Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Современные представления об источниках развития и дифференцировке клеток и симпластов скелетной мышечной ткани, моторных нейронов спинного мозга позвоночных 10
1.1. Гистогенез скелетной мышечной ткани 10
1.2. Характеристика функционально различных мышечных волокон . 28
1.3. Гистогенез нервной ткани 35
1.4. Развитие спинного мозга курицы 44
1.5. Формирование синаптического аппарата функционально различных волокон скелетных мышц позвоночных 46
Глава 2. Материал и методы исследования 54
2.1. Материал исследования 54
2.2. Методы исследования 57
Глава 3. Морфометрическая характеристика скелетной мышечной ткани кур в эмбриональном гистогенезе 65
3.1. Морфометрическая характеристика изолированных симпластов передней широчайшей мышцы спины 65
3.2. Морфометрическая характеристика изолированных симпластов задней широчайшей мышцы спины 73
3.3. Сравнительная морфометрическая характеристика изолированных симпластов функционально различных скелетных мышц 80
3.4. Характеристика процессов пролиферации и дифференцировки 93
3.5. Математическое моделирование принадлежности развивающихся мышечных волокон к различным гистохимическим типам 97
Глава 4. Ультраструктурная характеристика мышечных волокон в мышцах разных функциональных типов 113
4.1. Ультраструктурная характеристика мышечных волокон в передней широчайшей мышце спины куриных эмбрионов 113
4.2. Ультраструктурная характеристика мышечных волокон в задней широчайшей мышце спины куриных эмбрионов 125
Глава 5. Пролиферация, дифференцировка и гибель нейронов спинного мозга в эмбриональном гистогенезе 135
5.1. Морфометрическая характеристика нейронов спинного мозга 135
5.2. Процессы пролиферации, дифференциации и гибели нейронов спинного мозга в эмбриональном гистогенезе 148
Глава 6. Обсуждение полученных результатов 154
Выводы 163
Литература 166
- Характеристика функционально различных мышечных волокон
- Морфометрическая характеристика изолированных симпластов задней широчайшей мышцы спины
- Ультраструктурная характеристика мышечных волокон в задней широчайшей мышце спины куриных эмбрионов
- Процессы пролиферации, дифференциации и гибели нейронов спинного мозга в эмбриональном гистогенезе
Введение к работе
Актуальность проблемы. Познание гистогенетических основ формирования нервно-мышечных взаимоотношений в эмбриональном развитии позвоночных и человека является актуальной проблемой современной биологии. Изменение двигательной активности человека приводит к развитию гиподинамии и миопатий различного генеза.
В классических гистологических трудах академиков Н.Г. Хлопина (1946) и А.А. Заварзина (1953) вопросы возникновения и развития соматической мускулатуры рассматриваются в тесной связи с происхождением нервных структур. На наличие эволюционно-гистологической связи между элементами центральной нервной системы и волокнами скелетной мышцы указано в работах Р.К. Данилова (1996, 2004, 2008). К настоящему времени накоплен определенный фактический материал по закономерным процессам эмбрионального и постнатального гистогенеза скелетной мышечной и нервной тканей (Кузнецов Л., Горячкина В.Л., 2001; Шубникова Е.А. и соавт., 2001; Одинцова И.А., 2004; Ахмадеев А.В., Калимуллина Л.Б., 2006; Lessard J. et al., 2007). Вопросы дифференциации в развитии различных тканевых систем успешно разрабатываются в исследованиях В.К. Верина (1996), Э.И. Вальковича (2003), Е.И. Чумасова (2006). Закономерностями эмбрионального гистогенеза во многом определяются регенерационные потенции той или иной ткани (Гололобов В.Г., 2003, 2004; Графова Г.Я., 2004; Хилова Ю.К., 2004).
Благодаря внедрению современных методов исследования выявлен ряд существенных закономерных процессов формирования двигательных (нейромоторных) единиц. Показано, что большинство мышц позвоночных и человека содержит разное количество двигательных единиц, от этого зависит реакция мышц в условиях регенерации, патологии, гипо- и гиперкинезии. Однако большинство работ в этой области имеет преимущественно физиологический характер.
Отсутствуют комплексные сравнительные гистологические исследования автономных гистогенезов скелетной мышечной и нервной тканей. Нет данных по морфометрической характеристике развивающихся тканевых структур на изолированных препаратах нейронов и миосимпластов в эмбриогенезе. Фрагментарно исследованы процессы пролиферации и дифференциации клеток и симпластов функционально различных скелетных мышц в разные периоды эмбриогенеза. С позиций клеточно-дифферонной организации тканей недостаточно освещены ультраструктурные преобразования миосимпластов различных гистохимических типов.
