Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы
1.1. Современные представления об органах смешанного генеза 15
1.2. Гносеологические аспекты феномена провизорности 16
1.3. Провизорные механизмы формирования производных промежуточной мезенхимы на примере первичной и постоянной почки у позвоночных 18
1.4. Представление о механизмах формирования производных промежуточного мозгового пузыря на примере гипофиза .26
1.5. Реализация провизорности при формировании органов смешанного генеза .27
1.6. Экспериментальное изучение провизорности при регенерации и в культурах «in vivo» 35
1.7. Общая оценка данных литературы .39
Глава 2. Материалы и методы 40
Глава 3. Результаты собственных исследований
3.1. Реализация феномена провизорности в онтогенезе и эксперименте .46
3.1.1. Провизорность в морфогенезе первичной почки человека .46
3.1.2. Провизорность в морфогенезе первичной почки птицы 57
3.1.3. Сравнительная характеристика морфогенеза мезонефронов первичной почки человека и птицы 69
3.1.4. Особенности реализации принципа провизорности в условиях имплантации метанефроса 77
3.1.5. Имплантационный рост скелетных тканей и репаративная регенерация в зоне дефекта трубчатой кости .91
3.2. Формирование органов смешанного генеза на примере производных промежуточного мозгового пузыря, яичника и постоянной почки .106
3.2.1. Тракционный механизм органогенеза на примере развития гипофиза .106
3.2.2. Ультраструктурная характеристика механизма трансформации типа тканевого строения на примере эпителия кармана Ратке эмбриона человека .119
3.2.3. Механизмы морфогенеза яичника. Развитие гетерохронных органов на примере яичника 128
3.2.4. Механизмы морфогенеза нефронов постоянной почки человека 141
3.3. Обсуждение полученных результатов 154
Выводы 175
Заключение .178
Список литературы .180
- Провизорные механизмы формирования производных промежуточной мезенхимы на примере первичной и постоянной почки у позвоночных
- Провизорность в морфогенезе первичной почки птицы
- Имплантационный рост скелетных тканей и репаративная регенерация в зоне дефекта трубчатой кости
- Обсуждение полученных результатов
Провизорные механизмы формирования производных промежуточной мезенхимы на примере первичной и постоянной почки у позвоночных
С позиции изучения и понимания формообразовательных процессов при закладке органов в эмбриогенезе, механизмов морфогенеза провизорных структур и реализации принципа провизорности при развитии дефинитивных органов наибольший интерес представляют преобразования «промежуточной мезенхимы» (Гистологическая номенклатура, 2009) (в классических работах обозначаемой как «промежуточная мезодерма») при формировании мочевыделительной системы.
Результаты изучения роли промежуточной мезенхимы и ее дифференцировки в последовательных процессах формирования мочевой системы у позвоночных отражены в ряде классических и фундаментальных работ (Гертвиг О., 1912; Пэттен Б.М., 1959; Кнорре А.Г., 1967, 1971; Бодемер Ч., 1971; Волкова О.В., Пекарский М.И., 1976; Фалин Л.И., 1976; Станек И., 1977; Карлсон Б., 1983; Гамбарян С.П., Земанова З. 1991; Пантелеев С.М. и др., 2006, Ярославцева О.Ф., 2015; Иванова Н.В., 2015; Идрисов Р.А., 2016; Шидин В.А., 2016; Петренко В.М., 2017г).
Преобразования промежуточной мезенхимы в эмбриональном онтогенезе представляют собой сложный процесс последовательного и взаимозависимого формирования провизорных органов, не только отражающих филогенез органов мочеобразования, но и определяющих, по мнению ряда авторов (Соловьев Г.С. и др., 2004; Пантелеев С.М. и др., 2006; Гузенкова Д.В. и др., 2016) «совершенствование этих структур путем изменения субстрата провизорных органов в процессе эволюции дефинитивных».
