Автореферат диссертации - Тюменский Государственный
реклама
На правах рукописи ИДРИСОВ Руслан Альбертович ДИНАМИКА СТРУКТУРНЫХ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ ПРОИЗВОДНЫХ ЖАБЕРНОГО АППАРАТА, ПРОМЕЖУТОЧНОГО МОЗГОВОГО ПУЗЫРЯ И СТОМОДЕУМА ЧЕЛОВЕКА В ЭМБРИОНАЛЬНОМ ПЕРИОДЕ ПРЕНАТАЛЬНОГО ОНТОГЕНЕЗА 03.03.04 – клеточная биология, цитология, гистология 14.03.01 – анатомия человека АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук Тюмень, 2016 Работа выполнена в государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Тюменский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации Научные руководители: Доктор медицинских наук, профессор Соловьев Георгий Сергеевич Доктор медицинских наук, профессор, член-корреспондент РАН Банин Виктор Васильевич Официальные оппоненты: Склянов Юрий Иванович, доктор медицинских наук, профессор, ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет» Минздрава России, профессор кафедры гистологии, эмбриологии и цитологии Железнов Лев Михайлович, доктор медицинских наук, профессор, ГБОУ ВПО «Оренбургский государственный медицинский университет» Минздрава России, заведующий кафедрой анатомии человека Ведущее учреждение: государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Сибирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации Защита состоится « 16 » февраля 2016 г. в __ часов на заседании диссертационного совета Д.208.101.02 при ГБОУ ВПО «Тюменский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации, по адресу: 625023, г. Тюмень, ул. Одесская, 54 С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГБОУ ВПО «Тюменский ГМУ» Минздрава России по адресу – 625 023, г. Тюмень, ул. Одесская, д. 61 и на сайте www.tyumsmu.ru Автореферат разослан _____декабря 2015 года Ученый секретарь диссертационного совета, д.м.н. Л.В. Вихарева 2 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы исследования Период эмбрионального развития организма характеризуется наиболее выраженными проявлениями гисто-, органо-, системогенезов и сопровождается динамикой эпигенетических показателей практически на всех условно классифицируемых стадиях (Детлаф Т.А., 1975; Larsen W.J., 1997; Волкова О.В., Боровая Т.Г., 1999; Янченко Н.В., 2005а,б; Gilbert S.F., 2006). Сравнение морфологических признаков и этапов эмбрионального развития человека в настоящее время проводится по стадиям Карнеги (СК) в соответствии с классификацией Стритера (Савельев С.В., 2002; Милованов А.П., Савельев С.В., 2006; Solov’ev G.S. et al, 2008; Янин В.Л. и др., 2013). Изучение и расшифровка закономерностей формообразовательных процессов в развивающихся органах и системах, обнаружение структурных проявлений морфогенезов и развития зародыша имеют важное теоретическое и прикладное значение (Молдавская А.А., Федорова Н.Н., 2000; Волкова О.В. и др., 2006; Gilbert S.F., 2006; Шевлюк Н.Н., Стадников А.А., 2010; Шилин К.О. и др., 2010; Семченко В.В. и др., 2014; Банин В.В., 2014). Исследование становления структурно-функциональных единиц жизненно важных органов убедило научное сообщество в том, что морфологические проявления органогенезов сопровождаются градацией характерных признаков и зависят от коррелятивных механизмов в развивающемся организме. Миграционные потоки клеток производных различных дифферонов, установление контактов между эмбриональными зачатками, преобразование вариантов цитокиновой регуляции гисто- и органогенезов, процессы механики развития нового морфологического объекта в конечном итоге определяют состояние дефиниций морфологического субстрата (Богданов А.В. и др., 2008; Кетлинский С.А., Симбирцев А.С., 2008; Банин В.В., 2012; Шевлюк Н.Н., Стадников А.А., 2014; Ярыгин К.Н. и др., 2015). Имеющиеся в научной литературе сведения не в полном объеме раскрывают комплекс преобразований, сопровождающих 3 события в различных отделах тела зародыша. Все вышеотмеченное убедило нас в целесообразности продолжения исследований по расшифровке структурных преобразований и механизмов морфогенеза в зоне наиболее активных проявлений эпигенеза - головном отделе зародыша человека на стадиях эмбрионального периода онтогенеза. Цель работы: выявить механизмы формообразовательных процессов и показателей эпигенеза в головном отделе эмбриона человека на примере морфогенеза производных жаберного аппарата, промежуточного мозгового пузыря и стомодеума. Задачи исследования: 1. Изучить структурную организацию эпителия и мезенхимной основы компонентов жаберного аппарата: жаберных дуг, жаберных карманов, жаберных щелей, жаберных перепонок. 2. Выявить значение промежуточного мозгового пузыря, стомодеума и хорды в морфогенезах органов головного отдела эмбриона человека. 3. Выявить идентичность формообразовательных процессов при развитии зачатков нейрогипофиза и зрительных пузырей. 