CC BY
72011, том 1, №№ 2 (2) УДК 611-018:611.37
крымский журнал экспериментальной и клинической медицины
© В.А. Королев, Л.С. Георгиевская, Ю.П. Апухтин, 2011.
ТЕМПЫ ДИФФЕРЕНЦИРОВКИ ЭПИТЕЛИАЛЬНЫХ И МЕЗЕНХИМНЫХ ПРОИЗВОДНЫХ ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ У РАННИХ ЗАРОДЫШЕЙ ЧЕЛОВЕКА
В. А. Королев, Л. С. Георгиевская, Ю. П. Апухтин
Кафедра медицинской биологии (зав. - проф. К. Л. Лазарев);
Кафедра гистологии, цитологии и эмбриологии (зав. - проф. Е. Ю. Шаповалова); ГУ «Крымский государственный медицинский университет имени С.И. Георгиевского», г. Симферополь.
SPEED OF DIFFERENTIATION OF PANCREAS EPITHELIUM AND MESENCHYME DERIVATIVES IN HUMAN
EARLY FETUSES V. A. Korolyov, L. S. Georgiyevskaya, Yu. P. Apuhtin
SUMMARY
In 122 human embryos in the age from 21 day to 12 weeks of the intrauterina development, which includes stage X - XXIII and beginning of the fetal period by classification of Carnegie institute, differentiation speed and organic individual formation of epithelium and mesenchyme derivatives of pancreas have been studed. Accounting the statistic criterions and the two- factual analysis karyometric data were studed. There are an essential differences in the age of differentiation stages in epithelium and mesenchyme derivatives of pancreas. 50 - 57 days and 10 - 11 weeks are the most important in the pancreas embryogenesis.
ТЕМПИ ДИФЕРЕНЦИРУВАННЯ СП1ТЕЛ1АЛЬНИХ ТА МЕЗЕНХ1МНИХ ПОХ1ДНИХ П1ДШЛУНКОВО1 ЗАЛОЗИ У
РАНН1Х ЗАРОДК1В ЛЮДИНИ В. О. Корольов, Л. С. Георпевськая, Ю. П. Апухтш
РЕЗЮМЕ
У 122 ембрюжв людини у Bi^ вщ 21 доби до 12 тижыв внутршньоутробного розвитку, включаючих Х - XXIII стад^ та початок плщного перюду за класифка^ею шститута Карнеп вивчен темп диференцировки та органы особливост пстогенезу епiтелiальних та мезенхiмних похщних пщшлунково'Т залози. Карюметричш дан опрацьоваш за допомогою статистичних критерпв та двофакторного дисперсюнного аналiза та стввщнесеж з результатами пст^мм. Виявлено наявнють рiзницi у темпах диференцирування рiзних епiтелiальних та мезенхiмних похiдних. 50 - 57 доби та 10 - 11 тижш найбтьш важливi для ембрюгенеза залози.
Ключевые слова: эмбриогенез человека, поджелудочная железа, кариометрия.
В основе эмбрионального гистогенеза лежит начинающаяся с самых ранних стадий эмбриогенеза клеточная дифференцировка [5, 9]. В результате тканевой дифференцировки эмбриональных зачатков возникают все многообразие тканей разных органов. Дифференциация не один из периодов развития, а качественная основа всего процесса развития в целом [6]. Всякая дифференциация сопровождается определенными изменениями, которые нельзя назвать составляющими существо процесса, но которые могут облегчить общую характеристику в качестве его критериев или симптомов [6].
По данным литературы известно, что изменение размеров ядер клеток может служить общим критерием степени и протекания дивергентной дифферен-цировки для всего клеточного материала эмбриональных зачатков тканей [8, 5, 6, 4, 10] и для оценки диф-ференцировки тканей ранних зародышей человека [11, 1, 2, 3]. Закладка и становление эпителиальных и мезенхимных производных поджелудочной железы у человека представляет собой результат дивергент-
ной дифференцировки первично 3 - 4 рядного призматического эпителия, выстилающего просвет средней кишки зародыша, и окружающей среднюю кишку однородной мезенхимы, в основе которой лежит уменьшение средних диаметров ядер составляющих их клеток [12]. Однако в доступной литературе отсутствуют исследования, описывающие закономерности этого процесса.
