Розвиток міжтканинних відносин в серці щурів в ранньому онтогенезі

Размещено на http://www.allbest.ru/

ХАРКIВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

УДК 611.127+591.412].018.63]:612.015.013

РОЗВИТОК МІЖТКАНИННИХ ВІДНОСИН В СЕРЦІ ЩУРІВ В РАННЬОМУ ОНТОГЕНЕЗІ

14.03.01 - нормальна анатомія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата медичних наук

Черняк Олександр Володимирович

Харків-1998

Анотація

Машталір М.А. Розвиток міжтканинних відносин в серці щурів в ранньому онтогенезі.- Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук за спеціальністю 14.03.01 - нормальна анатомія.- Харківський державний медичний університет, Харків, 1998.

Дисертація присвячена питанням формування взаємодій між різними тканинними компонентами в складі міокарда лівого шлуночка серця щура. У роботі виявлений чіткий взаємозв'язок між якісними виявами диференціювання сполучної тканини, рівнем енергетичного метаболізма і кількісними структурними характеристиками міокарда. Визначені типи міжтканинних взаємовідносин в серці щура й установлені хронологічні рамки їх реалізації. З'ясована роль рецепторів клітинної поверхні кардіоміоцитів до лектинів PNA і UeA. Запропоноване в роботі поєднання кількісних морфологічних та гістохімічних методів надає можливість більш глибокого аналіза міжтканинних взаємовідносин в різних органах і тканинах.

Ключові слова: серце, лівий шлуночок, онтогенез, кардіоміоцити, сполучна тканина, гемокапіляри.

Аннотация

Машталир М.А. Развитие межтканевых отношений в сердце крыс в раннем онтогенезе.- Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук по специальности 14.03.01 - нормальная анатомия.- Харьковский государственный медицинский университет, Харьков, 1998.

Диссертация посвящена вопросам формирования взаимодействий между различными тканевыми компонентами в составе миокарда левого желудочка сердца крысы. В работе выявлена отчетливая взаимосвязь между качественными проявлениями дифференцировки соединительной ткани, уровнем энергетического метаболизма и количественными структурными характеристиками миокарда. Определены типы межтканевых взаимоотношений в сердце крысы и установлены хронологические рамки их реализации. Выяснена роль рецепторов клеточной поверхности кардиомиоцитов к лектинам PNA и UeA. Предложенное в работе сочетание количественных морфологических и гистохимических методов предоставляет возможность более глубокого анализа межтканевых взаимоотношений в разных органах и тканях.

Ключевые слова: сердце, левый желудочек, онтогенез, кардиомиоциты, соединительная ткань, гемокапилляры.

Annotation

Mashtalir M.A. Intertissue relationship's development on rat heart in early ontogenesis.- Manuscript.

Thesis for a candidate's degree by speciality 14.03.01 - normal anatomy.- Kharkov State Medical University, Kharkov, 1998.

The dissertation is devoted to some aspects of relationship's formation between different tissue components in left ventricular myocardium of rat heart. There is established the clear connection between differentiation of connective tissue, energetic metabolism and quantitative characteristics of myocardial structure. There are determined the types of intertissue relationship on rat heart and chronology of their realization. The role of myocyte surface receptors to PNA and UeA lectins is elucidated. Suggested complex of quantitative morphological and histochemical methods give a possibility to analyse deeper the intertissue relationship in different organs and tissues.

Key words: heart, left ventriculum, ontogenesis, cardiac myocytes, connective tissue, haemocapillaries.

міокард щур серце метаболізм

1. Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Подальше поглиблення уявлень про розвиток і функціонування серця неможливе без постійної притоки експериментальних даних і розширення знань про структурно-функціональні закономірності кардіогенеза. Їх виявлення і аналіз є важливою проблемою сучасної біології й медицини.

Давно оформлена думка про міокард як про багатотканинну систему, що містить кардіоміоцити, сполучну тканину, судинний ендотелій і нервові елементи, спричиняє собою необхідність деталізації і виділення особливостей міжтканинних взаємодій між цими структурними компонентами серцевої стінки.

Найбільш поширені в науковій літературі напрямки, що присвячені феноменологічній характеристиці кардіогенеза, описують цитодиференціювання скорочувальних кардіоміоцитів або розглядають морфологію сполучної тканини, мікроциркуляторного русла. З іншого боку, проведені численні дослідження, що дають лише кількісну оцінку структурних співвідношень між тканинними компонентами міокарда. Роботи, які з'явилися останнім часом, відображають молекулярно-біологічні особливості окремих клітинних популяцій міокарда, проте не формують загального уявлення про характер міжтканинних взаємодій в серці. Частково розв'язання проблеми міжтканинних взаємодій зв'язували з аналізом паренхіматозно-стромальних взаємовідносин, однак в цьому напрямку був розглянутий лише кількісний аспект питання.

