CC BY
20
Trends in Neurosciences, 21 (3), 107-113. doi: 10.1016/s0166-2236(97)01191-0
11. Liu, Z., Martin, L. J. (2003). Olfactory bulb core is a rich source of neural progenitor and stem cells in adult rodent and human. The Journal of Comparative Neurology, 459 (4), 368-391. doi: 10.1002/cne.10664
12. Viktorov, I. V., Savchenko, E. A., Uhova, O. V., Alek-seeva, N. Ju., Chehonin, V. P. (2006). Mul'tipotentnye stvolovye i progenitornye kletki obonjatel'nogo jepitelija [Cell technologies in biology and medicine], 4, 185-193.
13. Calof, A., Mumm, J. S., Pim, P. C., Shou, J. (1998). The neuronal stem cells of the olfactory epithelium. Journal of Neurobiology, 36 (2), 190-205. doi: 10.1002/(sici)1097-4695(199808)36:2<190::aid-neu7>3.0.co;2-x
14. Reynolds, B. A., Weiss, S. (1996). Clonal and Population Analyses Demonstrate That an EGF-Respon-
sive Mammalian Embryonic CNS Precursor Is a Stem Cell. Developmental Biology, 175 (1), 1-13. doi: 10.1006/ dbio.1996.0090
15. Xiao, M., Klueber, K. M., Lu, C., Guo, Z., Marshall, C. T., Wang, H., Roisen, F. J. (2005). Human adult olfactory neural progenitors rescue axotomized rodent rubrospinal neurons and promote functional recovery. Experimental Neurology, 194 (1), 12-30. doi: 10.1016/j.expneurol.2005.01.021
16. Novikov, R. R. (2014). Vlijanie tkanevoj nejrotrans-plantacii na dinamiku regressa nevrologicheskogo deficita pri pronikajushhem lokal'nom povrezhdenii bol'shih polusharij golovnogo mozga v jeksperimente [The influence of tissue neurotransplantation on the dynamics of the regression of neurological deficit in penetrating the local damage of the big hemispheres of a brain in the experiment]. Journal of Eurasian Union of scientists, 5, 91-95.
Рекомендовано до публтаци д-р мед. наук, професор Цимейко О. А.
Дата надходженнярукопису 16.04.2015
Новиков Руслан Романович, астрант, кафедра нейрохирургии, Национальный медицинский университет имени А. А. Богомольца, ул. Платона Майбороды, 32, г. Киев, Украина, 04050 E-mail: ruslandok1@mail.ru
УДК 611.1:612.6
DOI: 10.15587/2313-8416.2015.43297
РОЗВИТОК В1НЦЕВО1 СУДИННО1 СИСТЕМИ © О. О. Яковець, С. В. Козлов
В роботi розглянут1 питання формування та розвитку втцевог судинноХ системи людини на ембрюнально-му етапi онтогенезу. З використанням як традицтних гiстологiчних методiв до^дження, так i сучасних iмуногiстохiмiчних було встановлено, що спецiалiзацiя судинних ланок мае закономiрну послiдовнiсть, а саме тсля артерю-венозно'Х детермтаци починався етап лiмфатичноi спецiалiзацii венозних ендотелiаль-них клтин з формуванням первинноХ лiмфатичноi ланки вiнцевоi судинноХ системи Ключовi слова: розвиток, ембрюн людини, судини серця
Aim. Set the terms of occurrence and morphological markers of coronary vessels in the embryonic period of human ontogenesis.
Material and methods. To realize the aim of our work the embryos of human heartfrom 5 th to 8 th week ofprenatal development period were investigated in the amount of 60. The obtained specimens were evaluated by immuno-histochemical study. For this purpose, the original monoclonal antibodies have been used, such as transcription factor Prox-1, cell proliferation marker Ki-67, an endothelial marker CD-34 and smooth-muscle actin (a-SMA). To identify the reaction the solution of chromogen 3-diaminobenzidine tetrachloride was applied, which is manifested in a rich brown color in the sensitive cells of the cardiac wall.