Анализ современной научной литературы показывает, что имеется ряд малоисследованных вопросов по характеристике автономных гистогенезов скелетной мышечной и нервной тканей, изучение которых будет способствовать не только теоретическому пониманию процессов эмбрионального развития специализированных тканей, но и является актуальным для дифференциальной диагностики и терапии врожденной и приобретенной патологии нервно-мышечной системы.
Цель исследования — морфологически охарактеризовать развитие мышечных волокон в составе передней широчайшей мышцы спины (ПТТТМС) и задней широчайшей мышцы спины (ЗШМС) и нейронов спинного мозга в эмбриональном гистогенезе у кур.
Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:
1. Дать сравнительную морфологическую характеристику изолированным мышечным волокнам функционально различных скелетных мышц.
2. Исследовать процессы пролиферации и дифференцировки клеток и симпластов функционально различных скелетных
3. Дать ультраструктурную характеристику развивающимся мышечным волокнам в мышцах разных функциональных типов.
4. Разработать математическую модель, которая позволяет определить принадлежность мышечного волокна к гистофизиологическому виду.
5. Дать сравнительную морфологическую характеристику изолированным нейронам спинного мозга.
6. Выявить методами цитофотометрии и электронной микроскопии пролиферацию, дифференцировку и гибель двигательных нейронов.
Научная новизна и практическая значимость работы. Впервые комплексом гистологических методов проведено сравнительное изучение дифференцировки изолированных мышечных волокон функционально различных скелетных мышц и нейронов спинного мозга в эмбриональном гистогенезе у птиц. Это позволило выявить морфофизиологические свойства мышечных волокон и иннервирующих их моторных нейронов.
Методами цитофотометрии изучены и сопоставлены процессы пролиферации мышечных и нервных элементов в ходе эмбрионального гистогенеза.
Впервые предложена и апробирована математическая модель, которая позволяет по комплексу морфометрических параметров определить гистохимический и функциональный профиль развивающегося мышечного волокна.
На основе фактов, полученных при изучении процессов гибели гистологических элементов в развитии скелетной мышечной и нервной тканей, выявлены стадии гистогенеза с максимально^ выраженностью этих процессов. Это дает основание для выделения критического периода в развитии изученных тканей.
Изучение гистогенетических процессов, лежащих в основе развития волокон скелетной мышечной ткани, двигательных нейронов спинного мозга необходимо для создания экспериментальных моделей, позволяющих изучать влияния факторов среды и фармакологических препаратов на формирование нервно-мышечных взаимодействий и развитие патологии нервно-мышечного аппарата.
Материалы диссертации используются в учебном процессе на кафедре гистологии (с курсом эмбриологии) Военно-медицинской академии им. СМ. Кирова при чтении лекций и проведении практических занятий для курсантов и студентов факультетов подготовки врачей.
Положения, выносимые на защиту:
1. В период с 10-х по 15-е сутки эмбрионального развития кур в процессе дифференцировки элементов скелетной мышечной ткани и нервной ткани спинного мозга наблюдается высокая степень гетероморфии гистологических элементов, что проявляется вариабельностью стандартных морфометрических показателей и цитофотометрическим исследованием содержания ДНК в ядрах мышечных и нервных элементов.
2. В развитии мышечной ткани в составе функционально различных скелетных мышц мышечные элементы задней (белой) широчайшей мышцы спины характеризуются более дифференцированным состоянием, что выражается большим показателем ядерно-цитоплазменного отношения, содержанием миофибрилл, меньшим средним содержанием ДНК в ядрах мышечных элементов по сравнению с таковыми в передней
(красной) широчайшей мышце спины.
3. В эмбриональном гистогенезе скелетной мышечной ткани и нервной ткани спинного мозга выявляется гибель гистологических элементов. В мышечной ткани гибель регистрируется на стадии развития мышечных трубочек. Гибель нервных элементов наблюдается на всех изученных стадиях эмбриогенеза. Гибель нейронов значительно превышает таковую в развитии скелетной мышечной ткани.
4. Выявленные морфометрические характеристики дифференцирующихся мышечных элементов в процессе гистогенеза позволяют использовать методы математического моделирования для построения линейно-классификационных функций с целью определения принадлежности мышечных волокон к определенному функциональному типу.
Апробация материалов исследования. Материалы диссертации доложены и обсуждены на 18-й научной конференции гистологов «Фундаментальные и прикладные проблемы гистологии. Гистогенез и регенерация тканей» (г. Санкт-Петербург, 2004), V Общероссийском съезде анатомов, гистологов и эмбриологов (г. Казань, 2004), научнопрактической конференции молодых ученых и специалистов «Актуальные вопросы клинической и экспериментальной медицины» (г. СанктПетербург, 2006, 2007), 8-м, 9-м и 10-м Международных научных симпозиумах «Применение современных методов анализа в изучении структуры и функции клетки» (г. Архангельск, 2006, 2007, 2008), X Всероссийской медико-биологической конференции молодых исследователей «Человек и его здоровье» (г. Санкт-Петербург, 2007), IX Конгрессе международной ассоциации морфологов (Узбекистан, г. Бухара, 2008).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 19 работ, в том числе в ведущих рецензируемых журналах, входящих в перечень ВАК. Получено удостоверение на одно рационализаторское предложение.