Известно, что в процессе развития мочевой системы в пренатальном онтогенезе человека выделяют отдельные стадии органогенеза (предпочки -пронефроса, первичной почки - мезонефроса и постоянной почки - метанефроса). Выделение отмеченных стадий во многом связано с представлением о филогенезе органов мочеобразования, что отражено в значительной части научных исследований и учебных руководств (Пэттен Б.М., 1959; Фалин Л.И., 1976; Станек И., 1977; Карлсон Б., 1983; Белоусов Л.В., 1993; Ярыгин В.Н. и др., 2000; Милованов А.П., Савельев С.В., 2006; Пантелеев С.М. и др., 2006; Кузнецов С.Л., Мушкамбаров Н.Н., 2012; Хонин Г.А. и др., 2016а, 2016б, 2017а, 2017б; Esquela A.F., Lee S.J., 2003; Yamamoto M. et al., 2006; Gartner L.P., Hiatt J.L., Strum J.M., 2011; Abrahamson D.R. et al., 2012; Fanni D. et al., 2016; Gilbert S.F., 2016; Skorecki K. et al., 2016; Lindstrm N.O. et al., 2018).
При этом, при развитии органов мочеобразования у человека следует говорить не о формировании предпочки и первичной почки как органов, а как о стадиях развития мочевой системы, во-первых, отражающих закономерности филогенеза, а во-вторых, как о провизорных органах, определяющих развитие дефинитивной почки – метанефроса (Янин В.Л. и др., 2000а, 2000б; Пантелеев С.М. и др., 2006; Баженов Д.В. и др., 2011). В ряде фундаментальных работ (Новиков М.Б., 1969; Волкова О.В., Пекарский М.И., 1976; Карлсон Б., 1983), а также современных исследований (Янченко Н.В., 2005а, 2005б) отмечается, что деление на предпочку, первичную почку и постоянную почку является достаточно условным, так как между этими основными формами этапов дифференцировки органов мочевой системы существуют промежуточные формы, при этом развитие пронефроса, мезонефроса и метанефроса рассматривается как стадии формирования единого выделительного органа.
Характеризуя органы мочевой системы как производные промежуточной мезенхимы, ряд авторов подчеркивают стадийность формирования пронефроса, мезонефроса и метанефроса и кранио-каудальную направленность не только органогенеза, но и дифференцировки структурно-функциональных единиц этих органов (Вихарева Л.В., 1999а, 2009; Янин В.Л., 2001; Вихарева Л.В. и др., 2016б; Fourman J., 1974), при этом для нефроногенеза постоянной почки характерно формирование генераций (Пантелеев С.М., 1978а; Длоуга Г., Кршечек И., Наточин Ю., 1981; Круцяк В.Н. и др., 1988; Петренко В.М., 2003; Хонин Г.А. и др., 2016а, 2016б, 2017а, 2017б; Clark A.T., Bertram J.F., 1999; Xu J. et al., 2014, 2015; Gilbert S.F., 2016). При этом векторность последовательного образования генераций нефронов имеющая выраженную кранио-каудальную направленность у птиц преобразуется в вентро-дорзальную в постоянной почке млекопитающих животных и человека (Смышляева Р.К., 2006; Агафонова Н.А., 2011; Пантелеев С.М. и др., 2015) с сохранением проксимо-дистальной последовательности формирования нефронов (Пантелеев и др., 2006).
Выделение двух генераций нефронов (околомозговой и корковой) носит исторический характер (Зуфаров К.А., Гонтмахер В.М., Хидоятов Б.А., 1974; Dieterich H. et all., 1975; Adli M. et al., 2015), и в последнее время все исследователи метанефроса у человека выделяют три генерации нефронов, отличающихся не только по местоположению, но и по структуре, что наиболее значимо для участия в интегративной функции постоянной почки как важнейшего органа поддержания гомеостаза (Гончаревская О.А., 1977; Длоуга Г., Кршечек И., Наточин Ю., 1981; Гончаревская О.А., Рузиев Т.Р., 1981; Наточин Ю.В., 1982; Рузиев Т.Р., 1986; Пантелеев С.М., 1994а; Вихарева Л.В., 1999а; Агафонова Н.А., 2011; Хонин Г.А. и др., 2017а, 2017б; Clark A.T., Bertram J.F., 1999; McLaughlin N. et al., 2014; Gilbert S.F., 2016). Ряд авторов констатирует, что появление генераций нефронов происходит в процессе эволюции позвоночных (Пантелеев и др., 2006). Отмечено, что в почке миноги (круглоротые) популяции нефронов располагаются параллельно друг другу, как и в первичной почке лягушки (амфибии), а кавказской агамы (рептилии) при формировании постоянной почки выделяются поверхностные и глубокие нефроны. В почке куры (птица) уже различают корковые, мозговые и промежуточные популяции нефронов (Гончаревская О.А., 1976а; Гамбарян С.П., Земанова З., 1991).
