CC BY
37DOI 10.54500/2790-1203.S1.2022.21-29 МРНТИ 76.03.35 УДК 611.01-611.41
СРАВНИТЕЛЬНАЯ АНАТОМИЯ ЛИМФОИДНОГО И СОСУДИСТОГО КОМПАРТМЕНТОВ СЕЛЕЗЕНКИ ЧЕЛОВЕКА И ЛАБОРАТОРНЫХ ЖИВОТНЫХ
Т.М. Досаев, Н.С. Ахмад, Б.Ш. Шакенов, Д.С. Байгамысова, А.А. Балапанова, Г.Т. Алжанбекова, С.П. Пернебекова, С.С. Курбаниязова
Казахский национальный медицинский университет им. С. Асфендиярова, Алматы, Казахстан, 050000, Толе би, 94.
Досаев Тасбулат Молдахметович - д.м.н., профессор кафедры анатомии КазНМУ им. С. Асфендиярова, Orcid.org 0000-0001-5220-0061, dosaev.t@kaznmu.kz
Ахмад Нургулим Сагидуловна - к.м.н., доцент, зав. кафедрой анатомии КазНМУ им. С. Асфендиярова, Achmad.n@kaznmu.kz
Шакенов Бауржан Шакенович - доцент кафедры анатомии КазНМУ им. С. Асфендиярова, shakenov.b@kaznmu.kz,
Байгамысова Динара Сагатбековна - старший преподаватель кафедры анатомии КазНМУ им. С. Асфендиярова, baigamysova.d@ kaznmu.kz
Балапанова Ардана Алибековна - старший преподаватель кафедры анатомии КазНМУ им. С. Асфендиярова, balapanova.a@ kaznmu.kz
Алжанбекова Гулжан Тажибаевна - ассистент кафедры анатомии КазНМУ им. С. Асфендиярова, alganbekova. g@kaznmu.kz.
Пернебекова Сандугаш Пернебековна - ассистент кафедры анатомии КазНМУ им. С. Асфендиярова, pernebekova. s@kaznmu.kz.
Курбаниязова Саниям Садыковна - ассистент кафедры анатомии КазНМУ им. С. Асфендиярова, kurbaniyzova. s@kaznmu.kz
Цель нашей работы - определить основные отличия структурной организации белой и красной пульпы селезенки человека и лабораторных животных.
Материал и методы. Исследование выполнено гистологическими и иммуногистохимическими методами на парафиновых блоках селезенки от десяти взрослых людей, шести крыс и шести мышей из фонда кафедры анатомии КазНМУ им. С. Асфендиярова.
Результаты и обсуждение. Изучены особенности и различия структурной организации лимфоидного и сосудистого компартментов селезенки человека и лабораторных животных. Методами иммуногистохимии и морфометрии установлено, что основной ток крови в микроциркуляторном звене красной пульпы селезенки человека осуществляется по закрытому типу.
Заключение. Морфология селезенки человека и лабораторных животных имеют существенные структурно-функциональные отличия как лимфоидного, так и сосудистого компартментов, в этой связи экстраполировать на человека данные экспериментальных исследований на животных можно лишь с учетом этих различий.
Ключевые слова: селезенка, иммуногистохимия, морфометрия.
COMPARATIVE ANATOMY OF THE LYMPHOID AND VASCULAR COMPARTMENTS HUMAN AND LABORATORY ANIMALS SPLEENS
T. Dosaev, N. Akhmad, B. Shakenov, D. Baigamysova, A. Balapanova, G. Alzhanbekova, S. Pernebekova, S. Kurbaniyazova
Asfendiyarov Kazakh National Medical University Almaty, Kazakhstan, 050000 Tole bi,
94.
Tasbulat Dosaev - Doctor of Medical Sciences, Professor of the Department of Anatomy of KazNMU named after. S. Asfendiyarova, Orcid.org 0000-0001-5220-0061, dosaev.t@kaznmu.kz.
Nurgulim Akhmad - Candidate of Medical Sciences, Associate Professor, Head. Department of Anatomy KazNMU named after. S. Asfendiyarova, Achmad.n@kaznmu.kz,
Baurzhan Shakenov - Associate Professor of the Department of Anatomy of KazNMU named after. S. Asfendiyarov, shakenov.b@kaznmu.kz.