4. Выявить механизмы трансформации эпителия производных глоточной кишки и стомодеума. Научная новизна Выявлено, что на 12 стадии Карнеги (СК) жаберные перепонки имеют структуру двухслойной решетчатой пластинки, образованной уплощенными многоотростчатыми клетками с четко выраженными межклеточными пространствами в виде узких и булавовидных полостей, формирующих систему двухстороннего транспорта между содержимым амниона со стороны жаберной щели и содержимым глоточной кишки со стороны жаберного кармана. Немногочисленные простые и плотные (десмосомы) клеточные контакты по ходу межклеточных полостей, по всей вероятности, могут выполнять роль «шлюзов» и способствовать поддержанию перманентно функционирующей транспортной системы в жаберном аппарате. 4 Установлено, что основу выстилки стомодеума и глоточной кишки на 12-13 СК составляет однослойный кубический эпителий, который преобразуется в двух и ложномногорядный, многослойный плоский неороговевающий после формирования стомодеального кармана Ратке (14-20 СК). Цитодифференцировка и усложнение эпителиального пласта стомодеума, кармана Ратке (КР) и глоточной кишки сопровождались появлением большого количества клеток с признаками апоптоза. Локусы с высокой апоптотической активностью характеризовались формированием эпителиоцитов качественно новой генерации, заполняющих дефекты пласта. Клетки новой генерации не имели контактов с базальной пластинкой и обеспечивали трансформацию многослойности. Зоной формирования многорядного, а затем многослойного эпителия следует рассматривать границу КР. В сравнение с эпителием стомодеума процесс апоптоза в передней и задней стенках КР характеризовался меньшей активностью, о чем свидетельствовали единичные апоптозно измененные эпителиоциты. Апоптозу подвергались клетки на разных стадиях дифференцировки и различной специализации: мерцательные, секреторные, выстилающие. Исследования показали, что при развитии глазных пузырей и нейрогипофиза реализуются принципиально идентичные формообразовательные процессы, моделируется тракционный механизм образования зачатков органов смешанного генеза. Начальные стадии морфогенеза нейрогипофиза и глазных пузырей характеризовались формированием межтканевых тандемов, образованных нейроэктодермой промежуточного мозгового пузыря и эпителием кожной эктодермы и стомодеума. Анализ эпигенетических преобразований в головном отделе эмбриона человека также позволил выявить важную роль тракционного механизма органогенеза в обеспечении топографоанатомического преобразования ствола мозга, построения изгибов, органопексии и пространственной ориентации отделов ствола головного мозга. В работе представлено обоснование определяющей роли осевого органа – хорды в топике формирования стомодеального КР. Феномен дихотомии каудального отдела глоточной кишки 5 обеспечивается формированием дивертикула гортани и продольного расщепления на вентральный (дыхательный) и дорзальный (пищеварительный) каналы. Впервые продемонстрирована организующая роль промежуточного мозгового пузыря и хорды в реализации ростовых процессов и органогенезов в головном отделе эмбриона человека. Теоретическая и практическая значимость Впервые рассматривается вопрос о тракционном механизме формирования органов смешанного генеза на примере развития нейрогипофиза и глазных пузырей. Выявлено, что трансформация типа тканевой организации эпителиальной выстилки стомодеума, КР и глоточной кишки реализуется после достижения полидифферонного состояния и обеспечивается локальной активизацией апоптоза и замещением дефекта пласта эпителиоцитами качественно новой генерации, не имеющих контактов с базальной пластинкой. Зоной трансформации эпителия является граница КР. Локусы формирования зачатков органов, производных промежуточного мозгового пузыря, являются зонами фиксации и динамики топографо-анатомических характеристик отделов ствола головного мозга. Результаты исследования расширяют современные взгляды на механизмы органогенезов в головном отделе эмбриона человека и позволяют рекомендовать их в учебный процесс в ВУЗы медицинского и биологического направлений. Положения, выносимые на защиту: 1. Вектор ростовых процессов и топика формирующихся органов в головном отделе эмбриона человека согласуются с состоянием жаберного аппарата, промежуточного мозгового пузыря и осевого органа – хорды. 2. Зонами трансформаций типа тканевой организации эпителия глоточной кишки и стомодеума являются локусы контактов эмбриональных зачатков. 3. Гисто- и органогенезы в головном отделе эмбриона человека сопровождаются локальной активизацией апоптоза. 