В постоянной почке у человека выделяют 12 популяций нефронов, из которых к юкстамедуллярной относят первые три генерации, к промежуточной– с четвертой по восьмую генерации, а с девятой по двенадцатую – к поверхностной (Проняев В.И., 1985; Гистологическая номенклатура, 2009). Дифференцировка нефронов почки млекопитающих и человека направлена на поддержание постоянства внутренней среды организма и сохранения водно-солевого равновесия. Так, одним из отличительных признаков нефронов разных генераций является протяженность петли нефрона и глубина ее залегания в паренхиме почки, а также взаимосвязь петель нефронов с собирательными протоками, что является морфологической основой процесса реабсорбции воды (Проняев В.И., 1985). Именно эволюционирование механизмов фильтрации, секреции и реабсорбции определяет высокую степень различий нефронов постоянной почки и служит одним из факторов естественного отбора, что находит свое отражение, в фил- и онтогенезе органов мочевой системы (Гончаревская О.А., 1976а, 1976б; Гончаревская О.А., Длоуга Г., 1974; Гончаревская О.А., Рузиев Т.Р., 1981; Наточин Ю.В., 1982, 1988; Хонин Г.А. и др., 2017а, 2017б). Изучение мезонефроса привлекало внимание ученых как с позиции формирования провизорных органов в процессе эмбрионального развития позвоночных, так и с позиции понимания закономерностей эволюции мочевой системы в филогенезе амниот. Кроме того, процесс закладки, формирования и инволюции первичной почки во многом отражает именно последовательность и этапность дифференцировки промежуточной мезенхимы как единой составляющей формирования мочевой системы. В этом плане представляют интерес данные Янина В.Л. с соавторами приводимые в монографии «Мезонефрос» (2000а). Авторами определен «органотипический интервал» как показатель морфометрических параметров структур мезонефроса, располагающихся в пределах определенного размерного интервала, при этом на каждой стадии развития в этом интервале находится не менее 50% мезонефральных телец и канальцев. Подобные заключения в полной мере отражают представления ряда исследователей о перманентности кранио каудальной дифференцировки промежуточной мезенхимы (Пантелеев С.М., Вихарева Л.В., 2010; Баженов Д.В. и др., 2011; Соловьев Г.С. и др., 2014а) с закреплением в процессе эмбрионального онтогенеза ряда этапов органотипической дифференцировки в виде «про-», «мезо-» и «мета-» органных структур.
Представляет интерес характеристика оценки не только кранио каудальной направленности дифференцировки производных промежуточной мезенхимы, но и оценка взаимодействия производных промежуточной мезенхимы и роли каждого из формирующихся провизорных органов в формировании последующих эволюционно более сложных форм органов мочевой системы. Особого внимания заслуживает роль мезонефрального протока и его нижнего отдела, определяющего возможность формирования постоянной почки из каудальных отделов метанефрогенной мезенхимы (Волощенко А.А., 1970; Пантелеев С.М., 1978б; Мельман Е.П., Шутка Б.В., 1988; Вихарева Л.В., 2009; Хонин Г.А. и др., 2017а; Weissgarten J. et al., 2000; Oliver J.A. et al., 2002; Elger M. et al., 2003; Gerlach G.F., Wingert RA., 2013; Soueid-Baumgarten S. et al., 2014; Diep C.Q. et al., 2015; Gilbert S.F., 2016).
Провизорность в морфогенезе первичной почки птицы
Параллельно с изучением витального цикла первичной почки человека были исследованы закономерности становления мезонефроса у яйцекладущих амниотов на примере мезонефроса курицы (Gallus domesticus L.) (Смышляева Р.К., 2006; Носова Н.П., 2010; Агафонова Н.А., 2011). При изучении процессов формирования первичной почки птицы было показано, что вектор механизмов нефроногенеза у птицы характеризуется двумя вариантами кранио-каудальной и вентродорсальной направленности. Вентродорсальные мезонефроны строятся в первичной почке птицы в каудальных мезонефральных сегментах промежуточной мезенхимы. Сравнение с метанефроногенезом человека показало, что второй механизм построения мезонефронов - ветродорсальный может быть сравним со вторым механизмом метанефроногенеза – веерным.