Dinara Baygamysova - Senior Lecturer of the Department of Anatomy of KazNMU named after. S. Asfendiyarova, baigamysova.d@ kaznmu.kz.
Ardana Balapanova - Senior Lecturer of the Department of Anatomy of KazNMU named after. S. Asfendiyarova, balapanova.a@ kaznmu.kz.
Gulzhan Alzhanbekova - Assistant of the Department of Anatomy of KazNMU named after. S. Asfendiyarov, alganbekova.g@kaznmu.kz.
Sandugash Pernebekova - Assistant of the Department of Anatomy of KazNMU named after. S. Asfendiyarova, pernebekova. s@kaznmu.kz.
Saniyam Kurbaniyazova - Assistant of the Department of Anatomy of KazNMU named after. S. Asfendiyarov, kurbaniyzova. s@kaznmu.kz.
The purpose of our work is to determine the main differences in the structural organization of the white and red pulp of the human spleen and laboratory animals.
Material and methods. The study was performed by histological and immunohistochemical methods on paraffin blocks of the spleen from ten adults, six rats and six mice from the fund of the Department of Anatomy of KazNMU named after. S. Asfendiyarova.
Results and discussion. The features and differences in the structural organization of the lymphoid and vascular compartments of the human spleen and laboratory animals were studied. Using the methods of immunohistochemistry and morphometry, it was established that the main blood flow in the microcirculatory link of the red pulp of the human spleen is carried out according to the closed type.
Conclusion. The morphology of the human spleen and laboratory animals have significant structural and functional differences in both the lymphoid and vascular compartments, in this regard, the data of experimental studies on animals can be extrapolated to humans only taking into account these differences.
Key words: spleen, immunohistochemistry, morphometry.
АДАМ ЖЭНЕ ЗЕРТХАНАЛЬЩ ЖАНУАРЛАР К0КБАУЫРЫНЫЦ ЛИМФОИДТЬЩ ЖЭНЕ ТАМЫРЛАР Б0Л1МДЕРШЩ САЛЫСТЫРМАЛЫ АНАТОМИЯСЫ
Т.М. Досаев, Н.С. Ахмад, Б.Ш. Шэкенов, Д.С. БаЙFамысова, А.А. Балапанова, Г.Т. Элжанбекова, С.П. Пернебекова, С.С. ^урбаниязова
С.Ж. Асфендияров атындагы Казак улттык медицина университет Алматы, Казакстан, 050000, Теле би, 94
Досаев Тасболат Молдахметулы - м.г.д., С.Д. Асфендияров атындагы КазМУ анатомия кафедрасыньщ профессорлары, Orcid.org 0000-0001-5220-0061, dosaev.t@kaznmu.kz.
Ахмад Нург^^м Сагидулкызы - м.г.к., доцент, С.Д. Асфендияров атындагы КазМУ Менгерушиси ^лыныц анатомия кафедрасы, Achmad.n@kaznmu.kz.
Шэкенов Бауыржан Шэкенулы - С.Д. Асфендияров атындагы КазМУ анатомия кафедрасыныц доцент ^лы, shakenov.b@kaznmu.kz.
Байгамысова Динара Сагатбеккызы - С.Д. Асфендияров атындагы КазМУ анатомия кафедрасы ^лы ага окытушы, baigamysova.d@ kaznmu.kz.
Балапанова Ардана Алибеккызы - С.Д. Асфендияров атындагы КазМУ анатомия кафедрасыныц ага окушысы, balapanova.a@ kaznmu.kz
Элжанбекова Гулжан Тэж1байкмзм - С.Д. Асфендияров атындагы КазМУ ассистент ^лыныц анатомиясы кафедрасы, alganbekova.g@kaznmu.kz
Пернебекова Сандугаш Пернебеккызы - С.Д. Асфендияров атындагы КазМУ ^л анатомиясы кафедрасыныц ассистенттер^ pernebekova.s@kaznmu.kz.
^урбаниязова Саниям Садыккызы - С.Д. Асфендияров атындагы КазМУ--дыц анатомия кафедрасы ассистенттщ ^лы, kurbaniyzova.s@kaznmu.kz.
