CC BY
10
УДК 611.018.061
УЛЬТРАСТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ГЛАДКИХ МЫШЕЧНЫХ КЛЕТОК ГРУДНОГО ПРОТОКА
КРЫСЫ
Ю.Б.Корепанова, Г.В.Шумихина, И.В.Титова, Т.Г.Глушкова, А.Ю.Осетрова
ULTRASTRUCTURAL ORGANIZATION OF SMOOTH MUSCLE CELLS OF THE RAT THORACIC
DUCT
Yu.B.Korepanova, G.V.ShumiKhina, T.G.Glushkovа, LV.Titova, A.Yu.Osetrova
Ижевская государственная медицинская академия, histolog@igma.udm.ru
Гладкая мышечная ткань представляет собой один из основных тканевых компонентов, обеспечивающих процессы эффективного транспорта лимфы в грудном протоке. Проведенное электронно-микроскопическое исследование дефинитивной гладкой мышечной ткани лимфангионов грудного протока белых лабораторных крыс выявило гладкие мышечные клетки, характеризующиеся различным уровнем электронной плотности цитоплазмы. В мышечном пласте идентифицировались «темные» и «светлые» клетки, которые представляли собой дифференцированные гладкие миоциты, находящиеся на разных фазах функциональной активности. В темных клетках филаменты располагались параллельно друг другу и были ориентированы вдоль длинной оси клетки. Для светлых миоцитов было характерным наличие кортикальной зоны, свободной от филаментов, беспорядочная их ориентация в цитоплазме и значительное количество кортикальных везикул. Их мембраны взаимодействовали друг с другом посредством многочисленных контактов, обеспечивающих как тесную механическую, так и функциональную взаимосвязь. Одновременно с темными и светлыми гладкими миоцитами наблюдались клетки с развитым синтетическим аппаратом. В данных гладких мышечных клетках количество миофиламентов было меньшим, определялась развитая гранулярная эндоплазматическая сеть с расширенными цистернами, большое количество полисом, отдельные вакуоли. Таким образом, ультраструктурный анализ гладкой мышечной ткани лимфангионов грудного протока крысы свидетельствовал о гетероморфии гладкомышечных клеток.
Ключевые слова: гладкий миоцит, грудной проток, электронная микроскопия
Smooth muscle tissue is one of the main tissue components that ensure the effective transport of lymph in the thoracic duct. The electron microscopic study of the definitive smooth muscle tissue of lymphangions of the rats' thoracic duct revealed smooth muscle cells characterized by different levels of cytoplasmic electron density. In the muscle layer, "dark" and "light" cells were identified, which were differentiated smooth myocytes located at different phases of functional activity. In dark cells, filaments are oriented parallel to the long axis of the cell. Light myocytes are characterized by cortical zone free of filaments, their disordered orientation in the cytoplasm and a significant number of cortical vesicles. Their membranes interacted with each other through numerous contacts, providing both a close mechanical and functional relationship. Simultaneously with dark and light smooth myocytes, cells with developed synthetic apparatus were observed. In these smooth muscle cells the number of microfilaments was smaller, a well-developed granular endoplasmic reticulum with dilated cisterns was found, a large number of polysomes, single vacuoles. Thus, ultrastructural analysis of smooth muscle tissue of rat thoracic duct lymphangions testified to heteromorphism of smooth muscle cells. Keywords: smooth muscle cell, thoracic duct, electronic microscopy
Моторная функция — одна из важнейших функций лимфангиона, обеспечивающая транспорт лимфы в лимфатических сосудах. Сокращения лимфангионов инициируются деятельностью гладких мышечных клеток (ГМК) его стенки. Литературные данные свидетельствуют о сложной структуре и неоднородности клеточной популяции гладкой мышечной ткани, входящей в состав стенки кровеносных и лимфатических сосудов [1, 2] и висцеральных органов [3, 4]. Однако вопрос о характере морфофунк-циональных механизмов, обеспечивающих работу лимфангионов, остается открытым. В работе было проведено исследование ультраструктуры гладких мышечных клеток лимфангионов грудного протока крысы и изучены мио-миоцитарные контакты.
Материал и методы исследования. В процессе исследования анализировали гладкую мышечную ткань (ГМТ) грудного протока беспородных белых крыс-самцов в физиологических условиях. Материал
для электронной микроскопии фиксировали в 2,5% растворе глютарового альдегида на 0,1 М фосфатном буфере с рН 7,2—7,4 в течение 2 часов и последующей фиксацией в течение 1 часа в растворе 1% тет-раокиси осмия при t 5°С. Кусочки промывали в буфере, обезвоживали в спиртах с контрастированием в 70% спирте и 1% уранилацетатом в течение 12 часов. Заливали в смесь эпон-аралдита, получали серийные полутонкие срезы толщиной 1—2 мкм, которые окрашивали 1% раствором метиленового синего. После идентификации необходимых объектов блоки затачивали и прицельные ультратонкие срезы готовили на ультратоме ККВ-3, контрастировали в 2,5% растворе уранилацетата и 0,3% растворе цитрата свинца по Рейнольдсу. Просматривали в электронных микроскопах ШМ-100 СХ.