Отсутствие вентродорсальных нефронов в первичной почке человека, скорее всего, объясняется краткосрочным витальным циклом первичной почки человека, так как известно, что уже к 11 неделе утробной жизни функционирующие нефроны в ней атрофируются, в то время как первичная почка курицы сохраняет свои функциональные потенции около месяца после выклевывания цыпленка. Первичная почка как провизорный орган, базисный для моделирования различных видов структурно-функциональных единиц органа мочеобразования, характеризуется многообразием вариантов формообразовательных процессов, которые подтверждают значимость провизорного органа в способности к рекапитуляциям, а также к проявлениям морфофизиологического прогресса – ароморфоза. Так, например, Молокова С.А. (2012) выявила нефростому при развитии мезонефронов первой генерации Вольфого тела крысы. Известно, что подобная структура является характерной чертой для пронефронов и мезонефронов анамний. Известны также варианты построения сосудистого компонента мезонефронов в виде гломусных структур также характерных для головной и первичной почки анамний (Янин В.Л. и др., 2000в, 2000г). Наиболее подробно процессы морфогенеза первичной почки птицы на примере развития мезонефроса цыпленка были представлены в нашей статье «Провизорные органогенезы на стадиях витального цикла первичной почки птицы» (Маргарян А.В. и др., 2014). Были показаны структурные изменения производных промежуточной мезенхимы в процессе дифференцировки мезонефроса птицы, представлены морфометрические параметры динамических процессов на 268 зародышах кур со стадии 48 часов до 20 суток инкубации.
Отмечено, что органогенез мезонефроса и формирование мезонефронов происходит соответственно определенным стадиям: зачатка, дифференцировки эпителия, морфофункциональной стабильности и инволюции. В процессе образования нефронов мезонефроса выявляются вентро-дорзальный и кранио-каудальный векторы дифференцировки. Нефроногенез происходит сальтаторно, зачатки образуются de novo, при этом процесс формирования вентродорсальных нефронов сопровождается механизмом индуктивной сегментации. В процессе вышеописанного механизма развития мезонефроса, дифференцируется три генерации мезонефронов и четыре типа мезонефральных канальцев.
На стадии 48 часов инкубации выводковой камеры, мезонефрос выглядит как выпячивание промежуточной мезенхимы в полость целома в виде валика. Источником формирования нефронов мезонефроса является, прилежащая к мезонефральному протоку в виде скопления клеток промежуточная мезенхима. Кранио-каудальный рост и дифференцировка мезонефрального протока, являющегося организатором процессов формирования органов мочеобразования, инициирует дифференцировку промежуточной мезенхимы мезонефрального тяжа. Эпителиальные клетки мезонефрального протока в дистальном отделе отличаются невыраженной базальной мембраной и без границ переходят в сгущение клеток мезонефрального тяжа. Процесс дальнейшего формирования первичной почки птицы характеризуется дифференцировкой базальной мембраны эпителия мезонефрального протока, клетки мезонефрального тяжа начинают отделяться от эпителия мезонефрального протока, между ними образуются промежутки. Промежуточная мезенхима в каудальном отделе заполняет содержимое формирующегося мезонефроса, распространяется к целому, обеспечивая, в том числе, и выстилку вторичной полости. Наиболее дифференцированными являются структурные элементы, расположенные в проксимальных отделах мезонефрального тяжа. Морфологическим свидетельством участия мезонефрального протока в инициации мезонефроногенеза может служить утолщение его эпителиальной выстилки на стороне, обращенной к зачатку мезонефрона. Сгущения клеток мезонефрального тяжа, прилежащие к мезонефральному протоку, подвергаются дифференцировке в виде автономных островков по форме «шаровидных» зачатков мезонефронов. Дальнейший процесс дифференцировки «шаровидного» зачатка, заключается в том, что в его центре образуется полость, он приобретает вид мезонефрального пузырька с дальнейшим преобразованием в S-образный пузырек. Из «шаровидного» зачатка в дальнейшем происходит формирование мезонефрального тельца, в котором выделяется капсула клубочка с полостью между наружным и внутренним ее листками, сосудистый полюс капсулы. В данный период образуется эпителиальный тяж как дальнейший источник формирования мезонефральных канальцев.
Стадия 52 часов инкубации характеризуется тем, что тело зародыша цыпленка приподнимается над желтком и погружается в содержимое формирующегося амниона. Мезонефральный проток растет в кранио-каудальном направлении, что при органотипической дифференцировке в зоне краниальных мезонефральных сегментов определяет в последующем эстафетность формообразовательных процессов.