Бiздiц жумысымыздыц максаты - адам кекбауырыныц жэне зертханалык; жануарлардыц а; жэне кызыл ^лпасыныц к^рылымдык; ^йымдастырылуындагы непзп айырмашылыктарды аныктау.
Материал жэне эдктер. С.Д. Асфендияров атындагы Каз^МУ анатомия кафедрасыныц корынан алынган он ересек адамныц, алты егеук^йрыктыц жэне алты тышканныц кекбауырыныц парафиндi блоктарында гистологиялы; жэне иммуногистохимиялык; эдiстермен зерттеу журпзвдг
Нэтижелер мен пiкiрталас. Адамныц жэне зертханалык; жануарлардыц кекбауырыныц лимфоидты жэне кантамырлы; белiмшелерiнiц к^рылымдык; ^йымдастырылуындагы ерекшелiктерi мен айырмашылыктары зерттелдi. Иммуногистохимия жэне морфометрия эдiстерiн колдана отырып, адам кекбауырыныц кызыл ^лпасыныц микроциркуляциялык; буынындагы негiзгi кан айналымы жабы; типке сэйкес жузеге асырылатыны аныкталды.
^орытынды. Адамньщ кекбауырыныц жэне зертханалык жануарлардьщ морфологиясында лимфоидты жэне кан тамырлары белiмшелерiнде де айтарлыктай к¥рылымдык жэне функционалдьщ айырмашылыктар бар, осыган байланысты жануарларга жYргiзiлген тэжiрибелiк зертгеулердiн мэлiметтерiн адамдарга осы айырмашылыктарды ескере отырып кана экстраполяциялауга болады.
ТYЙiн сездер: кекбауыр, иммуногистохимия, морфометрия.
Corresponding author: Tasbulat Dosaev - Doctor of Medical Sciences, Professor of the Department of Anatomy of KazNMU named after. S. Asfendiyarova, dosaev.t@kaznmu.kz; Whatsapp: +7-701-482-97-98
Received: 24.04.2022
Accepted: 15.06.2022
Bibliographic reference: Сравнительная анатомия лимфоидного и сосудистого компартментов селезенки человека и лабораторных животных/Т.М. Досаев, Н.С. Ахмад, Б.Ш. Шакенов и др. //Астана медициналык журналы. - 2022. - Специальный выпуск № 1. - С.21-29.
. Введение
Микроциркуляторное русло селезенки человека имеет ряд существенных структурно-функциональных отличий от селезенки различных видов лабораторных животных. Одним из основных отличий интраорганной сосудистой системы красной пульпы селезенки человека является отсутствие маргинального синуса, характерного для селезенки животных. Кроме того, существуют различные мнения относительно типа внутриорганного сосудистого русла селезенки человека. Так, терминальные артериолы красной пульпы селезенки человека продолжаются в капилляры, часть которых имеют открытые концы, из которых кровь поступает в селезеночные тяжи. Пространства в ретикулярной соединительной ткани без эндотелия в селезеночных тяжах осуществляют открытый компонент кровообращения в селезенке. Некоторые исследователи полагают, что большая часть крови проходит через открытый компонент микроциркуляторного русла [1]. Тогда как другие считают, что закрытый тип кровообращения в селезенке составляет 80-90% кровотока [2].
Таким образом, система микроциркуляции селезенки может иметь несколько альтернативных типов, существующих как самостоятельно у различных видов животных, либо функционирующих в комплексе одновременно у одного вида.
Очевидно, что для выявления преобладающего типа микроциркуляции в селезенке человека и соотношения между различными типами необходимы дальнейшие иммуногистохимические исследования с количественным анализом капилляров микроциркуляторного русла.
Цель
Определить основные отличия структурной организации белой и красной пульпы селезенки человека и лабораторных животных. Методами иммуногистохимии и морфометрии определить соотношения открытого и закрытого компонентов микроциркуляции крови в красной пульпе селезенки человека.
Материал и методы исследования
Исследование выполнено на парафиновых блоках селезенки от десяти взрослых людей, шести крыс и шести мышей из фонда кафедры анатомии КазНМУ им. С. Асфендиярова. Селезенки крыс и мышей окрашивались гематоксилином и эозином, часть срезов азур-2 и эозином.