Відомо, що позаклітинний матрикс відіграє важливу роль в реалізації міжклітинних і міжтканинних взаємодій в нормальному серці і при різних патологічних станах; проте дані про онтогенетичні перетворення складу аморфного компонента сполучної тканини на етапах диференціювання міокарда суперечливі і не повні.

Важливою умовою реалізації міжтканинних і міжклітинних взаємодій є участь рецепторного апарата клітинних мембран і глікокалікса. Використання лектинових міток дало змогу виявити особливості глікопротеінового складу цитомембран в ході розвитку серця, однак зазначений методичний підхід, який довів свою ефективність при вивченні патологічних станів, поки ще недостатньо використовується в теоретичній кардіології.

На наш погляд, в цей час лише комплексна оцінка полікомпонентної структурної системи міокарда в поєднанні з аналізом розвитку взаємозв'язків між різнорідними системними елементами здатна адекватно вирішити питання про формування міжтканинних взаємовідносин в міокарді на етапах кардіогенеза.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертація виконана у відповідності з планом наукових досліджень Дніпропетровської державної медичної академії і є складовою частиною наукової теми кафедри нормальної анатомії "Виявити закономірності становлення форми і топографії серця і структурної організації деяких компонентів серцевої стінки в онтогенезі людини і експериментальних тварин" (номер державної реєстрації 01910033713).

Мета і задачі дослідження.

Метою дослідження є визначення закономірностей формування міжтканинних взаємодій в серці щура на етапах онтогенеза.

Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити такі задачі:

1) вивчити морфологічні особливості формування строми серця, а також склад аморфного компонента сполучної тканини міокарда щурів на етапах індивідуального розвитку;

2) оцінити онтогенетичні особливості розподілення активності ферментів енергетичного і транскапілярного обміну у складі міокарда;

3) провести порівняльну кількісну оцінку структури дільниць міокарда з різними гістохімічними характеристиками в ході кардіогенеза;

4) виявити регіонарні особливості вмісту глікокон'югатів клітинних поверхонь в міокарді щурів за допомогою лектинів в онтогенетичному аспекті;

5) провести морфолого-математичний і зіставний аналіз отриманих результатів.

Наукова новизна дослідження. Завдяки паралельному використанню гістохімічних і стереологічних методик отримано ряд нових відомостей про структурно-функціональні особливості кардіогенеза. Вперше визначені типи міжтканинних взаємовідносин в серці щура і встановлені хронологічні рамки їх реалізації. Виявлений чіткий взаємозв'язок між якісними виявами диференціювання сполучної тканини, рівнем енергетичного обміну і кількісними структурними характеристиками міокарда. Проблема розглянута на декількох структурно-функціональних рівнях, що дозволило розширити уявлення про зв'язки між структурними параметрами різних дільниць міокарда з їх функціональною активністю.

Уперше визначена роль рецепторів клітинної поверхні кардіоміоцитів до лектинів PNA (маркера гістоструктурної зрілості) і UeA імаркера м'язово-судинних взаємовідносин). Запропоноване в роботі поєднання кількісних морфологічних і гістохімічних методів надає можливості більш глибокого аналіза міжтканинних взаємовідносин в різних органах і тканинах.

Основні положення, що виносяться на захист. Результати виконаних досліджень дозволили сформулювати такі положення, які виносяться на захист.

Формування міжтканинних взаємовідносин в міокарді лівого шлуночка серця щура протягом пренатального розвитку відбувається в два періоди. Складовими першого періода є існування чіткої зональності у складі сполучної тканини, наявність гістохімічних і структурних градієнтів в межах ендокард - епікард, зв'язок між гістохімічними й стереологічними характеристиками. В другому періоді спостерігається зниження структурно-функціональних градієнтів в міокарді лівого шлуночка і втрата гістохімічних і структурних відмінностей між зонами міокарда. Хронологічні рамки першого періода - 12-18-а доба пренатального онтогенеза щура; другого періода - з 18-ї доби до народження.

Протягом раннього постнатального розвитку відбувається формування дільничого принципу в міжтканинних взаємовідносинах (зрілого типа міжтканинних взаємодій). При цьому пучки м'язових волокон, в яких пригнічена ферментативна активність кардіоміоцитів і капілярів поєднується зі зниженою щільністю упаковки колагена і клітин сполучноі тканини та підвищеною кількістю позаклітинного матрикса, що містить низькосульфатовані хондроітин-4- і хондороітин-6-сульфати та гіалуронову кислоту. Пучки м'язових волокон іншого типу демонструють високу напруженість реакцій енергетичного метаболізму і транскапілярного обміну; при цьому їх навколишня колагенова сіть більш розвинена, а відносно менший об'єм позаклітинного матрикса представлений високосульфатованим дерматансульфатом.