Цель нашего исследования - выявить периоды наиболее важных тканевых преобразований эпителиальных и мезенхимных производных поджелудочной железы с помощью морфометрии с последующей статистической обработкой в ходе становления ее органной генетически детерминированной специфичности у зародышей человека, развивавшихся в матке при отсутствии явно выраженных отрицательных воздействий внешней среды.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Результаты работы базируются на 122 зародышах человека в возрасте от 21 суток до 12 недель внутриутробного развития. Это дало возможность изу-
О Р И Г И Н А Л Ь Н Ы Е С Т А Т Ь И
чить зародыши человека на стадиях последовательно от раннего периода нервного желобка до начала дефинитивного плодного периода, что соответствует уровням развития по Стритеру от Х до ХХШ и началу плодного периода и стадиям, принятым сейчас в Институте Карнеги от 9 до 23. Кариометричес-кие исследования клеток эпителия, мезенхимы и эмбриональной соединительной ткани проведены в срезах, окрашенных гематоксилином и эозином в условных единицах (1 условная единица равна 0,416 мкм). Статистическая обработка вариационных рядов включала критерии проверки статистических гипотез (критерии Колмогорова - Смирнова и Стью-дента), двухфакторный дисперсионный анализ и проводилась в электронных таблицах Microsoft Office Excel 2007.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Закладка и формирование поджелудочной железы у человека осуществляется как результат дивергентной дифференцировки первично 3 - 4 рядного призматического эпителия, выстилающего просвет средней кишки зародыша 21 суток (1,4 мм длины), и окружающей среднюю кишку однородной мезенхимы в различные их производные. Прослежены средние диаметры и объемы ядер клеток, прилежащих к базальной мембране, в процессе преобразования 3 -4 рядного призматического эпителия, выстилающего просвет средней кишки (зародыши 21 суток, 1,4 мм длины) вначале в эпителий центрального выводного протока дорзальной закладки (зародыши 24 суток, 3,2 мм длины), потом в эпителий ответвлений выводных протоков I - II порядков (зародыши 38 суток, 9мм длины - зародыши 12 недель, 70 мм длины), а затем, после слияния закладок, в эпителий выводных протоков III - IV порядков (зародыши 45 суток, 16 мм длины - зародыши 12 недель, 70 мм длины). Те же параметры исследовали во время закономерного преобразования однородной мезенхимы туловища (зародыши 21 суток, 1,4 мм длины) в уплотненные мезенхимные комплексы и эмбриональную соединительную ткань вокруг формирующихся выводных протоков I - IV порядков (зародыши 24 суток, 3,2 мм длины - зародыши 12 недель, 70 мм длины).
Дифференцировка клеток может характеризоваться таким признаком (не составляющим ее существа, но сопутствующим ей), как изменение размеров ядер клеток с увеличением возраста зародышей. Поэтому на основе динамики кариометрических показателей можно определить темп дифференци-ровки изученных закладок. Для анализа темпа гистогенеза поджелудочной железы применялось сравнение кариометрических выборок из популяций клеток с помощью критериев Стьюдента и Колмогорова - Смирнова. Для определения сроков появления существенных различий в структурной организации тканей одного типа сравнения проведены попарно между вариационными рядами средних диаметров
ядер клеток, прилежащих к базальной мембране, в пределах одной и той же закладки между соседними возрастами. Признаки дифференцировки, демонстрирующиеся неоднородностью выборок, во всех изученных эпителиях обнаружены в ряде временных точек: у зародышей в возрасте 24 суток (3,2 мм длины), 43 суток (14 мм длины), 50 суток (21 мм длины). Максимальный темп выявлен в возрасте 10 недель (зародыши 45 мм длины). В мезенхиме и эмбриональной соединительной ткани неоднородность выборок преобладает у зародышей в возрасте 24 суток (3,2 мм длины), 50 суток (21 мм длины) и после 57 суток (27 мм длины), достигая максимальных значенией к 11 -ти неделям (зародыши 56 мм длины). До 50 суток (зародыши 21 мм длины) темпы дифференцировки эпителия несколько выше, чем мезенхимы, проявляясь неоднородностью выборок в эпителиальных закладках чаще, чем в мезенхимных.
С помощью двухфакторного дисперсионного анализа изучено совместное влияние на кариомет-рическую характеристику развивающегося эпителия и мезенхимы поджелудочной железы увеличения возраста зародышей и появление новых видов их в процессе дифференцировки в период эмбриогенеза от 37 суток (зародыши 9 мм длины) до 12 недель (зародыши 70 мм длины). Получено, что существенных различий в размерах ядер клеток в целом по эпителию, мезенхиме и эмбриональной соединительной ткани нет. Более существенны различия в размерах ядер клеток внутри возраста между различными разновидностями эпителиев, мезенхимы и эмбриональной соединительной ткани по сравнению с их изменениями между возрастами. Исключение составляет возраст 50 - 57 суток (зародыши 21 - 27 мм длины) и 10 - 11 недель (зародыши 45 - 56 мм длины). Видимо, указанные моменты являются наиболее важными в ходе дифференцировки эпителиальных и мезен-химных производных поджелудочной железы.