Структура и объем работы. Материалы диссертации представлены на 190 страницах. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материала и методов исследования, трех глав собственных исследований и одной главы по их обсуждению, выводов и списка литературы. Работа иллюстрирована 68 рисунками и 44 таблицами. Список литературы включает 221 источник, из них 62 работы отечественных авторов.
Характеристика функционально различных мышечных волокон
Различия в скелетных мышцах уже много десятилетий привлекают внимание морфологов и физиологов. В настоящее время скелетные мышцы классифицируют по кинетике и метаболизму.
В настоящее время используется фенотипическая классификация мышечных волокон, согласно которой различают медленные (волокна I типа) и быстрые (волокна II типа) волокна. Эти типы мышечных волокон содержат специфические изоформы миозина и различаются скоростью и силой сокращения (Лебедева Н.Б. и др., 1992). В так называемых медленных волокнах скелетных мышц, активность которых характеризуется более длительным участием в локомоциях и статических нагрузках, миозин и актин обновляются скорее, чем в быстрых, а при гипокинезии их обновление замедляется. Отсюда следует, что мышечная активность влияет на обновление двух основных сократительных белков (Сээне Т.П., 1990). По утомляемости волокна II типа подразделяются на подтипы ПА — медленноутомляемые и ПВ — быстроутомляемые подтипы (Данилов Р.К., 1996). Кроме того, по специфическому профилю ферментов энергетического метаболизма I и ПА типы относят к окислительным (аэробным), а ПВ типы - к гликолитическим (анаэробным) (Лебедева Н.Б. и др., 1992). Существуют еще ПС волокна, обладающие промежуточными между I и II типами морфофункциональными свойствами. Каждый выделенный тип и подтип волокна подробно изучен гистохимическими и иммуноцитохимическими методами (Данилов Р.К., 1996).
Волокна I типа характеризуются малой силой и скоростью сокращения, но достаточной выносливостью. Они представлены мионами, как правило, небольшого диаметра, которые иннервируются малыми двигательными нейронами спинного мозга. Последние отличаются малой частотой импульсов в разряде (10-20 м/с), длительной следовой гиперполяризацией (около 150 мс), малой скоростью распространения потенциала действия по аксону (25 — 75 м/с). Саркоплазма мионов I типа богата ми 29 оглобином, миофибриллы плотно упакованы в пучки, между которыми располагаются митохондрии. Объемная плотность митохондрий достигает 15 %. При этом субсарколеммальные митохондрии крупнее меж-миофибриллярных. На поперечном срезе миона между миофибриллами выявляются так называемые поля Конгейма. Мембранный компонент симпласта развит относительно слабо. Из включений наиболее часто выявляются липидные капли и умеренное количество гранул гликогена. Гистохимически в волокнах определяется высокая активность окислительных ферментов, например сукцинатдегидрогеназы, особенно в области расположения субсарколеммальных митохондрий, но низкая активность миофибриллярной АТФазы. Вследствие этого волокна I типа при постановке первой реакции выглядят темными (позитивными), а второго— светлыми (негативными).
Электронно-микроскопически в структуре саркомера выявляется толстая Z-линия, а М-линия в составе анизотропного диска у человека-содержит 5 полос шириной 120 нм (Данилов Р.К., 1996).
Показано, что в волокнах I типа преобладают медленные легкие цепи миозина, но часто встречаются и быстрые. Отмечено также наличие всех быстрых и медленных изоформ легких цепей миозина. Наличие в данном типе мышечных волокон и быстрых, и медленных легких цепей миозина предполагает возможности регулировки скорости сокращения в соответствии с функциональными запросами путем различных комбинаций легких цепей миозина (Лебедева Н.Б. и др., 1992).
Ко II типу относятся волокна с большой силой и скоростью сокращения. В составе двигательной единицы они иннервируются большими "фазными" альфа-моторными нейронами спинного мозга, которые характеризуются большой частотой генерации потенциалов действия в каждом разряде (30-60 имп/с), коротким периодом следовой гиперполяризации (не более 100 мс), высокой скоростью проведения по аксонам (до 100 м/с).