В ембріогенезі і в постнатальному періоді функціональна активність міокарда івизначувана рівнем енергетичного і транскапілярного обміну) пов'язана з різним характером міжтканинних взаємодій. В ембріогенезі менш активні області (компактний міокард, субепікардіальна зона) відрізняються більш розвиненою гістоструктурою і більш "зрілим" складом позаклітинного матрикса (високий вміст дерматансульфата); функціонально активніші зони (трабекулярний міокард і субендокардіальна зона), що мають менші значення тканинних стереологічних параметрів, відрізняються складом позаклітинного матрикса, близьким до "ембріонального". У постнатальному періоді функціонально активні області мають в складі позаклітинного матрикса високий вміст високосульфатованих глікокозаміногліканів, а аморфний компонент сполучноі тканини зон з низькою активністю ферментів енергетичного обміну насичений гіалуроновою кислотою і низькосульфатованими глікозаміногліканами.

Придбання цитомембранами кардіоміоцитів подібних властивостей відносно кількості рецепторів до лектинів PNA і UeA співпадає з втратою неоднорідності гістохімічних і стереологічних характеристик міокарда, що свідчить про істотну участь поверхневих глікокон'югатів в формуванні міжтканинних взаємодій в ембріогенез). Рівномірне розподілення мітки вивчених лектинів в постнатальному розвитку відображає той факт, що клітинно-матриксні взаємодії, опосередковані глікопротеінами з кінцевими галактозою і фукозою, в цей період розвитку рівновиражені в усіх зонах і м'язових пучках лівошлуночкового міокарда.

Теоретичне та практичне значення роботи визначається можливістю використання отриманих результатів для більш глибокого розуміння процесів формування структурно-функціонального профілю серця в онтогенетичному розвитку. Зіставлення й математичний аналіз одержаних даних дають змогу по-новому висвітлити й кількісно оцінити процеси взаємодії між різними тканинними компонентами у складі серцевої стінки. Виявлені періоди в розвитку міжтканинних взаємовідношень та характеристика біологічного вмісту цих періодів будуть сприяти утворенню цілісного уявлення про механізми порушень адаптаційних реакцій серця, які опосередковані скорочувальними й сполучнотканинними елементами міокарда. Результати даного дослідження будуть корисними для кардіологів та дослідників в області прикладної морфології; вони також можуть бути використані в навчальному процесі для студентів медичних і біологічних спеціальностей.

Впровадження результатів власних досліджень. Результати представленого дослідження впроваджені в науковий процес та навчальну роботу медичних університетів Луганська, Львова, Сімферополя, Тернополя, Харкова, Буковинської та Дніпропетровської медичних академій.

Декларація конкретного особистого внеску дисертанта у розробку наукових результатів, що виносяться на захист. Вибір напрямку, обсягу дослідження, всі морфологічні види досліджень, математичний аналіз, розділи дисертаційної роботи, їх обговорення та висновки виконані автором самостійно.

Апробація результатів дисертації. Результати дослідження доповідались на підсумкових наукових конференціях молодих вчених ДДМА і1994-1998), на засіданнях Дніпропетровського обласного відділення Товариства Морфологів України (1996-1998), на I та II Національних конгресах морфологів України Івано-Франківськ, 1994; Луганськ, 1998), на ХVI Конгресі Польського анатомічного товариства Ольштин, 1993, на XIV Міжнародному конгресі морфологів Лісабон, 1994), на IX Європейському анатомічному конгресі та ряді вітчизняних наукових конференцій та симпозіумів Чернівці, 1994; Львів, 1995; Дніпропетровськ, 1996. Розроблений та впроваджений в практику науково-дослідної роботи "Спосіб визначення енергетичного метаболізму міокарда" (патент № 22444 А).

Публікації. Результати дисертації опубліковані в 19 друкованих роботах, в тому числі в 3 монографіях, 4 статтях у наукових журналах, матеріалах патенту на винахід.

2. Матеріали та методи дослідження

Матеріалом для дослідження були серця білих безпорідних щурів, яких отримували з віварію ДДМА і утримували в звичайних умовах. Ембріональний матеріал експериментальних тварин одержували в лабораторних умовах при використанні відповідних таблиць нормального розвитку. Усього було досліджено 864 об'єкти. Розподіл матеріалу за віковими групами представлений в таблиці 1.

Відповідно до мети і задач дослідження був використаний комплекс методів гістохімічного, гістоензимологічного, стереологічного і математичного аналізу.