На стадии 84 часов инкубации мезонефрос птицы приобретает очертания окончательного органа. Дифференцировка мезонефронов в большей степени происходит в вентральном отделе органа, при этом дорзальный отдел является зоной формирования сосудистого бассейна мезонефроса, а промежуточный отдел по расположению соответствует «мозговому» веществу. Формирующиеся мезонефральные канальцы устанавливают связь с мезонефральным протоком, в результате чего в зоне контакта образуется каналец IV типа, являющийся предшественником мочеотводящих путей.
На основании проведенного исследования мезонефроса яйцекладущих амниотов показано, что при образовании структурно-функциональных единиц органа определяются три генерации мезонефронов, первая из которых формируется в краниальных отделах мезонефрального тяжа. При этом мезонефроны первой генерации, состоящие из мезонефрального тельца и мезонефральных канальцев подвергаются атрофии, не достигая структурно-функциональной дифференцировки.
Формирующаяся на стадии 104-х часов инкубации вторая генерация мезонефронов характеризуется равновесием между образованием новых и атрофией части нефронов краниального отдела мезонефроса. В дифференцированных мезонефронах определяются все структуры, которые обеспечивают выполнение значимых функций органа, к которым относится фильтрация, реабрсорбция, секреция и транспорт веществ.
По удаленности от мезонефрального тельца к мезонефральному протоку в мезонефральных канальцах первичной почки птицы определяются четыре различных по морфологическому строению, функции и морфометрическим показателям отдела, которые обозначаются нами как канальцы I, II, III и IV типов. Начинающийся от устья полости мезонефрального тельца каналец I типа участвует в обеспечении регенерации эпителиальной выстилки тельца и канальцев мезонефрона, в выполнении функции реабсорбции, секреции и транспорта (рисунок 8).
Имплантационный рост скелетных тканей и репаративная регенерация в зоне дефекта трубчатой кости
Данный раздел работы мы выполнили с целью подтвердить детерминированность принципов провизорности на примере имплантационного роста опорных тканей.
Один из главных вопросов – сохраняются ли провизорные свойства морфологического субстрата в постнатальном периоде, а также на фоне действия раздражающих факторов экосистемы (на примере имплантационного роста скелетогенной мезенхимы и провизорного гиалинового хряща в организме интактных животных и животных пораженных суперинвазионным описторхозом).
Репаративная регенерация – это сложный процесс, который сопровождается реализацией биологических потенций морфологического субстрата, а значит должен сопровождаться и проявлениями эволюционно закрепленного адаптивного механизма – провизорностью (Соловьев Г.С. и др., 2004; Пантелеев С.М. и др. 2014а). Несмотря на детерминированную способность тканей и органов к физиологической и репаративной регенерации, восстановление утраченного находится под контролем локальных и дистантных факторов регуляции экзо- и эндогенного генеза (Данилов Р.К., Боровая Т.Г., 2003; Стадников А.А., 2001; Канюков В.Н., Стадников А.А., Трубина О.М., 2005, Семченко В.В. и др., 2012).
Применительно к настоящему разделу исследования следует отметить, что к факторам, стимулирующим регенераторные процессы скелетных тканей, относятся биологически активные субстраты нейро- и эндокринной природы, широкий набор цитокинов, пассивная стимуляция детерминированных остеогенных клеток-предшественников аллогенными костными или синтетическими заменителями, продуктами переходного эпителия, компрессионно-дистракционными устройствами и др. (Фриденштей А.Я., Лалыкина К.С., 1973; Илизаров Г.А., Щуров Г.А., 1988; Бахлыков Ю.Н., 2006; Попков А.В., Попков Д.А., 2006; Попова Л.А., 2006; Мушкабаров Н.Н., Кузнецов С.Л., 2007; Ступина Т.А., 2015).
В это же время активируются региональные макрофаги, которые обеспечивают миграцию в очаг поражения (в зону дефекта) коммитированных клеток тех дифферонов, которые участвуют в репаративном или имплантационном морфогенезе. Затем начинается фибробластическая стадия и постепенно формируется соединительнотканный каркас, а впоследствии сосудистый бассейн имплантата. Устанавливаются межтканевые контакты воспринимающего и имплантируемого субстрата, начинается процесс имплантационного роста (Абидов М.Т. и др., 2012; Брыкина И.А., 2011; Данилова И.Г. и др., 2010; Йылмаз Т.С. и др., 2012; Пантелеев С.М. и др., 2014 а; Соловьев Г.С., 1968, 1969; Lee P.T. et al., 2010).