Conclusions: The morphological specialization of vascular links of coronary system in the embryonic period has a natural sequence - acquisition of venous properties atfirst and parallel differentiation of arterial structures. After arteriovenous determination the next phase begins - lymphatic specialization of venous endothelial cells with the formation of lymphatic links of coronary vascular system Keywords: development, human embryo, heart vessels
1. Вступ
Формування вшцево1 судинно1 системи е важ-ливим та одночасно складним етапом в ембрюналь-ному перюд1 розвитку людини [1]. Диференщащя р1зних д1лянок судинного русла в ембрюнальному перюд1 обумовлена з одного боку генетичною детер-мшовашстю, з шшого - специф1чними властивостя-
ми для забезпечення потреб навколишнього клггин-ного оточення. В дефшггивному формап судинна система серця складаеться з артерiальноl, венозно! ланок, мжроциркуляторного сегмента, лiмфатичноl мережа Вшцева судинна система формуеться з кль тин-попередниыв, джерело яких знаходиться поза серцем, м^рують з утворенням ешкарду, диферен-
цюються в ендотелiальнi клiтини, гладко - M'H30Bi клiтини та фiбробласти, з утворенням первинно! судинно! мереж [2]. На початковому eTani кардюге-незу, коли камери серця мають трабекулярну будову, кaрдiомiоцити отримують кисень шляхом дифузи з порожнин серця. Поступове потовщення стiнок камер серця за рахунок компактизаци трабекул при-зводить до низки подш, якi сприяють формуванню вшцевих судин [3]. Для бшьш якiсного розумiння та вдентифшаци на рaннiх етапах вiнцeвого ангюгене-зу спeцiaлiзовaних судинних компонeнтiв в сучас-них наукових дослiджeннях використовують моле-кулярнi маркери [4]. В сучасних наукових роботах представлен рiзнi теорп походження вiнцeвих арте-рiaльних судин. Нaйбiльш розповсюдженою думкою е така, у вiдповiдностi з якою формування нових коронарних судин вщбуваеться з eндотeлiaльних трубок, якi складаються з похiдних клiтин eпiкaрду. За даними [5] головним джерелом вшцевих артерш, кaпiлярiв е вeнознi eндотeлiaльнi клiтини венозно! пазухи серця, яш мiгрують в товщу компактного мь окарду та змiнюють свою спeцiaлiзaцiю.
В остaннiй час придiляеться все бшьше уваги питанням щентифшаци рiзних ланок вiнцeвого русла упродовж пренатального онтогенезу. У зв'язку з цим дослщження розвитку серця та судинно! систе-ми залишаються актуальною проблемою в сучасних морфолопчних роботах.
2. Обгрунтування дослiдження
Дослiджeння виконано у рамках науково-до-слщно! роботи кафедри анатомй' людини «Розвиток i становлення оргaнiв i тканин експериментальних тварин i людини в онтогeнeзi в нормi i пщ впливом зовшшшх фаш^в» (номер державно! реестрацй' 0112U002124).
Мета дослiдження. Встановити тeрмiни появи та морфолопчш маркери вiнцeвих судин в ембрю-нальному пeрiодi онтогенезу людини.
3. Матер1ал та методи дослщження
Для рeaлiзaцi! мети нашо! роботи були досл1-джeнi серця ембрюшв людини з 5-го по 8-й тиждень пренатального пeрiоду розвитку у шлькосп 60. Емб-рюни людини без вроджено! патологи були отримаш вщ здорових мaтeрiв, що пiдтвeрджувaлося медич-ною докумeнтaцiею при надходженш !х в стaцiонaр. Вс штучнi переривання вaгiтностi були проведет за сощальними показниками. Використаний нами мате-рiaл отримували у вщповщносп з iснуючими норма-тивно-правовими актами, а також при узгодженш з комЫею з бiомeдично! етики ДЗ «Дшпропетровська медична aкaдeмiя МОЗ Укра!ни» (протокол №3 вiд 21 березня 2008 року).
Отриманий мaтeрiaл занурювали у 10 % розчин нейтрального забуференого формал^ тeрмiном на 24 години з метою фшсацп та стабшзацп клггино-тка-нинних структур. Проводку у спиртах морфоматерь алу проводили пiсля фiксaцi! за стандартною методикою. Шсля проводки мaтeрiaл заливали у пaрaфiн.
Зрiзи товщиною 5-7 мкм виготовляли на míkpotomí та забарвлювали гематоксил1ном-еозином.