При дослідженні вуглеводних компонентів протеогліканів сполучної тканини гістохімічні реакції проводили на кріостатних зрізах завтовшки 10 мкм, з яких потім готували напівтонкі зрізи завтовшки 1 мкм (пон-аралдіт; ловікрил) і використовували для стереологічного аналізу.

Виявлення вуглеводних компонентів протеогліканів проводили з використанням альцианового синього 8GX за Стідменом, толуідинового синього і гідроокису заліза (Luppa, 1980). Для гістохімічного контролю використовували обробку бактерійною та тестикулярною гіалуронідазою, метилювання з подальшим відновленням забарвлення омиленням.

Гістохімічне визначення локалізації кінцевих залишків і-L-фукози у вуглеводневому шарі мембран кардіоміоцитів проводили при послідовній обробці кріостатних зрізів кон'югатом лектина UeA (Ulex europeus agglutinin) з біотином і пероксидазою з авідином на кріостатних тканинних зрізах міокарда (Fazel et al., 1989). Визначення кінцевих поверхневих послідовностей і-D-галактози проводили на фіксованих в рідині Буена гістологічних зрізах міокарда при використанні лектина земляного горіха (PNA; peanut agglutinin) за методом Stegemann з співр. (1990).

Проведення гістоензимологічного дослідження грунтували на загальних принципах комплексного гістохімічного аналізу, на принципі структурно-метаболічної маркіровки і на принципі дублювання реакцій.

Для визначення інтенсивності енергетичного метаболізма, що є непрямим показником функціональної активності тканини, ми використали гістохімічне виявлення гліцеральдегідфосфатдегідрогенази (КФ 1.2.1.12) і NAD-залежної ізоцитратдегідрогенези (КФ 1.1.1.42) за тетранітротетразолієвим методом Lojda (1979). Для виявлення лужної фосфатази іКФ 3.1.3.1) в тканині міокарда використали модифікований тетразолієвий метод McGadey (1978).

Під час проведення кількісного морфологічного дослідження серця керувалися загальними принципами стереометричного аналізу, викладеними Г.Г. Автанділовим (1984; 1990), Г.С. Кір'якуловим з співавт. (1981; 1990) і Г.Є. Загоруйко (1989). Враховуючи специфіку поставлених задач, в дослідженні була проведена оцінка таких параметрів: питомого об'єму кардіоміоцитів, позаклітинного матрикса, клітин сполучної тканини, гемокапілярів, колагенових волокон; поверхневої щільності кардіоміоцитів, клітин сполучної тканини, гемокапілярів. Додатково були розраховані поверхнево-об'ємні співвідношення кардіоміоцитів, сполучнотканинних клітин і гемокапілярів. Вказані параметри визначали в дільницях міокарда з різними гістохімічними характеристиками аморфного компонента сполучної тканини на напівтонких зрізах, приготованих з гістологічних зрізів після проведення відповідних гістохімічних реакцій. Ультраструктурне дослідження проводили на електронному мікроскопі ЭМВ-100Б з напругою 75 кВ.

Для математичної обробки отриманих даних використовували стандартні процедури біометричного, дисперсійного і кореляційного аналізів (Г.Г. Автандилов, 1990; Г.Ф. Лакин, 1990). Послідовність етапів математичного аналізу грунтували на принципах, викладених у власній монографії (І.В. Твердохліб та ін., 1996).

3. Результати досліджень та їх обговорення

У нашому дослідженні при вивченні ранніх стадій кардіогенеза щура виявлено незначний ступінь розвитку міжтканинних взаємодій, оскільки нескорочувальний клітинний компонент міокарда представлений надто малою кількістю клітин фібробластичного ряду. Цьому стану, коли в тканині провідна роль належить гомотиповим взаємодіям, відповідає високий вміст у позаклітинному матриксі низькосульфатованих глікозаміногліканів і нейтральних мукополісахаридів, накопичення яких пов'язане з секреторною активністю міобластів з незначним ступенем диференціювання.

На 12-й добі ембріогенеза нами виявлені територіальні відмінності в складі основної речовини сполучної тканини у шлуночковому міокарді, які пов'язані з підвищеним вмістом гіалуронової кислоти в трабекулярному шарі і в той же час з відносно низьким питомим об'ємом кардіоміоцитів та сполучнотканинних клітин. Ймовірно, активні структурні перебудови трабекул, в основі яких лежать гомотипові взаємодії, опосередковані позаклітинним матриксом, багатим на гіалуронову кислоту, і вимагають більшої напруженості енергетичних процесів; про це свідчить більш високий рівень гліколиза в порівнянні з іншими шарами міокарда. Інтенсивність цих взаємодій підтверджується також і великим значенням поверхнево-об'ємного індексу кардіоміоцитів в трабекулярному міокарді в порівнянні з компактним.