В качестве создания модели для изучения роли регуляторных факторов локального и дистантного характера действия на процессы репарации мы обратились в экосистеме и остановились на региональном гельминтозе – описторхозе. Из сведений научной литературы обнаружилось, что при описторхозной инвазии страдают не только органы - мишени (печень, поджелудочная железа), но и те органы и ткани, которые не вступают в контакт с гельминтом (Рыбников В.И., 1986; Матусевич С.Л. и др., 2000; Соловьева А.В., 2007; Соловьева О.Г., 2011). Более того, оказалось, что в патогенез описторхоза вовлекается геном. Впервые молекулярно-генетические исследования при описторхозе были проведены в 2007 году (Бычков В.Г. и др.). В частности, была выявлена мутация генов ответственных за продукцию Р-53; Р-16, с-kit, k-ras (Бычков В.Г., Сергиев В.П., Сабиров А.Х., 2007; Вакулина О.Э., 2008).
Учитывая локальное и дистантное действие метаболитов описторхисов на ткани и органы «хозяина», мы посчитали возможным изучить объективность существования феномена провизорности на фоне суперинвазионного описторхоза. Задачей настоящего раздела была попытка поиска локуса инициации активности репаративных процессов в культурах в организме (имплантационный рост) и в зоне дефекта трубчатой кости с расшифровкой тканево- и органотипического роста, подтверждающих провизорную компетенцию.
Закрытие дефекта трубчатой кости в обеих группах экспериментальных животных (опыт – инвазированные; контроль – не инвазированные) осуществляется в соответствии со стадиями репаративной регенерации при переломах и характеризуется этапностью, закрепленной на уровне фило- и онтогенеза. При анализе гистологических срезов в зоне дефекта выявляется тотальное разрушение костной стенки диафиза, крупные фрагменты костной ткани и сквозной раневой канал от периоста до костномозговой полости (рисунок 43). Противоположная стенка диафиза остается не поврежденной. Зона дефекта заполняется сгустками фибрина, форменными элементами крови, мелкими кусочками костной ткани (результат разрушения диафиза при формировании дефекта) (рисунок 44).
Гематома в перифокальной зоне имеет важное прогностическое значение, зачастую определяя границы регенераторной «мозоли». По мере заполнения зоны дефекта грануляционной тканью протекают процессы репарации с образованием очагов гистогенеза скелетных тканей. Отмечается формирование хондрогенных и остеогенных очагов со стороны эндоста и периоста.
Наиболее активно гистогенез скелетных тканей осуществляется со стороны костномозговой полости, которая к 10 суткам эксперимента заполняется регенератом.
Одной из особенностей гистологического строения регенерата при гельминтозе было облигатное содержание компонентов хрящевой ткани. В организме незараженных животных хрящевые участки в регенератах характеризовались факультативным содержанием (могли отсутствовать).
На 10 сутки эксперимента мы провели исследование пролиферативной активности клеток механоцитарных дифферонов методом авторадиографии. Выявили их способность включать предшественники ДНК.
В процессе анализа автографов было показано, что у животных зараженных описторхозом включения Н3-тимидина в ядра клеток было достоверно выше (рисунок 45, 46, 47).
Обсуждение полученных результатов
Феномен провизорности, как проблема теоретической эволюционной морфологии, начиная с завершающего десятилетия XX века и по настоящее время, привлекает внимание представителей многих научных школ. Термин «провизорный» известен давно и используется биологами и эмбриологами для обозначения временных органов (парус, брюшные конечности, жабры и др.), которые образуются у зародышей и личиночных форм насекомых, оболочников, гребневиков, круглоротых и ряда иных форм животного мира, а затем исчезают в онтогенезе. Обычно, в категории провизорных органов оказываются те, которые были хорошо развиты у предков данного вида, а у потомков утратили своё значение.