Иммуногистохимическая реакция моноклональными антителами против ERG (ETS-related gene) проводилась на срезах селезенок людей толщиной 5 мкм. Постановку реакции проводили в Autostainer Link 48 DAKO с использованием системы визуализации En Vision Flex+Mouse (Link). Подкраска En Vision FLEX HEMATOXYLIN.Дегидратация в 3-х сменах спирта этилового и просветление в Q-ксилоле. Заключение в покровную среду MOUNT-QUICK. Для контроля часть срезов окрашивалась гематоксилином и эозином.
Объемную плотность (Vv) капилляров с открытыми и закрытыми концами на срезах селезенки человека с ИГХ против ERG (ETS-related gene) определяли с помощью окулярной сетки при увеличении объектива 20 и окуляра 10. Подсчеты проводили в 50 полях зрения от каждой селезенки.
Статистический анализ проводили, используя STATISTICA 7 (www.statsoft.com).
Результаты
Имеются существенные видовые различия морфологии селезенки у различных видов лабораторных животных. Так, у мышей лимфоидные узелки и маргинальная зона в селезенке менее отчетлива, чем у крыс. У крыс маргинальная зона составляет значительную часть от общего объема селезенки, Т- и В-зоны имеют четко выраженные контуры, герминативный центр, мантийную зону. Маргинальный синус хорошо определяется и четко прослеживается на всем протяжении (рис. 1).
Рис. 1 - Селезенка крысы. Лимфоидный узелок.
1 - центральная артерия, 2 - Т-зона, 3 - В-зона, 4 - герминативный центр, 5 - маргинальная зона, 6 -красная пульпа. Маргинальный синус - стрелки.
Гематоксилин-эозин. Об. 20, ок. 10.
Так же венозные синусы в селезенке крысы более выражены, чем в селезенке мыши.
Одним из основных отличий интраорганной сосудистой системы красной пульпы селезенки человека является отсутствие маргинального синуса, характерного для селезенки животных (рис. 2).
Рис. 2 - Селезенка человека. Лимфоидный узелок.
1 - центральная артерия, 2 - Т-зона, 3 - В-зона, 4 - маргинальная зона, 5 - красная пульпа. Гематоксилин-эозин. Об. 20, ок. 10.
Пульпарные артерии не сопровождаются коллагеновыми волокнами, но вокруг них присутствует лимфоидная ткань, уменьшающаяся по мере деления на артериолы и капилляры.
В связи с отсутствием маргинального синуса в селезенке человека, который у животных отделяет мантийную и маргинальную зоны, весьма трудно определить границу мантийной зоны от маргинальной зоны лимфоидного узелка.
Особенностью строения капилляров селезенки человека является наличие на терминальном конце структур, специфичных только для селезенки и называемыми различными исследователями по-разному: капилляры в оболочке, эллипсоиды, периартериальная макрофагальная оболочка, макрофагальные эллипсоиды, эллипсоидные макрофагально-лимфоидные муфты, эллипсоидные артериолы и т.д. У человека они присутствуют только в красной пульпе и перифолликулярной зоне. Эти оболочки (эллипсоиды) капилляров состоят только из мононуклеарных фагоцитов. Эндотелиальный слой окончаний этих капилляров заканчивается концентрически расположенными вокруг макрофагами.
Роль, выполняемая маргинальным синусом у грызунов в обмене лимфоцитами между циркулирующей кровью и белой пульпой, у людей выполняется эндотелием в бобовидной формы утолщениях синусов красной пульпы (рис. 3).
Рис. 3 - Селезенка человека. 1 - венозные синусы бобовидной формы.
Гематоксилин-эозин. Об. 40, ок. 10.
Подтверждением этому служит тот факт, что лимфоидные узелки человеческой селезенки окружены перифолликулярной зоной, которая имеет структуру ретикулярной ткани красной пульпы, содержащей лимфоретикулярные клетки в результате общей и локальной пролиферации лимфоцитов внутри стромальных тяжей. Таким образом, новые лимфоидные узелки могут формироваться внутри красной пульпы из небольших совокупностей лимфоцитов в нефильтрующих зонах. В селезенке человека Т-лимфоциты, также как и у животных, расположены вокруг артериол, но они не так упорядочены, как в периартериальной лимфоидной муфте грызунов.