6 Основные положения диссертации доложены на: - 41-й Всероссийской научной конференции студентов и молодых ученых «Актуальные проблемы теоретической, экспериментально и клинической медицины», г. Тюмень, 2007 г. - научной конференции «Инновационные технологии в морфологии», г. Санкт-Петербург, ВМА, 2007 г. - международной гистологической конференции «Морфогенезы в эволюции, индивидуальном развитии и эксперименте», посвященной 80-летию со дня рождения Заслуженного деятеля науки РФ, профессора П.В. Дунаева, г. Тюмень, 2008 г. - научной конференции «Инновационные технологии в морфологии», г. Санкт-Петербург, ВМА, 2008 г. - VI Всероссийском съезде анатомов, гистологов и эмбриологов, г. Саратов, 23-26 сентября 2009 г. - 1-я международной конференции «Морфоклинические аспекты безопасности жизнедеятельности», г. Воронеж, 2012. - 2-й Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Физиологические механизмы адаптации и экология человека», г. Тюмень, 2012 г. - XI Конгрессе МАМ, г. Самара, 29-31 мая 2012 г. - 47-й Всероссийской научной конференции с международным участием студентов и молодых ученых «Актуальные проблемы теоретической, экспериментальной, клинической медицины и фармации», г. Тюмень, 2013. - VII терапевтическом форуме «Актуальные вопросы диагностики и лечения наиболее распространенных заболеваний внутренних органов», г. Тюмень, 24 октября – 1 ноября 2013 г. - Всероссийской научной конференции «Актуальные проблемы морфологии, адаптогенеза и репаративных гистогенезов», г. Оренбург, 19-20 ноября 2013г. - научно-практической конференции «Актуальные вопросы современной фундаментальной и клинической медицины», г. Ханты-Мансийск, 27-28 ноября 2014 г. - Объединенном XII Конгрессе МАМ и VII Съезде ВНОАГЭ, г. Тюмень, 28-31 мая 2014 г. - научной конференции «Учение о тканях. Гистогенез и регенерация», г. Санкт-Петербург, 2015 г. 7 По материалам диссертации опубликовано 20 печатных работ, 9 из них в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Внедрение результатов исследования Результаты исследования внедрены в учебный процесс кафедры гистологии с эмбриологией им. проф. П.В. Дунаева, кафедры оперативной хирургии и топографической анатомии ГБОУ ВПО «Тюменский ГМУ» Минздрава России. Личный вклад автора Р.А. Идрисову принадлежит инициатива в выборе направления научного исследования, формулировки цели и постановки задач. Набор фактического материала для исследования, его обработка, в том числе методами световой и электронной микроскопии, выполнен лично автором. Р.А. Идрисов принимал личное участие в подготовке научных публикаций и научной интерпретации научной информации. Объем и структура работы Диссертация изложена на 138 страницах компьютерного текста, иллюстрирована 64 рисунками и 6 таблицами. Состоит из «Введения», глав «Обзор литературы», «Материал и методы исследования», «Результаты собственных исследований» и «Обсуждение результатов собственных исследований», «Выводов». Библиографический список литературы содержит 236 источников (149 отечественных и 87 иностранных). СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Материалы и методы исследования Объектом исследования были эмбрионы человека 12-23 стадии Карнеги (СК) (25-57 дней после оплодотворения), полученные при проведении медицинских абортов в лечебных учреждениях г. Тюмени по социальным показаниям от анамнестически здоровых женщин по согласованию с ними. Всего изучено 127 эмбрионов (табл. 1). Возраст зародыша и стадии эмбриогенеза определяли по данным акушерского анамнеза, визуальной и морфометрической оценке состояния тела эмбриона и его частей: измерение теменно-копчиковой длины, а с 16 СК – длины стопы. Полученные результаты 8 сравнивали с таблицами, систематикой ранних зародышей человека (Абрамов Б.Д., Гапиенко Е.Ф., Маркеволова И.В., 1975; Фалин Л.И., 1976; Брусиловский А.И. и соавторы, 1986; Петренко В.М., 2003). Таблица 1. Распределение зародышей по группам согласно стадиям Карнеги Материал Сутки от момента оплодотворения Число эмбрионов (шт.) Стадии Карнеги 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 25 27 6 28 29 11 30 32 13 33 36 17 37 40 20 41 43 12 44 46 10 47 49 10 50 51 7 52 53 8 54 55 7 56 57 6 Комплекс полученных сведений был ориентирован на выявление возрастных групп эмбрионов по СК в соответствии с классификацией Стриттера (табл.1) (Савельев С.В., 2002; Богданов А.В., 2005; Милованов А.П., Савельев С.В., 2006). Для гистологического исследования на светооптическом уровне материал фиксировали в 10-% нейтральном формалине, заливали в парафин. Срезы окрашивали гематоксилином Майера и эозином, ШИК-реакцией по Мак-Манусу (Пирс Э., 1962). Изготовление иллюстративного сопровождения проведено на установке медицинский микровизор проходящего света «mVizo TM-101» (Россия). Наряду с визуальной оценкой морфологических преобразований изучаемых объектов, изображение гистологических препаратов вводилось в компьютер и с помощью программы UTHSCSA “Image Tool” for Windows ver. 2.0. измеряли клеточную плотность эпителия изученных объектов, подлежащей мезенхимы, толщину эпителиального пласта, площади цитоплазмы и ядер клеток эпителия и мезенхимы. Для подтверждения достаточности избранных объектов и числа измерений использовали показатель точности опыта (Р), который выявляли по формуле P = (m:M)x100%, где М – среднее арифметическое площади, m – ошибка среднего. Данный показатель в наших исследованиях был меньше 5 %, что говорит о достоверности проведенных 9 исследований (Катинас Г.