин на 0,01 мм2.
8атие!8еп й. В. (2003) у своУх досл1дженнях вказував на той факт, що до 20-го тиж. внутр1шньо-утробного розвитку загальна к1льк1сть нейральних кл1тин (нероцити I гл1области) у шарах юнцевого мозку зб1льшуеться та вщ 20-го тиж. I до моменту народження поступово зменшуеться [12]. Отже, за нашою думкою вивчення кл1тинного росту у кшцево-му мозков1 ембр1он1в та плод1в людини мае важливе значення, оск1льки може слугувати для оц1нки к1рко-вого росту в нешвазивних досл1дженнях та покра-щити анал1з ембр1ональних порушень мозку.
Застосування бтку-прол1фераци К1-67 у вен-трикулярн1й (матричн1й) зон1 показало, що за на-п1вк1льк1сною шкалою експрес1я е пом1рною [10],
прореагувало 42% кл1тин. У зв'язку з даним явищем ми пов'язуемо й максимальну щтьнють кл1тин у вен-трикуляршй зон1. П1сля прол1ферац1У НСК у вентри-кулярн1й зон1 м1грують уздовж волокон рад1альноУ гл1У (РД) у Ыш1 зони лобових звивин лобовоУ частки (рис. 3). Сам1 волокна РД починаються в1д базаль-ноУ мембрани вентрикулярноУ зони, пронизують субвентрикулярну зону у рад1альному напрямку та зак1нчуються у пром1жн1й зош (рис. 3). Експрес1я в1-ментину у волокнах РД спостер1галася вщносно по-м1рною у пром1жн1й зон1 та в1дносно сильною у вен-трикулярн1й та субвентрикулярн1й зонах.
Таким чином, у процес1 досл1дження нами були встановлеш макрометричн1 параметри п1вкуль головного мозку, а також особливост1 цитоарх1тектон1-ки та морфометричних параметр1в структур лобовоУ частки плод1в людини 12-13 тижн1в внутр1шньоу-тробного розвитку.
Висновки. Найбтьшу товщину мае к1ркова пластинка ус1х структур лобовоУ частки. Проте, найбтьшу щтьнють кл1тин мае вентрикулярна (матрична) зона, що пов'язано з пом1рним ступенем прол1феративноУ активност1 нейральних стовбурових кл1тин (прореагувало 42% кл1тин). Найменша щ1льн1сть кл1тин спо-стер1галася у пром1жн1й зон1. Експрес1я в1ментину у волокнах рад1альноУ гл1У спостер1галася в1дносно пом1рною у пром1жн1й зон1 та е вщносно сильною у вентрикуляршй та субвентрикулярнм зонах.
Перспективи по да л ьш их досл1джень. По-дальш1 досл1дження передбачають встановлення законом1рностей розташування шар1в б1лоУ та с1роУ речовини головного мозку людини у пренатальному перюд1 1з застосуванням 1муно-г1стох1м1чних методик та пор1вняння отриманих даних з1 структурною орган1зац1ею головного мозку плод1в 1з мальформа-ц1ями.
Л^ература
1. Бережная М.А. Анализ нейроно-глиально-капиллярных взаимоотношений V слоя в верхних лобных извилинах головного мозга человека в зависимости от пола, возраста и полушария / М.А. Бережная // Вюник проблем бюлогп i медицини. -2014. - Вип. 2, Т. 3 (109). - С. 247-251.
2. Бобрик 1.1. Сучасш аспекти функцюнальноУ анатомп центрально! нервово! системи / 1.1. Бобрик, В.Г. Черкасов. - Ки'|'в, 2001.
- 152 с.
3. Дворяковский И.В. Ультразвуковое исследование мозга новорожденных детей / И.В. Дворяковский, А.Б. Сугак // Нормальная анатомия. - 2001. - № 8. - С. 82-93.
4. Пат. 98355 Укра'|'на, МПК А61В 5/107. СпоЫб визначення розмiрiв твкуль головного мозку у плода людини / Школьнков В.С., Тихолаз В.О., Стельмащук П.О., Дацишин П.Т.; заявл. 10.11.2014; опубл. 27.04.2015, Бюл. № 8.
5. Сафонова И.Н. Перинатальные и отдаленные результаты при различных эхографических вариантах аномалий головного мозга плода (литературный обзор) / И.Н. Сафонова // Неонатолопя, хiрургiя та перинатальна медицина. - 2014. - Т. 4, № 4. - С. 87-92.