На препаратах селезенки человека окрашенных гематоксилином и эозином, азур-2 и эозином в красной пульпе выявляются многочисленные венозные синусы и капилляры, выходящие из лимфоидных узелков, однако сложно четко и достоверно определить капилляры с открытыми концами и выходящими клетками крови в окружающие пространства селезеночных тяжей (рис. 4).
Рис. 4 - Селезенка человека. Красная пульпа.
1 - капилляры. Гематоксилин-эозин. Об. 40, ок. 10.
Анализ препаратов показал, что наиболее четко и убедительно только маркер ERG (ETS-related gene) проявляет высокую экспрессию в эпителиальных клетках микрососудистого русла нормальной селезенки человека.
На препаратах с положительной экспрессией ERG в эндотелиальных клетках прослеживались разветвления терминальных артериол с открытыми концами и выходящими в окружающую красную пульпу клетками крови. Такие капилляры удавалось проследить на длительном протяжении (до 160 мкм) вплоть до открытых концов. По мере приближения к открытым концам капилляров наблюдались значительные промежутки между соседними эндотелиальными клетками (рис. 5).
о 'о
Рис. 5 - Селезенка человека. Красная пульпа.
1 - эндотелиоциты. 2- промежутки между эндотелиоцитами. Открытые концы капилляров - стрелки. ИГХ на ERG (ETS-related gene). Об. 40, ок. 10.
Проведенный количественный анализ объемной плотности капилляров в красной пульпе селезенки человека показал, что в подавляющем большинстве представлены капилляры закрытого типа V/v 82,9 + 9,8, и значительно меньше выявлялись капилляры с открытыми концами V/v 28,1 + 3,6 (рис 6).
0 SO 100
Рис. 6 - Объемная плотность капилляров красной пульпы селезенки человека: j - закрытого типа, а -открытого типа.
Таким образом, полученные результаты показали, что основной ток крови в микроциркуляторном звене красной пульпы селезенки человека осуществляется по закрытому типу.
Обсуждение
Не смотря на большое количество исследований по структурно-функциональной организации селезенки с помощью световой, трансмиссионной и сканирующей электронной микроскопии, остается не решенным окончательно вопрос о типе микроциркуляции в селезенке человека и, до настоящего времени, прямая связь между капиллярами и венозными синусами убедительно не продемонстрирована [1].
Уникальная особенность строения сосудистого русла селезенки связана с двумя аспектами, отличающими микроциркуляцию в селезенке от стандартной системы микроциркуляции в других органах [2,3].
Первое, красная пульпа селезенки имеет особый, специализированный тип микрососуда - венозные синусы. Синусы селезенки не являются венозными капиллярами, а дополняют капилляры. Для синусов, в отличие от капилляров, характерно наличие промежутков между эндотелиальными клетками и анастомозирующими кольцами базальной мембраны. Эти промежутки достаточно большие, что позволяет клеткам крови проникать снаружи из окружающей паренхимы в просвет синусов. Синусы красной пульпы селезенки, как и венозные капилляры, являются начальной частью венозной системы селезенки, переходя в пульпарные и трабекулярные венулы.
Второе, селезеночные тяжи красной пульпы (тяжи Бильрота) образуют многочисленные открытые пространства ограниченные фибробластами, покрывающими коллагеновые волокна и другие компоненты внеклеточного матрикса.
Эти пространства не выстланы эпителиальными клетками и содержат большое количество клеток крови (эритроцитов и лейкоцитов). Кроме того, в селезеночных тяжах имеется сеть артериол и капилляров содержащих эндотелиальные клетки. По-видимому, селезеночные тяжи создают каркас для открытого типа микроциркуляции. Насколько связана и связана ли вообще сеть артериол и капилляров селезеночных тяжей с венозными синусами у людей окончательно не установлено.
Мнения различных исследователей относительно преимущественного типа микроциркуляции в селезенке человека значительно расходятся вплоть до прямо противоположных утверждений. Так, некоторые исследователи полагают, что большая часть крови проходит через открытый компонент микроциркуляторного русла [1]. Тогда как другие считают, что закрытый тип кровообращения в селезенке составляет 80-90% кровотока [4].