С., 1972; Гуцол А.А., Кондратьев Б.Ю., 1986; Шилин К.О., 2010). Статистическая обработка полученных данных морфометрии проводилась с использованием Microsoft Excel из пакета Microsoft Office XP. Определяли М – средние величины метрических показателей, m – ошибку среднего, t – доверительный коэффициент или критерий Стьюдента (Автандилов Г.Г., 1990). Материал для электронно-микроскопического исследования фиксировали при t = +4оС в 5-% параформальдегид-глутаральдегидной смеси с дофиксацией 1-% раствором OsO4. Фиксаторы готовили на фосфатном буфере, pH = 7,2. Материал заливали в аралдит, срезы контрастировали уранил-ацетатом, изготовление электроннограмм проводили на трансмиссионном электронном микроскопе JEM-1011 (“JEOL”, Япония) в институте биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН (ИБВВ РАН). Результаты собственных исследований и их обсуждение Эмбрион человека на 12 СК имеет 4,5 мм в длину, представлен телом, в котором хорошо просматривается головной и хвостовой отделы и туловище. По всей протяженности хвостового отдела и туловища видны валикообразные возвышения и параллельные бороздки, хорошо выраженные на дорзальной поверхности, результат метамерии. Валики и бороздки направлены перпендикулярно к длинной оси тела. Дорзальная поверхность тела зародыша ровно выпуклая, вентральная вогнута. Определяются почки верхних конечностей, окруженные равномерно выраженным ровиком. Сердечно-пупочный выступ занимает центральный отдел вентральной стороны туловища, в краниальной части граничит с жаберным аппаратом. Наиболее массивной является мандибулярная жаберная дуга. Один из эпигенетических показателей 12а СК - наличие незамкнутого заднего нейропора. «Смещение» развития из 12а СК в 12б СК, исходя из действующей официальной информации, сопровождается закрытием заднего нейропора и появлением почек верхних конечностей (Савельев С.В., 2002). Результаты наших исследований позволяют сделать вывод о том, что 10 формирование почек роста верхних конечностей и закрытие заднего нейропора осуществляются не одновременно, расходясь в реальном времени на 1-2 суток. По всей вероятности, именно отмеченные нюансы эпигенеза заставили эмбриологов разделить 12 СК на две подстадии. Жаберные дуги на 12 СК включаются в процесс построения глоточной кишки и одновременно участвуют в органогенезе стомодеума. Определяются преобразования эпителия глоточных карманов, когда из однослойного плоского эпителий трансформируется в однослойный столбчатый. Глоточная кишка устанавливает сообщение со стомодеальной бухтой, а ротоглоточная мембрана сохраняется в виде небольших периферических участков. Под эпителиальной выстилкой глоточной кишки в подлежащей мезенхиме выявляется хорда. Каудальнее остатков ротоглоточной мембраны на дорзальной стороне головной кишки определяется незначительное углубление – карман Сесселя. 5 1 3 6 2 4 Рис. 1. Эмбрион человека. 12 стадия Карнеги. Структура жаберной перепонки. Гиоидная дуга (1), Мандибулярная (2), Жаберная щель (3), Жаберный карман (4), Плотные клеточные контакты (5), Открытые межклеточные каналы, соединяющие полость жаберной щели и жаберного кармана (6). Электроннограмма. Увеличение х10000. 11 Жаберная перепонка при изучении в режиме световой микроскопии представляется тонкой непрерывной мембраной, образованной уплощенными клетками. Базальная пластинка не выявляется. В отдельных участках клетки наружной и внутренней поверхности перепонки находятся в состоянии контакта. Межклеточный матрикс характеризуется аморфным содержимым и не имеет в своем составе фибриллярных структур. На электронномикроскопическом уровне перепонка имеет фенестрированное строение, обеспечивает возможность проникновения компонентов кармана и щели, по всей вероятности, в обоих направлениях, является прерывистой и повторяет анцестральные признаки животных, имеющих «сквозной» жаберный аппарат (рис. 1). Клетки имеют адлюминальную поверхность, направленную в полость кармана или жаберной щели, и базальную, где они контактируют друг с другом. В базальной части между клетками наружного и внутреннего слоев определяется щелевидное пространство, формирующее непрерывный канал, соединяющий полости кармана и жаберной щели. Рис. 2. Эмбрион человека. 14 стадия Карнеги. Формирование максилярного отростка мандибулярной жаберной дуги. Мандибулярная дуга(1), Гиоидная дуга (2), Глоссо-фарингеальная дуга (3), Фарингеальная дуга (4). Тотальный препарат. Масштаб 1:20. 