Результаты исследования и их обсуждение. Гладкие мышечные клетки в области мышечной манжетки грудного протока крысы были объединены
Рис. 1. Гладкомышечная клетка стенки лимфангиона грудного
рии, МФ — миофиламенты, ПТ -
в кластеры и располагались в один или несколько слоев с различной ориентацией пучков ГМК. Причем пологоспиральные кластеры ГМК располагались преимущественно в субэндотелиальном слое мышечной манжетки, а в наружных слоях межклапанных сегментов преобладали мышечные пучки, ориентированные по крутой спирали. Ультраструктура гладких миоцитов грудного протока характеризовалась типичной для ГМТ висцеральных органов и сосудов организацией контрактильного и синтетического аппарата. При электронно-микроскопическом исследовании были выявлены миоциты разнообразных форм. Одни из них имели вытянутую, веретеновидную форму, характеризовались ровными контурами. Другие были с многочисленными отростками, которые проникали в наружный и внутренний слои лимфан-гиона. В кариоплазме локализовался в основном мелкодисперсный эухроматин, под кариолеммой были расположены глыбки гетерохроматина. Гранулярная эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи и митохондрии были сконцентрированы у полюсов ядер. Цитоплазматическая мембрана ГМК имела многочисленные выпячивания — кавеолы. Основной объем цитоплазмы гладких миоцитов грудного протока был заполнен контрактильными элементами, представленными многочисленными миофиламентами, ориентированными вдоль оси клетки. Миофиламенты были интегрированы с системой плотных телец (рис. 1).
В межклеточном веществе были локализованы коллагеновые и эластические волокна. Растяжение стенки лимфатических сосудов определяется соотношением и ориентацией ГМК, эластических и кол-лагеновых волокон [5]. В формировании растяжимости мышечной манжетки лимфангиона основная роль принадлежит именно ГМК, поскольку коллагеновые
протока. ГМК — гладкая мышечная клетка, М - митохонд-— плотные тельца, ув. 10000
волокна, имея складчатость, не вносят существенного вклада в формировании напряжения в мышечной манжетке при физиологическом уровне трансмураль-ного давления, а по мере увеличения давления сопротивление растяжению оказывают эластические волокна [5].
В составе мышечного пласта стенки грудного протока выявлялись миоциты с различным уровнем плотности цитоплазмы, темные и светлые (рис. 2). По литературным данным, различная электронная плотность цитоплазмы обусловлена разным уровнем функциональной активности контрактильного аппарата. В темных клетках миофиламенты располагались паралелльно друг другу и были направлены вдоль оси миоцита. В светлых гладкомышечных клетках кон-трактильный аппарат был расположен более рыхло и беспорядочно, определялась кортикальная зона, свободная от миофиламентов. Мембраны светлых и темных ГМК взаимодействовали между собой в составе мышечной ткани лимфангионов грудного протока, формируя многочисленные контакты, которые обеспечивали как механическую (десмосомы), так и функциональную взаимосвязи (нексусы). И светлые, и темные ГМК обладают высоким уровнем дифференциации, что не дает возможности рассматривать их как разновидность камбия, и позволяет их считать как зрелые ГМК, находящиеся в различной фазе функциональной активности. При этом предполагается, что в процесс активной контакции вовлекаются не все клетки. Одни из них, светлые, находятся в состоянии «пассивного» сокращения [4] и служат функциональным резервом ткани. Взаимная трансформация темных и светлых ГМК возможна и обусловлена функциональными потребностями, которые реализуются на уровне тканевой регуляции [4].
Рис. 3. Мио-миоцитарный контакт Ц). Контакт отростками ГМК по типу инвагинации. ГМК -
отросток ГМК, М — митохондрии, ув. 10000
гладкая мышечная клетка, О -
Наряду с сократительными ГМК встречались единичные гладкомышечные клетки, характеризующиеся высоким уровнем развития синтетического аппарата. В этих клетках, встречающихся реже, количество миофиламентов меньше, чем в сократительных ГМК, определяется хорошо развитая гранулярная эндоплазматическая сеть с расширенными цистернами, большое количество полисом, отдельные вакуоли. «Синтетический» тип ГМК описан в
стенке кровеносных [1] и лимфатических сосудов [5]. Известно, что синтетическая функция является наиболее характерной для малодифференцирован-ных ГМК [3].
Наиболее часто встречающимся видом взаимодействий являлись контакты между отростками мио-цитов и между отростком и боковой поверхностью ГМК, что является необходимым условием, обеспечивающим координированную деятельность ГМТ для
реализации моторной функции лимфангионов грудного протока.
В области тесного сближения плазмалемм отсутствовала базальная мембрана и встречались различные типы специализированных соединений. Одним из распространенных контактов между ГМК являлась инвагинация, в которой принимали участие либо отростки миоцитов, либо отросток одного мио-цита и тело другого (рис. 3).
Реже встречались щелевидные или нексус контакты. Данные контакты характеризовались близким расположением контактирующих поверхностей. Расстояние в зоне контакта составляет от 4 до 6 нм, в межмембранных щелях различной протяженности располагался сплошной слой электронно-плотного материала, в котором идентифицировались глобулярные элементы.