Зниження в ранньому кардіогенезі низькосульфатованих глікозаміногліканів в компактному міокарді поєднувалося з розвитком колагенової сіті і початковою появою в цьому шарі дерматансульфата. Компактний міокард характеризувався більш швидким формуванням капілярів, значною колаген-синтетичною активністю сполучнотканинних клітин і їх більшою спеціалізацією відносно вироблення основної речовини сполучної тканини.

Визначені в роботі гістохімічні особливості розподілення активності ферментів енергетичного обміну свідчать про те, що в ранньому кардіогенезі міжтканинні взаємовідносини слабо пов'язані з функціональною активністю міокарда і развиваються на основі гетеротипових взаємодій. Трабекулярний міокард, менш різноманітний у клітинному складі, відрізнявся певним "запізнюванням" в зміні глікозаміногліканних компонентів позаклітинного матрикса, але зберігав при цьому роль лідера в забезпеченні скорочувальної активності міокарда лівого шлуночка і виробітку макроергічних сполук ітабл. 3). Незначний вміст в трабекулах сполучнотканинних і судинних компонентів міокарда, які мають позасерцеве походження, пов'язаний з живленням трабекулярного шара безпосередньо з порожнини шлуночка. В цей період частково збережені ембріональні гомотипові взаємодії, які максимально ефективні за наявністю позаклітинного матрикса з особливим складом івисокою концентрацією нейтральних мукополісахаридів і низькосульфатованих глікозаміногліканів).

З 16-ї по 18-у добу пренатального розвитку відмінності в складі позаклітинного матрикса між субендокардіальною і субепікардіальною зонами міокарда ставали максимально виразними, особливо відносно гіалуронової кислоти і дерматансульфата. Ці обставини можуть бути пояснені, з одного боку, активним накопиченням в субепікардіальній зоні волоконних структур, щільність упаковки яких збільшувалася 3-кратно з 14-ї по 18-у добу ембріогенеза, а з іншого боку - зберіганням високої інтенсивності енергетичного метаболізма в субендокардіальній зоні.

У цей період зберігалося провідне місце субепікардіальної зони в об'ємному співвідношенні тканинних компонентів, про що ми судили по більшому питомому об'єму кардіоміоцитів, гемокапілярів, клітин сполучної тканини, колагена і, відповідно, більшій поверхневій щільності цих структур. Міжтканинні взаємодії в цій зоні відрізнялися більшою інтенсивністю, однак вони меншою мірою пов'язані з функціональною активністю скорочувальних кардіоміоцитів: напруженість енергетичних реакцій гліколіза та циклу Кребса в цій зоні була, як і раніше, нижчою в порівнянні з субендокардіальною зоною.

Таким чином, до 18-ї доби пренатального розвитку формується певний зональний характер міжтканинних взаємовідносин в складі шлуночкового міокарда. У трабекулярному шарі (до 14-ї доби ембріогенеза), а потім в субендокардіальній зоні на фоні високої функціональної активності кардіоміоцитів (значне накопичення гістохімічної мітки (зоцитратдегідрогенази та гліцеральдегідфосфатдегідрогенази) і значної інтенсивності обмінних процесів (великі значення поверхнево-об'ємного співвідношення скорочувальних і стромальних клітин) спостерігалося відносне запізнювання в формуванні волоконної структури міокарда іменший питомий об'єм і низька поверхнева щільність міоцитів, капілярів, клітин сполучної тканини, колагена). При цьому склад позаклітинного матрикса наближався до ембріонального, тобто містив велику кількість низькосульфатованих глікозаміногліканів, в тому числі гіалуронової кислоти. У компактному шарі ідо 14-ї доби), а потім в субепікардіальній зоні міокарда на всіх вивчених етапах розвитку більш зріле кількісне співвідношення тканинних компонентів поєднувалося з низькою функціональною активністю скорочувальних кардіоміоцитів; позаклітинний матрикс в цій зоні накопичував велику кількість високосульфатованих глікозаміногліканів (зокрема, дерматансульфата).

Після 18-ї доби ембріогенеза аж до періоду новонародженості нам не вдалося виявити чітких медіолатеральних градієнтів в міокарді відносно складу позаклітинного матрикса. Практично порівнювалася ферментативна активність ізоцитрат-, гліцеральдегідфосфатдегідрогенази, лужної фосфатази в різних зонах міокарда лівого шлуночка ітабл. 5), а більшість вивчених стереологічних параметрів втрачали статистично вірогідні відмінності. У кінцевому результаті, нівелювалися структурно-функціональні відмінності в субепікардіальній, інтрамуральній і субендокардіальній зонах міокарда.