12 К 13 СК жаберные перепонки утолщаются. В контактных участках жаберных дуг уплотняется расположение мезенхимных клеток, эпителий из кубического преобразуется в высокий столбчатый. При этом и карманы, и жаберные щели имеют практически одинаковую выстилку. Наиболее активные трансформации определяются в мандибулярной дуге. На проксимальной поверхности дуги выявляются зона утолщения покровного эпителия в виде эпителиальной «шапочки» (феномен Балинского). Дорзальная поверхность покрыта однослойным столбчатым эпителием, который становится кубическим в боковых отделах дуги и однослойным плоским на нижней стенке, свисающей над формирующейся грудной клеткой (перикардом). Вход в стомодеум приобретает серповидную форму со значительным размером по высоте в центре и низким – в боковых зонах. В каудальном отделе глоточной кишки четко выражен уровень разделения на пищеварительную (дорзальную) и дыхательную (вентральную) трубки посредством продольного расщепления единого полого органа. На 13 СК эпителий жаберных дуг имеет полидифферонную организацию и заселяется элементами дифферонов мезенхимного генеза. Концентрация мезенхимных клеток меняется по мере перемещения от базальной пластинки эпителия в глубокие зоны жаберных дуг. Наличие незначительных межклеточных промежутков в мезенхимной основе жаберных дуг и структура эпителия дна жаберных карманов и жаберных щелей могут классифицироваться как участки, определяющие состояние гистогенетических и ростовых процессов при формировании органов производных жаберного аппарата. На 14 СК выявляются 4 почки роста конечностей, осуществляется формирование верхнечелюстного выроста мандибулярной жаберной дуги (рис. 2). Максиллярный отросток вполне справедливо можно классифицировать как один из эпигенетических признаков. Процесс образования максиллярного отростка обеспечивается формированием инвагината на фронтальной стороне мандибулярной дуги, обращенной в полость стомодеума. 13 Дно стомодеума образовано основанием жаберного аппарата, в основе содержит компоненты мезенхимы, не прерываясь, переходит в стенку перикарда. Организаторами ростовых и морфогенетических процессов выступают промежуточный мозговой пузырь и осевой орган - хорда. В это время устанавливается анатомическая связь стенки промежуточного мозгового пузыря с участками кожного и глоточного эпителиев, симметрично оформляются хрусталиковые плакоды, создаются условия для построения КР. Прорастание хорды до ротоглоточной перепонки определило кроме того локализацию инвагината, так как формирование широкого эпителиального «капюшона», коим на самом деле является КР, было бы невозможным в связи с расположением на пути его разрастания значительного препятствия в виде хордального тяжа. Контакт нейроэктодермы промежуточного мозгового пузыря с эпителием стомодеальной бухты, формирование в зоне контакта практически не смещаемой друг относительно друга тканей площадки (тандем двойного генеза), обеспечивают реализацию тракционного механизма морфогенеза кармана. Тандем, кроме того, стал локусом формирования эмбриональной индуктивной системы, где происходят качественные преобразования стомодеального эпителия из однослойного в многорядный, а затем многослойный плоский неороговевающий. В данной индуктивной системе в качестве индуктора выступает стенка промежуточного мозгового пузыря, а индуктивной среды – эпителий стомодеума. В составе эпителия КР в эмбриональном периоде формируются эндокриноциты. Крыша стомодеума выстилается однослойным кубическим эпителием, а на вершине рострального отростка двухслойным. К 14 СК инвагинат кармана располагается в дорзальной стенке стомодеума перед сохранившимися остатками ротоглоточной перепонки. Границы ворот инвагината демонстрируются зонами трансформации эпителия из однослойного столбчатого в псевдомногорядный, выстилающий переднюю и заднюю поверхности и дно КР. Феномен апоптоза, который лежит в основе изменения структурной организации эпителия КР, распространяется на 14 эпителий крыши глоточной кишки и обеспечивает возможность смещения эпителия многорядного типа от КР каудально по направлению от мандибулярной к фарингеальной жаберной дуге. Базальная пластинка эпителиального пласта в зоне апоптоза разрыхляется, локально фрагментируется, однако сохраняется как единая структура, являясь базисным субстратом для последующего гистогенеза пласта. На границе гиоидной и глоссофарингеальной дуг формируется эпителиальный тяж, трансформирующийся впоследствии в щитоязычный проток. В каудальном отделе глоточной кишки в основе вентральной стенки формируется скелетогенный островок зачаток подъязычной кости. В мандибулярной дуге образуются зачатки Меккелева хряща. Бурный рост языка обеспечивается магистральными сосудами венозного и артериального русла эмбриона (рис. 3). 