Как морфогенетический и адаптивный механизм эволюционирования тканей и органов феномен провизорности, был впервые описан в докторской диссертации Соловьева Г.С. «Принцип провизорности в гисто- и органогенезах высших млекопитающих животных и человека» (2002), а затем в ряде монографий, статей и выступлений на научных конференциях, съездах, конгрессах, симпозиумах (Соловьев Г.С. и др., 2004, 2011, 2014а, 2014б; Пантелеев С.М. и др., 2006, 2014а). После «пионерных» работ по проблеме провизорности представителями Тюменской и Ханты-Мансийской школы морфологов, создателем которой был Заслуженный деятель науки Российской Федерации, доктор медицинских наук, профессор Дунаев Павел Васильевич, был выполнен ряд докторских и кандидатских диссертаций (Миллер Л.Г., 2004; Богданов А.В., 2005; Смышляева Р.К., 2006; Струихина О.В., 2006; Вакулина О.Э., 2008; Баранов С.В., 2009; Вихарева Л.В., 2009; Шилин К.О., 2010; Хадиева Е.Д., 2010; Носова Н.П., 2010; Агафонова Н.А., 2011; Молокова О.А., 2012; Маркелова П.П., 2014; Иванова Н.В., 2015; Идрисов Р.А., 2016; Шидин В.А., 2016, Гузенкова Д.В., 2018). В каждой из перечисленных научно-квалификационных работ значительное внимание было уделено проблеме провизорности, и каждая диссертация несла новые представления о сущности феномена и расширяла круг сведений о закономерностях становления провизорного субстрата в эмбриогенезе, в условиях репаративной регенерации и имплантационного роста.
Первые результаты исследований, позволившие говорить о провизорных механизмах в гисто- и органогенезах были получены при изучении биологических потенций скелетогенной мезенхимы и эмбрионального хряща (Соловьев Г.С., 1968, 1969). При изучении эмбрионального гиалинового хряща его свойства были исследованы и оценены с позиций «опыта исследования эволюции хрящевой и костной ткани» (Румянцева А.В., 1958). Эмбриональный гиалиновый хрящ в названных работах был проанализирован как тканевая структура, признанная провизорной в соответствии с существующими на тот период представлениями. Официально к категории провизорных объектов гистологи, специалисты по изучению животных типа хордовых и человека, относили мезонефрос (первичная почка) – провизорный субстрат органного уровня, а также гиалиновый хрящ – провизорная структура тканевого уровня. По мнению А.Г. Кнорре «Выяснение особенностей дифференциации провизорных тканей и органов в сравнении с таковой дефинитивных как для каждого случая, так и в различных эволюционных рядах должно составить широкую программу систематических исследований» (1971). Это обращение фактически стало наказом обратить должное внимание научного сообщества на само понятие «провизорных тканей и органов» и необходимость расшифровки особенностей механизмов их развития, трансформаций и коррелятивных взаимоотношений на стадиях эмбриогенеза, постнатального развития организма и в эксперименте.
Так, процессы трансформации эпителиальной выстилки головной кишки и ее производных издавна привлекают внимание исследователей. К настоящему времени в теоретических разработках механизм смены однослойного эпителия глоточной кишки на многослойный эпителий адресуется принципу меторизиса В.М. Шимкевича. Подробно первоначальное видение механизма меторизиса было представлено А.Г. Кнорре и В.П. Михайловым в (1961). В статье «Принцип меторизиса В.М. Шимкевича и его значение для гистологии» ведущие отечественные ученые изложили историю создания оригинального взгляда на механизм перестройки, а точнее механизм продвижения эктодермального пласта в полость головной кишки и далее в пищевод. Объектом исследования В.М. Шимкевича был пищевод, однако смена эпителиального покрова осуществляется не только при развитии пищевода, но и при развитии стомодеума, кармана Ратке, глотки, поэтому феномен меторизиса, по всей вероятности, касается и преобразования эпителия указанных органов. «Если какой-нибудь орган, - писал В.М. Шимкевич, - возникает из двух зачатков, различных по своему происхождению, нередко принадлежащих к различным эмбриональным пластам, то граница, разделяющая эти два зачатка, может вследствие преобладания одного зачатка и убыли другого переноситься в том или другом направлении. Мыслимо, что, в конце концов, один зачаток совершенно вытеснит другой, и орган смешанного происхождения станет однородным. Подобное перемещение границы ….. я назвал меторизисом….» (цитировано по А.