У постнатальному розвитку на зрізах міокарда після проведення різних гістохімічних реакцій з'являлися дільниці тканини зі зниженим вмістом високосульфатованих глікозаміногліканів і більш низькою активністю гліколіза. В інтерстиціальному просторі цих дільниць альтерантивно збільшувалася концентрація гіалуронової кислоти, а інтенсивність реакцій енергетичного метаболізма знижувалася. Дані стереологічного аналізу свідчили про те, що з посиленням відмінностей у складі позаклітинного матрикса, напруженості енергетичних і обмінних процесів виникали і зростали структурні відмінності в дільницях міокарда. У кількісному відношенні ці відмінності реалізовувалися в градієнті питомого об'єму і поверхневій щільності компонентів строми, а також поверхнево-об'ємних співвідношень клітин сполучної тканини і гемокапілярів.

Починаючи з 10-ї доби постнатального розвитку щурів в нашому дослідженні простежувалася залежність між складом позаклітинного матрикса, рівнем енергетичного метаболізма і кількісними характеристиками структури міокарда. У складі лівого шлуночка формувалися пучки м'язових волокон, в яких знижена концентрація високосульфатованих глікозаміногліканів поєднувалася з низькою активністю ферментів енергетичного обміну, зниженою функціональною активністю капілярів; при цьому стереологічні дані свідчили про менший вміст в цих пучках колагенової сіті у складі сполучної тканини. Групи м'язових волокон, де переважала висока ферментативна активність, були насиченими позаклітинним матриксом з високосульфатованими глікозаміногліканами і містили гемокапіляри з інтенсивним транскапілярним обміном. Ці особливості з'являлися протягом 1-го тижня постнатального онтогенеза, досягали повного розвитку наприкінці 3-го тижня життя і зберігалися в зрілому віці.

Загалом, в ембріогенезі насиченість позаклітинного матрикса високосульфатованими глікозаміногліканами поєднувалася з обмеженою активністю скорочувальних міоцитів; в постнатальному розвитку спостерігалося зворотнє співвідношення: групи волокон з високим рівнем енергетичного метаболізма демонстрували розвинений волоконний апарат і клітинний компонент строми при високому вмісті дерматансульфата в складі позаклітинного матрикса.

При порівнянні стереологічних характеристик дільниць міокарда з різною насиченістю лектинами PNA і UeA виявилося, що структурні особливості дільниць з низькою спорідненістю до лектинів обох типів статистично достовірно не розрізнюються; крім того, ці дільниці мають загальну локалізацію в міокарді. Статистичний аналіз пучків м'язових волокон з інтенсивним скріпленням лектинів PNA і UeA свідчить про те, що це - тканинні дільниці різного типу. В пренатальному розвитку щура можна виділити декілька типів тканинних дільниць з різними властивостями - як по відношенню до скріплення лектинів, так і за кількісними структурними характеристиками.

По-перше, це пучки з відносно зрілими структурними співвідношеннями кардіоміоцитів, гемокапілярів і сполучної тканини, багаті на рецептори до лектину PNA. По-друге, пучки з максимально розвиненими м'язово-судинними взаємодіями, насичені рецепторами до лектину UeA. По-третє, дільниці з відносним запізнюванням в формуванні тканинної структури і з низькою спорідненістю до лектинів обох типів. У пізньому ембріогенезі всі перераховані відмінності зникають, і забарвлення міокарда лектинами набуває однорідного характеру, що співпадає із надбанням міокардом відносної гомогенності складу позаклітинного матрикса і активності вивчених ферментів. Таким чином, вивчені глікопротеіни є лише тимчасовим маркером інтенсивності міжтканинних взаємовідносин, а при досягненні певного рівня зрілості процеси, опосередковані ними, однаково розвинені в усіх дільницях міокарда.

Висновки

1. У пренатальному періоді в міокарді лівого шлуночка серця щура в формуванні міжтканинних взаємовідносин виділяються два періоди. Перший період - йому відповідає ембріональний тип взаємодій - триває з 12-ї по 18-у добу ембріогенеза і відмічений наступними рисами: 1) існуванням чіткої зональності, пов'язаної з формуванням компактного, трабекулярного і губчастого міокарда, а потім - субендокардіальної, інтрамуральної і субендокардіальної зон; 2) наявністю гістохімічних і структурних градієнтів в межах ендокард-епікард; 3) певним зв'язком між гістохімічними й стереологічними характеристиками.