3 4 1 5 2 6 7 Рис. 3. Эмбрион человека 14 стадия Карнеги. Головной отдел. Формирующийся язык (1), Полость стомодеума (2), Хорда (3) Глоточная кишка (4), карман Ратке (5), сердце (6), Промежуточный мозговой пузырь (7). Фиксация 10-% нейтральный формалин, ШИК-реакция по МакМанусу. 7х10. Определяются сохранившиеся остатки кармана Сесселя. 15 3 3 4 2 1 Рис. 4. Эмбрион человека 14 стадия Карнеги. Преобразования в зоне зачатка гипофиза и зрительных пузырей. Карман Ратке (1), воронка мозга (2), зрительный пузырь (3), зона хрусталиковой плакоды (4). Фиксация 10-% нейтральный формалин, ШИК-реакция по Мак-Манусу. 7х10. КР в области передней стенки и дна прирастает к промежуточному мозговому пузырю тканевой тандем, смещается единым блоком при последующих разрастаниях мозгового пузыря. Площадь контакта двух источников распространяется «крыльями» от сагитальной плоскости, карман приобретает вид капюшона. Постепенно тканевый тандем принимает на себя роль организатора двух компонентов гипофиза: эпителиального (аденогипофиз) и нейрального (нейрогипофиз) (рис. 4). Механика построения зрительных пузырей и воронки мозга оказывается принципиально идентичной, что свидетельствует об универсальности формообразовательных процессов в ходе морфогенеза производных промежуточного мозгового пузыря. 15 СК характеризуется обнаружением в составе псевдомногорядного эпителия передней, а затем задней стенки КР мерцательных клеток. 16 Выявление мерцательных ресничек подтверждает скоротечную динамику трансформации эпителия КР и одновременно свидетельствует о локализации зоны формирования многорядного мерцательного эпителия, который постепенно мигрирует из КР в выстилку глоточной кишки и инвагинат гортани. После обнаружения в эпителиальном пласте клеток дифферонов мезенхимного генеза активизируются процессы апоптоза. Мерцательные клетки как наиболее дифференцированные подвергаются апоптозу первыми. Формирование многорядного мерцательного эпителия является одним из критических периодов трансформации эпителия глоточной кишки, стомодеума и КР. Часть клеток пласта теряет связь с базальной пластинкой и смещается в зоны апоптоза, «зашивая» участки нарушенного пласта. В клетках новой генерации мерцательные реснички не образуются, а сами клетки приобретают уплощенную форму и обеспечивают реализацию вертикальной анизоморфности пласта. На 16-17 СК КР в латеральных крыльях имеет уплощенный вид, прилежит к ротовой полости и обрастает по бокам хрящевую основу тела клиновидной кости. 18-20 СК сопровождаются анатомо-топографическими и гистологическими преобразованиями органов головного отдела зародыша. Компоненты жаберного аппарата продолжают процессы формирования опорного скелета и прилежащих производных мезенхимы. Осуществляется построение преддверия полости рта, разделения первичной ротовой полости на дыхательный и пищеварительный отделы, образование небных отростков и их постепенное перемещение из вертикального к горизонтальному положению, сближению латеральных участков нежнечелюстных и верхнечелюстных отростков мандибулярной дуги, образование щечных участков ротовой полости. Нейрогипофиз продолжает выполнять функцию организатора, смещает инвагинат КР, обеспечивает его деформацию, а затем отшнуровку от крыши стомодеума. На 21-23 СК первичная ротовая полость значительно уплощена, сформированы мезенхимно-эпителиальные модели верхней и нижней губы, уголки «рта» смещены в латеральные 17 стороны, устье полости рта щелевидной формы. Язык занимает основное пространство ротовой полости. В теле языка определяются участки гистогенеза поперечнополосатой мышечной ткани, цуги миобластов и миотубы. Оформляется шов языка. В центральной и нижней части языка выявляются скопления стволиков периферических нервов, мелкие веточки которых распространяются в наружные зоны спинки и занимают расположение среди формирующихся симпластов поперечнополосатой мышечной ткани. Начинаются процессы становления слизистой оболочки сенсорного типа. Эпителий спинки языка подвергается органотипической перестройке, в его составе обнаруживаются почки роста сосочков. Процесс срастания небных отростков сопровождается разделением стомодеума на ротовую полость и полость носа и его преддверия. В центральной части формирующегося начального отдела дыхательной системы строится носовая перегородка, в боковых участках образуются мезенхимные сгущения – зачатки костной основы носовых ходов. Формируются хоаны, выстланные многорядным мерцательным эпителием, и зачатки сенсорных зон вомероназального органа. Анализируя результаты морфологических наблюдений, мы пришли к убеждению, что основные формообразовательные процессы морфогенеза зачатков органов головного отдела зародыша человека осуществляются в эмбриональном периоде пренатального онтогенеза. В это время реализуются эпигенетические преобразования в теле зародыша, определяющие дальнейшее становление органов производных жаберного аппарата, промежуточного мозгового пузыря и стомодеума. Реализуются провизорные стадии морфогенезов, создаются условия для тракционного механизма развития органов и последующей дифференцировки зачатков. Преобразования морфометрических показателей в компонентах жаберного аппарата подтверждают значительные эпигенетические процессы на сомитных стадиях эмбриогенеза (рис. 5, 6). 