6. Халиков А.Д. МРТ-диагностика мальформаций кортикального развития, аномалий дивертикуляции головного мозга плода / А.Д. Халиков, Т.Н. Трофимова // Медицинский академический журнал. - 2013. - Т. 13, № 1. - С. 52-60.
7. Alteration of Human Fetal Subplate Layer and Intermediate Zone During Normal Development on MR and Diffusion Tensor Imaging / E. Widjaja, S. Geibprasert, S. Mahmoodabadi, S. Blaser [et al.] // Am. J. Neuroradiol. - 2010. - Vol. 31. - P. 1091-1099.
8. Fetal cerebral cortex: normal gestational landmarks identified using prenatal MR imaging / C. Garel, E. Chantrel, H. Brisse, M. Elmaleh [et al.] // Am. J. Neuroradiol. - 2001. - Vol. 22 (1). - P. 184-189.
9. Gilbert S. Developmental Biology / S. Gilbert. - Sunderland: Swarthmore College, 2000. - 412 p.
10. Indefinite for non-invasive neoplasia lesions pn gastric intestinal metaplasia: the immunophenotype / M. Cassaro, M. Rugge, C. Tieppo, L. Giacomelli [et al.] // J. Clin. Pathol. - 2007. - Vol. 60 (6). - P. 615-621.
11. Morphological changes in ventricular germinal zone and neocortex of the cerebral hemispheres in humanfetuses and newborns on weeks 22-40 of prenatal development / E.V. Protsenko, M.E. Vasil'eva, L.P. Peretiatko, A.I. Malyshkina // Ontogenez. - 2014.
- Vol. 45 (5). - P. 349-354.
12. The changing number of cells in the human fetal forebrain and its subdivisions: a stereological analysis / G. Samuelsen, K. Larsen, N. Bogdanovic [et al.] // Cereb. Cortex. - 2003. - Vol. 13. - P. 115-122.
УДК: 611.813.11:618.29
ОСОБЛИВОСТ1 СТРУКТУРНО'1' ОРГАН1ЗАЦП ЛОБОВО1 ЧАСТКИ К1НЦЕВОГО МОЗКУ ПЛОД1В ЛЮДИНИ 12-13 ТИЖН1В ВНУТР1ШНЬОУТРОБНОГО РОЗВИТКУ (АНАТОМО-ПСТОЛОПЧНЕ ДОСЛ1ДЖЕННЯ) Школьшков В. С., Стельмащук П. О.
Резюме. Пщ час доотдження встановлен макрометричн параметри твкуль головного мозку плодiв людини 12-13 тижыв, а також структурна оргаыза^я, морфометричн параметри структур лобово!' частки головного мозку та морфолопя радiальноI mil. Найбтьшу товщину мае юркова пластинка уЫх структур лобово! частки. Проте, найбтьшу щтьнють кгмтин мае вентрикулярна (матрична) зона, що пов'язано з помiрним сту-пенем пролiферативноI активност нейральних стовбурових кштин (прореагувало 42% клггин). Найменша щтьнють кттин спостерталася у промiжнiй зонк ЕкспреЫя вiментину у волокнах радтьно! mil спостер^ала-ся вщносно помiрною у промiжнiй зон та е вщносно сильною у вентрикулярнм та субвентрикулярнм зонах.
Ключовi слова: кшцевий мозок, лобова частка, морфометричн параметри, внутршньоутробний розви-ток, радiальна глiя.
УДК: 611.813.11:618.29
ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ЛОБНОЙ ДОЛИ КОНЕЧНОГО МОЗГА ПЛОДОВ ЧЕЛОВЕКА 12-13 НЕДЕЛЬ ВНУТРИУТРОБНОГО РАЗВИТИЯ (АНАТОМО-ГИСТОЛОГИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ)
Школьников В. С., Стельмащук П. О.
Резюме. В ходе исследования установлены макрометрические параметры полушарий головного мозга плодов человека 12-13 недель, а также структурная организация, морфометрические параметры структур лобной доли головного мозга и морфология радиальной глии. Наибольшую толщину имеет корковая пластинка всех структур лобной доли. При этом, наибольшую плотность клеток имеет вентрикулярная (матричная) зона, что связано с умеренной степенью пролиферативной активности нейральных стволовых клеток (прореагировало 42% клеток). Наименьшая плотность клеток наблюдалась в промежуточной зоне. Экспрессия виментина в волокнах радиальной глии наблюдалась относительно умеренной в промежуточной зоне и относительно сильной в вентрикулярной и субвентрикулярной.
Ключевые слова: конечный мозг, лобная доля, морфометрические параметры, внутриутробное развитие, радиальная глия.