Забарвлення парафшових зрiзiв гематоксилш-е-озином проводили за стандартною методикою [6]. Парафiновi зрiзи витримували у ксилолi 3-и разово протягом 2 хвилин, переносилися в 96 % спирт, тричi змшюючи розчин з експозицieю 2 хвилини, помiщали в розчин гематоксилiну з 2-х хвилинною експозищ-ею. До прояви барвника зрiзи перебували вщ 2-х до 5-ти хвилин в 50 °C водi. Витримували препарати у розчинi еозину вщ 15 секунд до 2-х хвилин, переносились в 96 % спирт, тричi змiнюючи розчин з експозищ-ею 2 хвилини, помщали в карбол-ксилол на 2 хвилини, одноразово в ксилол з 2-х хвилинною експозищею. Шсля видалення залишшв ксилолу навколо зрiзу наносили канадський бальзам i накривали покривним склом (menzel-gläser).
Пiсля отримання мшропрепарапв оцiнювали !х з метою подальшого iмуногiстохiмiчного дослщжен-ня. Для цього були використаш первиннi монокло-нальш антитiла, а саме фактор транскрипцп Prox-1, маркер пролiферацi! клiтин Ki-67, ендотелiальний маркер CD-34 та гладко-м'язевий актин (a-SMA). Для iдентифiкацi! реакцп наносили розчин хромогену 3-дiамiнобензидин тетрахлориду, який проявлявся у виглядi насичено коричневого забарвлення чутливих клiтин стшки серця.
Препарати дослiдженi за допомогою мшроско-пiв Carl Zeiss Axioskop 40 i Carl Zeiss Primo Star. Для отримання мшрофотографш використовували фо-тоапарат CANON Power Shot A640 (Canon PC1200) 10 mega pixels, адаптерш системи Soligor Adapter Tube for Canon A610 / A620 52mm Wide, Soligor Adapter Tube for Canon A610/A620 52mm Tele, Carl Zeiss 426126, використано лщензшне програмне за-безпечення AxioVision AxioVs40V4.6.3.0; Microsoft Windows XP, SP3.
4. Результата дослщження та ix обговорення
Розвиток вшцево! судинно! системи - це складний багатоетапний процес, який зпдно сучасних уявлень мютить низку послщовних морфогене-тичних подш, а саме процес утворення нових судин з клггин-попереднишв (васкулогенез), формування первинно! судинно! ланки шляхом проростання, роз-галуження, брунькування, швагшацп та злуки (анп-огенез) та ремоделювання сформованого судинного русла з набуттям топологiчних та органоспецифiч-них властивостей.
У 5-ти тижневих ембрiонiв вiдбуваються ак-тивнi структурно-пролiферативнi процеси в серш на органному та тканинно-клiтинному рiвнях. Формування чотирьохкамерного органу, морфолопчш оз-наки початку утворення мiжпередсердно! та мiжшлу-ночково! перегородок поеднуються з iнтенсивним розвитком стромального компонента стшок серця, який на цей час представлений ендотелiем мiжтра-бекулярних просторiв та серцевим гелем з пухко розташованими мезенхiмними клiтинами. В цитоп-лазмi серцевих мiоцитiв м'язових трабекул поряд з
повздовжшми мiофiбрилами виявлялися поперечнi, що свiдчило про бiльш високий стушнь диференцш-вання мiоцитiв трабекулярного мюкарду у порiвнян-нi з компактним. М'язовi трабекули були висланi одним шаром ендотелiальних клiтин. Мiжграбекулярнi простори представляли собою глибокi пазухи, як вiльно сполучалися з порожнинами серця. Мюкард стiнок серця мае компактно-трабекулярну будову з рiзним ступенем пролiферативно! активностi кардь омiоцитiв компактно! зони шлуночшв, передсердь та трабекулярного вщщлу шлуночк1в з найвищим рiв-нем у останнього, що шдтверджено реакцiею з iму-ногiстохiмiчним маркером пролiферацi! Ki-67.