2. Протягом першого періоду зони з підвищеним вмістом високосульфатованих глікозаміногліканів у позаклітинному матриксі ікомпактний міокард, субепікардіальна зона) мають високі значення стереологічних параметрів, що відображають рівень розвитку гістоструктури, і більш низькі показники енергетичного метаболізму. Зони зі зниженою кількістю дерматансульфата і підвищеною кількістю низькосульфатованих глікозаміногліканів ітрабекулярний міокард, субендокардіальна зона) мають низькі кількісні характеристики тканинної зрілості і підвищену активність ферментів енергетичного обміну.

3. Другий період, перехідний, що полягає в рамках пізнього ембріогенеза, характеризується зниженням структурно-функціональних градієнтів в міокарді лівого шлуночка і втратою істотних гістохімічних і кількісних відмінностей між зонами міокарда.

4. У ранньому постнатальному розвитку відбувається формування дільничого принципу в міжтканинних взаємовідносинах - зрілий тип міжтканинних взаємодій. З 2-ї до 20-ї доби життя виділяються пучки м'язових волокон, в яких знижена ферментативна активність кардіоміоцитів і капілярів поєднується з більш низькою щільністю упаковки колагена і клітин сполучноі тканини, підвищеною кількістю позаклітинного матрикса, що містить низькосульфатовані хондроітин-4- і хондороітин-6-сульфати та гіалуронову кислоту. Пучки м'язових волокон іншого типу демонструють високу напруженість реакцій енергетичного метаболізма і транскапілярного обміну; при цьому їх навколишня колагенова сіть більш розвинена, а відносно менший об'єм позаклітинного матрикса представлений високосульфатованим дерматансульфатом.

5. В ембріогенезі і в постнатальному періоді існування функціональна активність тканини івизначувана рівнем енергетичного і транскапілярного обміну) пов'язана з різним характером міжтканинних взаємодій. В ембріогенезі менш активні області ікомпактний міокард, субепікардіальна зона) відрізняються більш розвиненою гістоструктурою і більш "зрілим" складом позаклітинного матрикса івисокий вміст дерматансульфата); функціонально більш активні зони ітрабекулярний міокард і субендокардіальна зона), що мають менші значення тканинних стереологічних параметрів, відрізняються складом позаклітинного матрикса, близьким до "ембріонального". У постнатальному періоді функціонально активні області мають в складі позаклітинного матрикса високий вміст високосульфатованих глікозаміногліканів, а аморфний компонент сполучноі тканини зон з низькою активністю ферментів енергетичного обміну насичений гіалуроновою кислотою і низькосульфатованими глікозаміногліканами.

6. Рецептори до лектину PNA з'являються в міокарді лівого шлуночка на ранніх етапах розвитку і аж до кінцевих стадій ембріогенеза являють собою своєрідний маркер зрілості гістоструктури. У розподіленні гістохімічної мітки спостерігається як зональний, так і дільничий принцип, пов'язаний з посиленням кількості рецепторів на поверхні кардіоміоцитів в нових групах м'язових волокон. Рецептори до лектина UeA свідчать про підвищений рівень судинно-м'язових взаємодій в пізньому ембріогенезі.

7. Придбання цитомембранами кардіоміоцитів подібних властивостей відносно кількості рецепторів до лектинів PNA і UeA співпадає з втратою неоднорідності гістохімічних і стереологічних характеристик міокарда, що свідчить про істотну участь поверхневих глікокон'югатів в формуванні міжтканинних взаємодій в ембріогенезі. Рівномірне розподілення мітки вивчених лектинів в постнатальному розвитку відображає той факт, що клітинно-матриксні взаємодії, опосередковані глікопротеінами з кінцевими галактозою і фукозою, в цей період розвитку рівновиражені у всіх зонах і м'язових пучках лівошлуночкового міокарда.

Список наукових праць, опублікованих за темою дисертації

1. Машталир М.А. Филогенетический аспект развития сократительного аппарата сердца // Морфология развивающегося сердца іструктура, ультраструктура, метаболизм) / В.А. Козлов, И.В. Твердохлеб, И.С. Шпонька, В.Д. Мишалов; Днепропетровская гос. мед. академия.- Днепропетровск, 1995.- Ч. 4.2.- С. 194-203.

2. Крамарь С.Б., Машталир М.А. Структурная организация сердца в онтогенезе амфибий // Морфология развивающегося сердца іструктура, ультраструктура, метаболизм) / В.А.Козлов, И.В.Твердохлеб, И.С.Шпонька, В.Д.Мишалов; Днепропетровская гос. мед. академия.- Днепропетровск, 1995.- Ч. 2.1.- С. 75-92.