В области боковых контактов мембран гладких миоцитов встречались контакты по типу «промежуточного соединения» [8]. Прикрепительные полосы соседних клеток располагались параллельно, промежуток между клетками составлял 40—50 нм, а протяженность профилей варьировала в значительных пределах в зависимости от длины прикрепительных полос. В межмембранном пространстве определялся слой вещества слабой электронной плотности, который представлял собой продолжение базальной мембраны.
Таким образом, ультраструктурный анализ гладкой мышечной ткани грудного протока крысы свидетельствовал о гетероморфии гладких мышечных клеток его лимфангионов и тесном взаимодействии клеток друг с другом посредством многочисленных контактов.
1. Зашихин А.Л., Агафонов Ю.В. К вопросу о фенотипиче-ских различиях гладких миоцитов, входящих в состав висцеральной и сосудистой гладкой мышечной ткани // Вопросы морфологии XXI века. 2010. Вып. 2. С. 134-138.
2. Корепанова Ю.Б. и др. Структурно-метаболический анализ гладкой мышечной ткани лимфангионов грудного протока крысы // Труды ИГМА. 2017. Т. 55. С. 14-16.
3. Зашихин А.Л., Селин Я. Висцеральная гладкая мышечная ткань. Архангельск: Изд. центр СГМУ, 2001. С. 58-98.
4. Зашихин А.Л., Селин Я., Агафонов Ю.В. Структурно-функциональная организация темных и светлых миоци-тов в составе мускулатуры висцеральных органов //
Морфология. 2004. Т. 126. № 5. С. 41-45.
5. Лобов Г.И., Орлов Р.С. Клеточные механизмы регуляции транспорта лимфы // Росс. физиол. журнал им. И.М.Сеченова. 1995. Т. 81. № 6. С. 19-29.
6. Зашихин А.Л., Агафонов Ю.В., Селин Я., Болдуев В.А. Ультраструктурная организация гладких миоцитов мелких внеорганных лимфатических сосудов человека // Морфология. 2001. № 3. С. 65-69.
7. Башилова Е.Н., Зашихин А.Л., Агафонов Ю.В. К вопросу о клеточных механизмах реактивности гладкой мышечной ткани некоторых висцеральных органов // Экология человека. 2014. № 11. С. 20-25.
8. Gabella G. Structural apparatus for force transmission in smooth muscle // Physiological Rev. 1984. Vol. 64. № 3. Р. 455-467.
References
1. Zashikhin A.L., Agafonov Yu.V. K voprosu o fenotipicheskikh razlichiyakh gladkikh miotsitov, vkhodyashchikh v sostav vistseral'noy i sosudistoy gladkoy myshechnoy tkani [n the issue of phenotypic differences of smooth myocytes that are part of visceral and vascular smooth muscle tissue]. Voprosy morfologii XXI veka, 2010, iss. 2, pp. 134-138.
2. Korepanova Yu.B. et al. Strukturno-metabolicheskiy analiz gladkoy myshechnoy tkani limfangionov grudnogo protoka krysy [Structural-metabolic analysis of the smooth muscle tissue of lymphangions of the rat' thoracic duct]. Trudy IGMA, 2017, vol. 55, pp. 14-16.
3. Zashikhin A.L., Selin Ya. Vistseral'naya gladkaya myshechnaya tkan' [Visceral smooth muscle tissue]. Arkhangelsk, 2001, pp. 58-98.
4. Zashikhin A.L., Selin Ya., Agafonov Yu.V. Strukturno-funktsional'naya organizatsiya temnykh i svetlykh miotsitov v sostave muskulatury vistseral'nykh organov [Structural and functional organization of dark and light myocytes in the musculature of visceral organs]. Morfologiya, 2004, vol. 126, no. 5, pp. 41-45.
5. Lobov G.I., Orlov R.S. Kletochnye mekhanizmy regulyatsii transporta limfy [Cellular mechanisms of regulation of lymphatic transport]. Ross. fiziol. zhurnal im. I.M.Sechenova, 1995, vol. 81, no. 6, pp. 19-29.
6. Zashikhin A.L., Agafonov Yu.V., Selin Ya., Bolduev V.A. Ul'trastrukturnaya organizatsiya gladkikh miotsitov melkikh vneorgannykh limfaticheskikh sosudov cheloveka [Ultrastructural organization of smooth myocytes of small extraorgan human lymphatic vessels]. Morfologiya, 2001, no. 3, pp. 65-69.
7. Bashilova E.N., Zashikhin A.L., Agafonov Yu.V. K voprosu o kletochnykh mekhanizmakh reaktivnosti gladkoy myshechnoy tkani nekotorykh vistseral'nykh organov [On the issue of cellular mechanisms of reactivity of smooth muscle tissue of some visceral organs]. Ehkologiya cheloveka, 2014, no. 11, pp. 20-25.
8. Gabella G. Structural apparatus for force transmission in smooth muscle. Physiological Rev., 1984, vol. 64, no. 3, pp. 455-467.