У 6-тижневих ембрюшв ендотелiоцити ендо-карду та мiжграбекярних просторiв мають веретено-подiбну форму з крупними центрально розташова-ними овальними ядрами. Ендотелiй ендокарду в цей перюд знаходиться в актившй фаз1 проль ферацп, про що сввдчить дифузна реакцiя з ендотелiальним маркером CD-34. Пе-нетруе та проростае в товщу компактного мюкарду з утворенням щшьно! атки навколо скупчень кардiомiоцитiв, якi ще не мають чiтко! орiентацi! та пошарово! упорядкованостi. В субепiкардальному просторi виявляються сплощенi видовже-но! форми численш клiтини з вщростка-ми, нечисленш пучки тонких фiбрил без певно! орiентацi! та поодинок1 первинш капiляроподiбнi структури з одним шаром ендотелюципв (рис. 1).
На 7-му тижш ембрiонального перiоду на фош очевидних проявiв мор-фологiчних трансформацш в серцi ен-дотелiй чико вiдмежовуе всi щiлини, лакуни трабекулярного мюкарду та мiж-трабекулярнi простори вщ атрiальинх та вентрикулярних порожнин, що дозволяе забезпечити в певному ступеню трофiку мiокарду.
Кардюмюцити компактного мiокарду мають видовжену форму з формуванням упорядкованих рядiв, мiж якими в мiжклiтинних просторах зустрь чаються первиннi судини у виглядi тонкостiнних ендотелiальних трубок, оточених клиинами мезенхi-ми. Мiокард складався iз рiзних за формою, розмi-рами клиинних скупчень та шарiв. Зовшшнш шар компактного мiокарду був представлений щшьно упакованими видовжено-овально! форми клиинами, внутрiшнiй шар — пухко розташованими округло! форми серцевими мюцитами. У товщi компактного мiокарду в цьому перiодi зустрiчалися скупчення ен-дотелiальних клiтин, як1 формували первиннi ланки мжроциркуляторного русла. Швидк1 темпи розвитку компактного мюкарду (збшьшення кiлькостi клиин, шарiв) були пов'язанi з шдвищеною пролiфератив-ною активнiстю.
Рис. 1. Мюкард лiвого шлуночка серця ембрюна людини на 6-7-му тижнi кардюгенезу. Реакц1я з маркером CD-34. Збшьшення х 100
Рис. 2. Мюкард лiвого шлуночка серця ембрiона людини на 8-му тижш кардюгенезу. Реакцiя з маркером Prox-1. Збiльшення х100
8-мий тиждень ембрiонального розвитку характеризуеться активними процесами васкулярiзацi! компактних вiддiлiв передсердь та шлуночшв серця. Поряд з ущiльненням мiжграбекуляр-них просторiв в результатi потовщення та компактизацi! трабекул навколо пер-винних судин починають утворюваться клпинш оболонки за рахунок диферен-цировки та перебудови оточуючих ме-зенхiмних клiтин. Навколо деяких су-дин наявна експреая гладко-м'язового актину (а^МА), що може свiдчити про майбутню артерiальну спецiалiзацiю цих судинних утворень. В шнщ 8-го тижня в субепiкардiальному просторi нами були вдентифшэваш скупчення ендотелiаль-них клиин, як1 за сво!ми характеристиками вiдрiзнялися вiд артерiальних та
венозних. Реестращя експресi! бiлка Prox-1 в цих кль тинах дозволила нам вщнести !х до майбутнього лiм-фатичного ендотелiю (рис. 2).
Схема мiокардiально-судинних перетворень в ембрюнальному серцi представлена на рис. 3.
iMfit
Рис. 3. Схема мiокардiально-судинних перетворень в стiнцi серця на етапах ембрiонального кардiогенеза: а - 5 тиждень ембрiонального перюду; б - 6 тиждень ембрюнального перiоду; в - 7-8 тиждень ембрюнального перюду; 1 - м'язовi трабекули; 2 - шар компактного мюкарду;
3 - епiкард; 4 - первинш судини
В ембрюнальному перiодi нами були також про-стеженi просторовi вiдмiнностi щодо впорядкованосп та щiльностi м'язових трабекул. Найбшьше сшввщно-шення мiж трабекулярним та компактним мiокардом було характерно для верх1вки, задньо! та бiчноl стшок лiвого шлуночка. Простеженi загальнi закономiрностi клiтинно-тканинних перетворень в серцi мали регю-нальнi особливостi у виглядi просторових та часових вiдмiнностей динашки пролiферацil, диференщаци кардiомiоцитiв та iнтрамiокардiальних ланок мшро-циркуляторного русла.