Очевидно, что для выявления капилляров с открытыми концами необходимо было проследить эндотелий капилляров на достаточно длительном протяжении, что не возможно без маркировки их моноклональными антителами. В этой связи, для исследований микроциркуляторного звена различных органов в норме были предложены маркеры, предназначенные для выявления различных опухолей, так как клетки опухолей экспрессируют хотя бы один из маркеров сосудистой дифференцировки [5-7]. Исходя из этого, нами был проведен сравнительный анализ различных маркеров, для выявления эндотелия капилляров красной пульпы селезенки человека, в норме. Было установлено, что наиболее высокоспецифичным маркером для морфологического исследования микроциркуляторного русла селезенки человека в норме является маркер ERG [8].
Результаты проведенного нами исследования показали, что основной ток крови в микроциркуляторном звене красной пульпы селезенки человека осуществляется по закрытому типу, что согласуется с данными P. Buffet et all. [4] и не подтверждают мнение B. Stainiger et al. [1], о преимущественном открытом типе микроциркуляции крови в селезенке человека.
Заключение. Морфология селезенки человека и лабораторных животных имеют существенные структурно-функциональные отличия как лимфоидного, так и сосудистого компартментов и в этой связи экстраполировать на человека данные экспериментальных исследований на животных можно лишь с учетом этих различий.
Не смотря на большое количество исследований по структурно-функциональной организации селезенки, остается не решенным окончательно вопрос о типе микроциркуляции в селезенке человека и до сих пор прямая связь между капиллярами и венозными синусами убедительно не продемонстрирована.
Применение маркеров сосудистой дифференцировки для выявления различных опухолей с экспрессией их в эндотелиальных клетках позволяет четко выявлять капилляры с открытыми концами в нормальной селезенке человека.
Морфометрия и количественный анализ показал, что в нормальной селезенке человека присутствуют два типа микроциркуляции - открытого и закрытого типа, причем закрытый тип значительно преобладает над открытым типом.
Список литературы
1. Stainiger B., Pfeffer H., Guthe M. Exploring human splenic red pulp vasculature in birtual reality: details of sheathed capillaries and open capillary network //Histochemistry and Cell Biology. - 2021. - V. 155. - P. 341-354.
2. Stainiger B., Bette M., Schwarzbach H. The open microcirculation in human spleens: a three-demensional approach // J Histochem Cytochem. - 2011. - V. 59. - Р. 639-648.
3. Buffet P., Safeukui I., Deplaine G. The pathogenesis of malaria in humans: insights from splenic physiology //Blood. - 2011. - V. 117. - Р. 381-392.
4. Stainiger B., Wilhelmi V., BertholdM. Locating human splenic capillary sheaths in virtual realiy//Sci Rep. -2018. -https://doi. org/10/1038/s41598-018-34105-3.
5. Splenic angiosarcoma: a clinicopathologic and immunophenotypic study of 28 cases / Neuhauser T., Derringer G., Thompson L. et all. //Mod Pathol. - 2000. Vol. 13 (9). - P. 978-987.
6. Молекулярные маркеры в прогнозировании биохимического ридива рака предстательной железы после радикального хирургического лечения / Григоренко В.Н., Романенко А.М., Базалицкая С.В. и др. // Онкология. - 2014. № 6. - С. 32-36.
7. ERG and FL11 are useful immunohistochemical markers in phosphaturic mesenchymal tumors /Tajima S., Takshi Y., Fukumoto S. Fukuymata M. //MedMolMophol. - 2016. - Vol. 49 (4). - P. 203-209.
8. Моноклональные антитела в исследовании сосудистого компартмента селезенки человека/Досаев Т.М., Ахмад Н.С., Шакенов Б.Ш. и др. //ВестникКазНМУ. - 2021. - № 4. - С. 116-122 [Monoklonal'nye antitela v issledovanii sosudistogo kompartmenta selezenki cheloveka / Dosaev T.M., Ahmad N.S., Shakenov B.Sh. i dr. //Vestnik KazNMU. - 2021. - № 4. - S. 116-122].