ВЫВОДЫ
1. Развитие поджелудочной железы у человека происходит неравномерно. Существуют отличия в сроках наступления этапов дифференцировки эпителиальных и мезенхимных производных железы. Можно выделить периоды наиболее резких переходов в процессе эмбрионального гистогенеза.
2. По кариометрическим данным с последующей статистической обработкой, отражающим внутреннюю перестройку ядра, управляющего синтетическими процессами в клетке, конец второго месяца и середина третьего месяца эмбриогенеза являются наиболее важными в развитии эпителиальных и ме-зенхимных производных поджелудочной железы.
Перспективы дальнейших исследований. Изучение особенностей нормального эмбриогенеза поджелудочной железы на основе методов количественного и статистического анализа поможет вскрыть
2011, том 1, № 2 (2)
крымскии журнал экспериментальной и клиническои медицины
закономерности нормального развития этого органов, что важно для сравнительной оценки гистогенеза при выращивании железы из стволовой клетки.
ЛИТЕРАТУРА
1. Брусиловский А. И. Количественные подходы к оценке темпов дифференцировки и морфо - функциональных особенностей плаценты / А. И. Брусиловский // Эволюция темпов индивидуального развития животных. - М., 1977. - С. 95 - 102.
2. Брусиловский А. И. Динамика кариометрических характеристик в эмбриональном гистогенезе вспомогательного аппарата глаза у человека / А. И. Брусиловский, Е. Ю. Шаповалова // Архив АГЭ. - 1989. - №> 7. - С. 32 - 39.
3. Шапкина А. В. Регенерация эпителия поджелудочной железы при органном культивировании / А. В. Шапкина, В. Ф. Иванова // Архив анат. - 1986. -№8. - С. 47-54.
4. Милованов А. П. Внутриутробное развитие человека / А. П. Милованов, С. В. Савельева. - Москва, 2006. - 382 с.
5. Клишов А.А. Гистогенез и регенерация тканей / А. А. Клишов. - Л.: Медицина, 1984. - 232 с.
6. Кнорре А. Г. Эмбриональный гистогенез (морфологические очерки) / А. Г. Кнорре. - Л.: Медицина, 1971. - 432 с.
7. Мажуга П. М. Некоторые закономерности
клеточной дифференцировки в производных мезенхимы / П. М. Мажуга // Дифференцировка клеток в гисто-и органогенезах. - Киев: Наукова думка, 1975. - С. 15 - 19.
8. Хесин Я. Е. Размеры ядер и функциональное состояние клетки /Я. Е. Хесин. - М.: Медицина, 1967. - 424 с.
9. Круцяк В. М. Ембрiотопографiчнi особливосп внутршшх оргашв в онтогенезi людини / Круцяк В. М. / /Акт. питання морфол.: Фахове видання наук. праць II Нац. конгр. АГ£Т; Луганськ, 16-19 вер., 1998 р. - Лу-ганськ. - 1998. - С. 114.
10. Кокошук Г. I. Особливосп раншх етатв ембрю-генезу шдшлунково! залози людини / Г. I. Кокошук, В. М. Круцяк, Г. М. Черткова // Пстолопя як науково-практичний базис, щдготовки медичних кадив: Сб. наук. робгг ювелейних читань, присвеячених 130^ччю ка-федри пстологи, цитологи та ембрiологii ХД1. - Харюв, 1997. - С.71-74.
11. Шаповалов Ю. Н. Кариометрическое исследование развивающихся тканей в раннем онтогенезе человека / Ю. Н. Шаповалов, А. И. Брусиловский // Вопросы акушерства и гинекологии. - Симферополь: Тр. Крым. мед. ин - та. - 1961. - Т. 32. - С. 27 - 32.
12. Шаповалова Е. Ю. К вопросу о динамике кариометрических характеристик в раннем гистогенезе поджелудочной железы у человека / Е. Ю. Шаповалова, Б. В. Троценко, Т. И. Забашта // Украшський медичний альманах. - 1998. - №> 3. - С. 171 - 172.