5. Висновки
Морфологiчна спецiалiзацiя судинних ланок вшцево! системи в ембрiональному перiодi мае зако-
номiрну послiдовнiсть з набуттям спочатку венозних властивостей та паралельною диференцiацiею артерь альних структур. Шсля артерiо-венозно! детермшацп починаеться етап лiмфатично! спецiалiзацi! венозних ендотелiальних клиин з формуванням лiмфатично! ланки вшцево! судинно! системи.
Л1тература
1. Harris, I. S. Development of the Endocardium [Text] / I. S. Harris, B. L. Black // Pediatric Cardiology. - 2010. -Vol. 31, Issue 3 - P. 391-399. doi: 10.1007/s00246-010-9642-8
2. Cui, C. Embryogenesis of the first circulating endothelial cells [Text] / C. Cui, M. B. Filla, E. A. V. Jones, R. Lansford, T. Cheuvront, S. Al-Roubaie, et al. // PLoS One. - 2013. - Vol. 8, Issue 5. - P. e60841. doi: 10.1371/journal.pone.0060841
3. Ciszek, B. The anatomy of the cardiac veins in mice [Text] / B. Ciszek, D. Skubiszewska, A. Ratajska // Journal of Anatomy. - 2007. - Vol. 1, Issue 211. - P. 53-63. doi: 10.1111/ j.1469-7580.2007.00753.x
4. Bearzi, C. Identification of a coronary vascular progenitor cell in the human heart [Text] / C. Bearzi, A. Leri, F. L. Monaco, M. Rota, A. Gonzalez, T. Hosoda et al. // Proceedings of the National Academy of Sciences. - 2009. - Vol. 106, Issue 37. - P. 15885-15890. doi: 10.1073/pnas.0907622106
5. Red-Horse, K. Coronary arteries form by developmental reprogramming of venous cells [Text] / K. Red-Horse, H. Ueno, I. L. Weissman, M. A. Krasnow // Nature. - 2010. -Vol. 464, Issue 7288. - P. 549-553. doi: 10.1038/nature08873
6. Меркулов, Г. А. Курс патогистологической техники [Текст] / Г. А. Меркулов. - Л.: Медицина, 1969. - 422 с.
References
1. Harris, I. S., Black, B. L. (2010). Development of the Endocardium. Pediatric Cardiology, 31 (3), 391-399. doi: 10. 1007/s00246-010-9642-8
2. Cui, C., Filla, M. B., Jones, E. A. V., Lansford, R., Cheuvront, T., Al-Roubaie, S. et. al. (2013). Embryogenesis of the First Circulating Endothelial Cells. PLoS ONE, 8 (5), e60841. doi: 10.1371/journal.pone.0060841
3. Ciszek, B., Skubiszewska, D., Ratajska, A. (2007). The anatomy of the cardiac veins in mice. Journal of Anatomy, 211 (1), 53-63. doi: 10.1111/j.1469-7580.2007.00753.x
4. Bearzi, C., Leri, A., Lo Monaco, F., Rota, M., Gonzalez, A., Hosoda, T. et. al. (2009). Identification of a coronary vascular progenitor cell in the human heart. Proceedings of the National Academy of Sciences, 106 (37), 15885-15890. doi: 10. 1073/pnas.0907622106
5. Red-Horse, K., Ueno, H., Weissman, I. L., Krasnow, M. A. (2010). Coronary arteries form by developmental reprogramming of venous cells. Nature, 464 (7288), 549-553. doi: 10. 1038/nature08873
6. Merkulov, G. A. (1969). Course histological techniques [Kurs patogistologicheskoy tekhniki]. Lviv: Medicine, 422.
Дата надходження рукопису 15.04.2015
Козлов Сергш Володимирович, доктор медичних наук, професор, доцент, кафедра патолопчно! ана-томи i судово! медицини, ДЗ «Дншропетровська медична академiя МОЗ Укра!ни», вул. Дзержинского, 9, м. Дншропетровськ, Укра!на, 49000 E-mail: tanatolog.ua@mail.ru
Яковець Олена Олександр1вна, здобувач, викладач, кафедра нормально! анатоми людини, ДЗ «Дшпропе-тровська медична академiя МОЗ Укра!ни», вул. Дзержинского, 9, м. Дшпропетровськ, Укра!на, 49000 E-mail: yalenka@i.ua
б
а
в