18 80 70 Средние площади клеток эпителия, 2 эпителия,кв.мкм мкм 71,67 60 50 40,76 45,57 20,54 23,8 40 30 20 28,3 16,75 10 13,54 8,5 0 12 СК 13 СК Средние площади площади Средние ядер клеток ядер клеток 2 эпителия, кв.мкм мкм эпителия, Высота эпителия, мкм 14 СК Рис. 5 Динамика морфометрических показателей эпителиальных клеток I жаберной дуги на 12, 13, 14 стадиях Карнеги. В это время осуществляется формирование эмбриональных индуктивных систем преимущественно в зонах контактов жаберных дуг, эпителия энтодермального и эктодермального генезов с мезенхимой и нейроэктодермой. Состояние эпителиального пласта всегда коррелирует с состоянием подлежащей мезенхимы. Построение многослойной выстилки сопровождается нарастанием клеточной плотности в мезенхиме, активизацией ангиогенеза, формированием скелетогенных островков в основе жаберных дуг. Трансформация эпителия сопровождается активизацией апоптоза и нарастанием клеточной плотности как в эпителии, так и в мезенхиме, что указывает на повышение локальной пролиферативной активности клеток и, возможно, активизацию миграционных процессов, перемещения клеток различных дифферонов в зоны органогенезов. Вместе с тем поддержание уровня клеточной плотности мезенхимы на сомитных и постсомитных стадиях эмбриогенеза позволяет говорить о некоторой структурной стабилизации мезенхимной основы формирующихся зачатков и создания условий для перехода провизорной стадии органогенеза компонентов жаберного аппарата и стомодеума в дефинитивную. 19 60 55,82 50 40 36,52 30 20 27,75 14,67 10 36,77 32,4 23,86 17,85 17,7 0 12 СК 13 СК Средниеплощади площади Средние клеток клеток мезенхимы, 2 мезенхимы, мкм кв.мкм Средниеплощади площади Средние ядер клеток ядер клеток мезенхимы,мкм2 мезенхимы, кв.мкм Количествоклеток клеток Количество мезенхимынана1000 мезенхимы 2 кв.мкм, шт. 1000 мкм , шт. 14 СК Рис. 6 Динамика морфометрических показателей мезенхимных клеток в I жаберной дуге на 12, 13, 14 стадиях Карнеги. Выводы 1. Вектор ростовых процессов и топика формирующихся органов в головном отделе эмбриона человека согласуются с состоянием промежуточного мозгового пузыря и осевого органа – хорды. 2. Формирование зачатков органов, производных промежуточного мозгового пузыря – нейрогипофиза и глазных пузырей – осуществляется идентично и обеспечивается тракционным механизмом. 3. Зоной трансформации эпителия стомодеума, кармана Ратке и глоточной кишки является граница кармана Ратке. 4. Трансформация эпителия сопровождается локальной активизацией феномена апоптоза. 5. Жаберные перепонки эмбриона человека имеют строение двухслойной решетчатой пластинки, формирующей систему двустороннего транспорта между амниотической жидкостью и содержимым глоточной кишки. 6. Время формирования межтканевых контактов нейроэктодермы промежуточного мозгового пузыря с кожной эктодермой и эпителием стомодеума следует классифицировать как критический период эмбрионального развития и формирования зачатков органов смешанного генеза, производных стенки промежуточного мозгового пузыря. 20 СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ 1. Байрамова, К.А. Структурная характеристика процессов эпигенеза развивающегося зародыша человека в сомитном и постсомитном периодах / К.А. Байрамова, Шилин К.О., … Идрисов Р.А. // Материалы 41-й Всероссийской научной конференции с международным участием студентов и молодых ученых «Актуальные проблемы теоретической, экспериментальной, клинической медицины и фармации», г. Тюмень, 2007. – С.126-127. 2. Богданов, А.В. Морфометрические показатели процесса дифференцировки компонентов аденогипофиза человека в эмбриональном периоде» / А.В. Богданов, К.О. Шилин, Р.А. Идрисов // Материалы 41-й Всероссийской научной конференции с международным участием студентов и молодых ученых «Актуальные проблемы теоретической, экспериментальной, клинической медицины и фармации», г. Тюмень, 2007. – С.127-128. 3. Соловьев, Г.С. Механизмы развития органов простого и смешанного генеза у человека и млекопитающих животных / Г.С. Соловьев, В.Л. Янин, … Р.А. Идрисов // Материалы научной конференции «Инновационные технологии в морфологии», Военно-медицинская академия, г. СанктПетербург, 2008. – С.135-138. 4. Богданов, А.В. Эпителий стомодеума и кармана Ратке человека в эмбриональном периоде / А.