Г. Кнорре, В.П. Михайлов, 1961, С. 77). Понятие меторизиса трактуется как «вектор перемещения», которое реализуется как механизм морфогенеза при разрастании многослойного эпителия в каудальном направлении и постепенной «оккупации» выстилающей поверхности головной кишки вплоть до пищевода включительно. Как правило, инициирующим локусом трансформации типа эпителиального пласта считается зона формирования эмбриональных индуктивных систем. Подобные системы формируются в местах контактов стенок органов производных различных эмбриональных закладок (Богданов А.В., 2005; Вихарева Л.В., 2009; Шилин К.О., 2010). Подобными инициирующими зонами могут быть жаберные дуги, формирующиеся мозговые пузыри, контактирующие с ними кожная и стомодеальная эктодерма, энтодерма раннего периода построения глоточной кишки. Классические работы А.Н. Бажанова о пищеводном эпителии (1978) и анализ возможных механизмов его гистогенеза (Борисов И.Н., Дунаев П.В., Бажанов А.Н., 1986) во многом раскрывают понятие эволюционирования, но отнюдь не механизм трансформации. Совокупность представлений о генезе и онтогенетических преобразованиях пищеводного эпителия, роли энтодермы или же прехордальной пластинки («прехордального поля») по другим источникам, к сожалению, не только усложняют расшифровку этого процесса, но и откровенно запутывают её (Хлопин Н.Г, 1946; Кнорре А.Г, 1967, 1971; Кнорре А.Г., Михайлов В.П., 1961; Королев В.А., Потоцкая О.Ю., 2015; Muller F., O Rahilly R., 2003; Bessarab D.A. et al., 2015; Korolyov V.A., Pototskaya O.Y., 2015). Конкретным шагом продвижения дискуссии по данному вопросу явилась попытка Шилина К.О. (2010) и наших совместных работ (Маргарян А.В. и др., 2015; Соловьев Г.С. и др., 2014а, 2014б, 2015а, 2016б, 2016) представить смену эпителиев головной кишки как результат апоптоза и появления клеток качественно новой генерации. Анализируя материал собственных исследований, мы смогли наблюдать динамику трансформации эпителия кармана Ратке с привлечением электронной микроскопии. Это позволило уделить особое внимание роли апоптоза и констатировать «сшивание» дефектов пласта уплощенными эпителиоцитами, потерявшими контакт с базальной пластинкой. Феномен «сшивания» оказался приемлемым и способным в ускоренном варианте восстановить дефекты в зоне апоптически измененных клеток.
При исследовании механизмов гисто- и морфогенезов производных скелетогенной мезенхимы и промежуточной мезенхимы были выявлены закономерности формообразовательных процессов, в соответствии с которыми эмбриональный зачаток или его производные проходят эстафетный цикл трансформации на этапах построения дефинитивного субстрата. Было в частности показано, что промежуточные (провизорные) формы организации биологического субстрата являются базовыми для моделирования структурно функциональных единиц или целых органов при формировании дефинитивных органов (Богданов А.В., 2005; Смышляева Р.К., 2006; Струихина О.В., 2006; Пантелеев С.М. и др., 2006, 2014а; Вихарева Л.В., 2009; Агафонова Н.А., 2011; Носова Н.П., 2010; Иванова Н.В., 2015).Детерминация феномена провизорности была подтверждена при изучении гисто- и органогенезов на фоне хронического и суперинвазионного описторхоза (Баранов С.В.. 2009; Соловьев Г.С …Маргарян А.В., 2011, 2014), при наложении соустий (анастомозов) в переднем и среднем отделах пищеварительного канала (Молокова О.А., 2012) и на фоне формирования очагов онкогенеза (Хадиева Е.Д., 2010).
Несмотря на, казалось бы, довольно длительную историю изучения провизорных тканей и органов, исследование их, как правило, было связано с констатацией морфофункциональных показателей определенной структуры – тканей или органа, не вникая в существо механизмов формирования этих субстратов. Представители Тюменской морфологической школы впервые «усмотрели» в провизорности механизм эволюционирования биологического субстрата различного уровня иерархии (ткань, орган, система органов), а также показали, что одним из основополагающих признаков феномена провизорности является не повторение анцестральных качеств, характерное для рекапитуляции, а «поиск» качественно новых механизмов формообразовательных процессов, лежащих в основе морфофизиологического прогресса (Соловьев Г.С., Янин В.Л., …. Маргарян А.В., 2011, 2014).