UDC: 611.813.11:618.29
FEATURES OF STRUCTURAL ORGANIZATION OF FRONTAL LOBE OF TELENCEPHALON HUMAN FETUS 12-13 WEEKS FETAL DEVELOPMENT (ANATOMICAL AND HISTOLOGICAL EXAMINATION) Shkolnikov V. S., Stelmashchuk P. O.
Abstract. It is important for practice and theoretical developments to study individual variability and age structure of the brain in the prenatal period of human ontogenesis, the study of which, despite the long-term research, remains a lot of gaps.
Purpose. A research aim is to establish the parameters of macrometric cerebral hemispheres and cytoarchitec-tonic and morphometric parameters of frontal lobe structures of human fetuses 12-13 weeks of fetal development.
Materials and methods. An anatomical and histological, immunohistochemical and morphometric study of the cerebral hemispheres of 12 human fetuses gestational period — 12-13 weeks were done, as a result of late abortion in the Regional Office postmortem m. Vinnytsya. Congenital abnormalities of the central nervous system were absent. Thyme-coccygeal length amounted to — 87,0 ± 4,1 mm, weight — 46,4 ± 3,2 g.
Preparations were stained with hematoxylin and eosin, toluidine blue and for Van Ghisoni. It was used diagnostic monoclonal antibodies firms «DacoCytomation»: vimentin, Ki-67 and synaptofizyn during immunohistochemical study.
Results. In the study, we obtained the following parameters makrometric hemispheres of the brain. Left hemisphere: length — 30,0 ± 1,8 mm, height — 21,0 ± 1,3 mm; thickness — 9,0 ± 0,8 mm; weight — 2,9 ± 2,2 g; the right hemisphere: length — 29,9 ± 1,7 mm; height — 22,5 ± 1,3 mm; thickness — 9,5 ± 1,0 mm; Weight g — 3,4 ± 2,5.
Formation of lateral grooves in this gestational period occurs in the form of holes that separates the frontal lobe from the temporal. Frontal gyrus and sulcus absent. However, we found that the medial surface of the corpus cal-losum displays furrows and convolutions of the primary features: parieto-occipital and calcarinal.
The total thickness of the substance of the brain in the region of the right hemisphere of the upper frontal gyrus (UFG) amounted to 1491,4 ± 76,0 microns, in the middle frontal gyrus (MFG) — 2134,3 ± 98,2 microns and the lower frontal gyrus (LFG) 1200, 9 ± 57,6 microns. Then, the total thickness of the substance of the brain in the region of the left hemisphere UFG amounted to 1458,5 ± 71,7 microns, in MFG — 1781,7 ± 85,4 microns and in LFG — 1268,2 ± 60,9 microns. In the study of histocytoarhitektonics of frontal lobes of the cerebral hemispheres in this gestational period It was clearly displays five layers: ventricular zone sub ventricular zone, intermediate zone, cortical plate and regional zone.
The highest density of neural stem cells (NSC) we observed in the ventricular zone of all structures of both hemispheres and amounted to 220,0 ± 11,0 cells per 0.01 mm2. In the cortical plate density of neural cells (neurons and the gliacytes) — 130,0 ± 6,0 cells to 0.01 mm2. In subventricular zone NSC — 115,0 ± 4,0 cells to 0.01 mm2. The lowest density of cells is visualized in the intermediate zone — 35,0 ± 2,0 cells to 0.01 mm2.
The use of proliferation protein Ki-67 in the ventricular (matrix) area showed that expression by semiquantitative scale is moderate, 42% of the cells was reacted. Because of this phenomenon we associate and the maximum density of cells in the ventricular zone. NSC after proliferation in the ventricular zone migrate along radial glial fibers (RG) in the other zones of frontal gyrus of the frontal lobe. The fibers RG begin of the basement membrane of ventricular zone, penetrate subventricular zone in the radial direction and end in the intermediate zone. The expression of vimentin in fibers RG was relatively moderate in the intermediate zone and a relatively strong in subventricular and ventricular zone.
Conclusions. The ventricular (matrix) zone has the highest density of cells, due to the moderate proliferative activity of neural stem cells (were reacted 42% of cells). The lowest density of cells was observed in the intermediate zone. Vimentin expression in radial glial fibers was relatively moderate in the intermediate zone and was relatively strong in the ventricular and subventricular zone.
Keywords: telencephalon, frontal lobe, morphometric parameters, fetal period, radial glia.
Рецензент — проф. Шерстюк О. О.
Стаття надшшла 09.10.2016 року