В. Богданов, Р.А. Идрисов, К.О. Шилин // Морфология, 2008. – Том 133. - №3. – С.25. 5. Идрисов, Р.А. «Формообразовательные процессы при развитии гипофиза человека» / Р.А. Идрисов, Е.Г. Баталов // Материалы межвузовской студенческой конференции «Актуальные вопросы морфологии 2008», г. Оренбург, 2008. – С.13-14. 21 6. Соловьев, Г.С. Реализация принципа провизорности в механизмах органогенеза / Г.С. Соловьев, В.Л. Янин, … Р.А. Идрисов // Морфология, 2009. – Том 136. - №4. – С.128-129. 7. Идрисов, Р.А. Преобразования стомодеума человека в эмбриональном периоде пренатального онтогенеза / Р.А. Идрисов // Материалы II Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Физиологические механизмы адаптации и экологии человека», г. Тюмень, 2012. – С.29-32. 8. Орлова, Е.С. Динамика формирования слизистой оболочки стомодеума человека / Е.С. Орлова, К.О. Шилин, … Р.А. Идрисов // Морфология, 2012. – Том 141. - №3. – С.179. 9. Соловьев, Г.С. Феномен провизорности в эмбриогенезах и при репаративной регенерации в постнатальном онтогенезе / Г.С. Соловьев, К.О. Шилин, …. Р.А. Идрисов // Материалы I Международной конференции «Морфоклинические аспекты безопасности жизнедеятельности», г. Воронеж, 2012. – С.94-96. 10. Идрисов, Р.А. «Структурная характеристика эпителия жаберного аппарата и стомодеума человека в эмбриональном периоде пренатального онтогенеза» / Р.А. Идрисов // Материалы 47-й Всероссийской научной конференции с международным участием студентов и молодых ученых «Актуальные проблемы теоретической, экспериментальной, клинической медицины и фармации», г.Тюмень, 2013. – С.178. 11. Соловьев, Г.С. Витальный цикл органа-регенерата в зоне анастомоза пищеварительного канала / Г.С. Соловьев, Д.В. Баженов, … Р.А. Идрисов // Морфология, 2013. – Том 144. - № 5. – С.115. 12. Соловьев, Г.С. Формирование провизорных структур в онтогенезе, культурах «in vivo» и при репаративной регенерации / Г.С. Соловьев, Е.Е. Ельцова, … Р.А. Идрисов // Материалы VII терапевтического форума «Актуальные вопросы диагностики и лечения наиболее распространенных заболеваний внутренних органов», г. Тюмень, 2013. – С.79-80. 22 13. Соловьева, О.Г. Развитие переднего отдела пищеварительного канала и воздухоносных путей у человека на сомитных стадиях эмбриогенеза / О.Г. Соловьева, Е.С. Орлова, … Р.А. Идрисов // Морфология, 2013. – Том 144. - №5. –С. 115. 14. Янин, В.Л. Динамика структурных показателей нефронов первичной почки человека и птицы на стадиях витального цикла / В.Л. Янин, О.Г. Соловьева, … Р.А. Идрисов // Морфология, 2013. – Том 144. - №5. – С.137-138. 15. Соловьев, Г.С. Феномен провизорности и морфофизиологический прогресс / Г.С. Соловьев, В.Л. Янин, … Р.А. Идрисов // Морфология, 2014. - № 3. – С.181. 16. Идрисов, Р.А. Морфогенез стомодеума человека в эмбриональном периоде / Р.А. Идрисов, О.М. Бондаренко, … И.А. Голубева // Морфология, 2014. - № 3. – С.81. 17. Соловьев, Г.С. Феномен провизорности как научная проблема в исследованиях ученых тюменской и хантымансийской морфологической школы / Г.С. Соловьев, В.Л. Янин, С.М. Пантелеев, Ю.В. Алексеева, Л.В. Вихарева, И.А. Голубева, Е.Е. Ельцова, С.А. Гольцман, Е.В. Иванова, Н.В. Иванова, Р.А. Идрисов, О.Ф. Истомина, А.В. Маргарян, О.М. Бондаренко, Д.А. Мухамедьяров, О.Г. Соловьева, Н.А. Сазонова, В.А. Шидин, Д.В. Янина, Т.Н. Соколова, Я.А. Карпова, Л.Н. Деревянко, В.В. Кужба // Материалы научно-практической конференции «Актуальные вопросы современной фундаментальной и клинической медицины», посвященной 80летию медицинского профессионального образования в ХМАОЮгре и 20-летию со дня основания Ханты-Мансийской государственной медицинской академии, «Научный медицинский вестник Югры», 2014. - № 1-2 (5-6). – С.177-182. 18. Соловьев, Г.С. Феномен конвергенции производных различных дифферонов при развитии органов смешанного генеза / Г.С. Соловьев, В.Л. Янин, С.М. Пантелеев, Ю.В. Алексеева, Л.В. Вихарева, И.А. Голубева, Е.Е. Ельцова, Е.В. Иванова, Н.В. Иванова, Р.А. Идрисов, О.Ф.0 Истомина, А.В. Маргарян, Д.А. Мухамедьяров, О.Г. Соловьева, В.А. Шидин, Д.В. Янина, Я.А. Карпова // Сборник научных трудов: «Учение о 23 тканях. Гистогенез и регенерация». Вопросы морфологии XXI века, 2015. – Вып. 4. – С.60-65. 19. Соловьев, Г.С. Морфогенезы в головном отделе зародыша человека на сомитных стадиях эмбрионального развития / Г.С. Соловьев, В.В. Банин, В.Л. Янин, С.М. Пантелеев, Р.А. Идрисов, В.А. Шидин, Ю.В. Алексеева, Н.А. Сазонова, О.М. Бондаренко // Медицинская наука и образование Урала, 2015. - № 2 (82). – Вып. 1. – Т.16. – С.55-59. 20. Соловьев, Г.С. О возможных механизмах реализации меторизиса при формировании эпителия глоточной кишки и еѐ производных / Г.С. Соловьев, Р.А. Идрисов, А.В. Маргарян, В.А. и др. // Журнал анатомии и гистопатологии, 2015. – Т.4. - № 3. – С.113-114. 24