3. Козлов В.А., Машталир М.А., Черняк А.В. Сопоставительный анализ процессов кардиомиогенеза, васкулогенеза и метаболизма сердца // Прикладная анатомия сердца / Под ред. В.А.Козлова.- Днепропетровск, 1996.- С. 88-110.

4. Твердохлеб И.В., Шпонька И.С., Машталир М.А. Прикладная биометрия для морфолога.- Днепропетровск: Пороги, 1996.- 226 с.

5. Машталир М.А. Количественный анализ формирования паренхиматозно-стромальных взаимоотношений в миокарде крыс в пренатальном онтогенезе // Вестник проблем современной медицины.- 1994.- Вып. 5.- С. 28-36.

6. Машталир М.А. Информационный и математический анализ развития паренхиматозно-стромальных взаимодействий в сердце // Вестник проблем биологии и медицины.- 1997.- Вып. 16.- С. 55-57.

7. Формирование пространственной структуры эмбрионального миокарда млекопитающих / Крамарь С.Б., Шаторная В.Ф., Машталир М.А. и др. // Актуальні питання морфології (Фахове видання наукових праць II національного конгресу анатомів, гістологів, ембріологів та топографоанатомів України. Луганськ, 16-19 вересня 1998 р.) / Під ред. В.Г. Ковешнікова.- Луганськ: ВАТ "ЛОД", 1998.- С.148-150.

8. Машталир М.А. Количественный анализ влияния внешнего информационного потока на дифференцировку паренхимы миокарда // Морфология сердца и сосудистой системы.- Днепропетровск, 1994.- С. 30-34.

9. Машталир М.А. Ранние онтогенетические события в развитии тканевых взаимоотношений в эмбриональном миокарде крыс // Актуальные вопросы морфологии сердца.- Днепропетровск, 1996.- С. 89-93.

10. Пат. 22444 А, МКИ А61В 10/00, G01N 33/48. Спосіб визначення енергетичного метаболізму міокарда / Козлов В.О., Твердохліб І.В., Шпонька І.С., Машталір М.А. та ін. іУкраїна).- № 95115049; Заявл. 28.11.95; Опубл. 03.03.98.

11. Анализ взаимосвязи между пролиферативной активностью кардиомиоцитов и интенсивностью пентозо-фосфатного шунта в миокарде крыс в раннем онтогенезе / Козлов В.А., Шпонька И.С., Твердохлеб И.В., Машталир М.А..- К., 1993.- 14 с.- Рук.деп. в УкрIНТЕI 10.01.93, № 29-Ук93.

12. Развитие миофибриллярного и митохондриального аппарата миокарда в раннем онтогенезе / Козлов В.А., Шпонька И.С., Твердохлеб И.В., Машталир М.А..- К., 1993.- 22 с.- Рук.деп. в УкрIНТЕI 18.02.93, № 193-Ук93.

13. Машталир М.А. Ранние онтогенетические события в развитии тканевых взаимоотношений в эмбриональном миокарде крыс.- К., 1995.- 5 с.- Рук. деп. в УкрIНТЕI 07.02.95, № 285 - Ук 95.

14. Машталир М.А. Развитие миофибриллярного и митохондриального аппарата крыс в онтогенезе.- К., 1995.- 8 с.- Рук. деп. в УкрIНТЕI 07.02.95, № 289 - Ук 95.

15. Shponka I.S., Tverdochleb I.V., Mashtalir M.A. Heterogeneity of mitochondria in human myocardium: ontogenic aspects // Abstr. of XVI Cong. of Polish Anatom. Society.- Olsztyn, 1993.- P. 148.

16. Твердохлеб И.В., Машталир М.А. Ультраструктурная гетерогенность кардиомиоцитов в зрелом и развивающемся миокарде // Актуальнi питання морфологiї: Тез. доп. I Нацiонального конгресу анатомiв, гiстологiв, ембрiологiв та топографоанатомiв України 8-10 вересня 1994 р.- Iвано-Франкiвськ, 1994.- С.171.

17. Крамарь С.Б., Машталир М.А. К вопросу о морфолого-биохимических соответствиях в развитии миокарда / Актуальнi питання морфогенезу: Мат. наук. конф., присвяченоі 100-рiччю з дня народження професора М.Г. Туркевича.- Чернівцi, 1994.- С. 93-94.

18. Shponka I.S., Tverdochleb I.V., Mashtalir M.A. Interralation between histogenetic and cytogenetic events in myocardium // Abstr. of XIV Federat. Internat. Cong. of Anatomy.- Lisbon, 1994.- P. 308.

19. Машталир М.А. Межклеточные взаимодействия в миокарде в ходе онтогенеза // Актуальнi проблеми функцiональної іанатомi ісудинноісистеми.- Львiв, 1995.- С. 81.

Размещено на Allbest.ru