При постановке реакции на выявление миофибриллярной АТФ со щелочной преинкубацией эти волокна выглядят темными (позитивными). Преинкубация при рЫ 4,6 позволяет разделить позитивные волокна на два подтипа: НА — светлые, ИВ - умеренно окрашенные.
Волокна ПА подтипа по диаметру несколько больше волокон I типа, саркоплазма богата миоглобином, содержит крупные митохондрии со светлым матриксом, объемная плотность которых достигает 15 %. В саркоплазме обнаруживаются липидные капли и гранулы гликогена. Мембранный компонент занимает около 15 % объема саркоплазмы симпласта. Гистохимические реакции выявляют относительно высокую активность АТФ миозина, умеренную активность сукцинатдегидрогеназы митохондрий. Все это характеризует волокно как промежуточное по степени окрашиваемости по сравнению с волокнами I типа и ПВ подтипа.
В структуре саркомера Z-линия имеет среднюю толщину по сравнению с крайними вариантами в других волокнах, М-линия содержит 5 полос, из них 2 - тонкие. В целом ширина М-линии составляет у человека 100 нм (Данилов Р.К., 1996). Волокна ПА и ПВ содержат только быстрые легкие цепи миозина в различных пропорциях (Лебедева Н.Б. и соавт., 1992).
Следовательно, волокна НА подтипа относятся к быстрым мышечным волокнам окислительно-гликолитического вида, которые способны к мощным сокращениям и устойчивы к утомлению. Внутриклеточные процессы в мышечных волокнах ПА подтипа основаны на аэробном и анаэробном путях обмена.
Морфометрическая характеристика изолированных симпластов задней широчайшей мышцы спины
В препаратах изолированных мышечных волокон задней широчайшей мышцы спины 10, 15, 17, 19-суточных куриных эмбрионов на разных сроках эмбриогенеза подсчитаны следующие морфометриче-ские параметры: длина и диаметр симпласта, число ядер в симпласте и число ядер на 100 мкм длины симпласта. У 10-суточных куриных эмбрионов развивающаяся мышечная ткань представлена миосимпластами и преимущественно мышечными трубочками. Ядра симпластов овоидной формы, занимают центрально осевое положение . Длина симпластов задней широчайшей мышцы спины колеблется от 248,5 мкм до 1420 мкм (среднее значение составляет 680 ± 27 мкм). Диаметр симпластов одинаков по всей длине и в среднем составляет 3,35 ± 0,06 мкм. У 15-суточных куриных зародышей развивающаяся мышечная ткань представлена молодыми мышечными волокнами. В препаратах изолированных мышечных волокон задней широчайшей мышцы спины 15-суточных куриных эмбрионов отмечается вариабельность мышечных волокон по длине и диаметру. Ядра симпласта у большинства развивающихся мышечных волокон смещены на периферию, встречаются мышечные элементы на стадии поздних мышечных трубочек (рис. 15). По данным морфометрии длина мышечных волокон колеблется в пределах от 852 мкм до 2173 мкм (среднее значение этого показателя составляет 1370 ± 35 мкм). Диаметр волокон колеблется в пределах от 2,8 мкм до 7 мкм (средний показатель диаметра мышечных волокон равен 4,70 ±0,12 мкм). Общее количество ядер в волокнах составляет 42,3 ± 1,4. На 100 мкм длины мышечного волокна приходится 3,09 ± 0,96 (табл. 8). У 17-суточных куриных эмбрионов развивающаяся скелетная мышечная ткань также представлена молодыми мышечными волокнами. Ядра в составе волокон занимают периферическое положение, саркоплазма заполнена миофибриллами (рис. 16). В мазках встречаются единичные мышечные волокна, у которых диаметр неодинаков на всем протяжении волокна и различная концентрация ядер в таких участках.
Длина мышечных волокон задней широчайшей мышцы спины колеблется в пределах от 710 мкм до 3408 мкм, средняя длина волокон составляет 1402 ± 42 мкм. Диаметр волокон меняется в пределах от 4,2 мкм до 11,2 мкм (средний диаметр мышечных волокон равен 7,55 ±0,18 мкм). Общее число ядер в мышечных волокнах задней широчайшей мышцы спины 17-суточных куриных эмбрионов составляет 124,9 ± 5,57, а количество ядер на 100 мкм длины волокна - 3,64 ± 0,32 (табл. 9).
У 19-суточных куриных эмбрионов мышечная ткань сформирована и представлена зрелыми мышечными волокнами. Миофибриллы занимают все центральную часть волокон, ядра смещены на периферию (рис. 17). Средний показатель длины мышечных волокон задней широчайшей мышцы спины 19-суточных куриных зародышей составляет 2764 ± 67 мкм, диаметр мышечных волокон равен 8,23 ± 0,07 мкм. Общее число ядер в мышечных волокнах составляет 124,9 ± 5,6, а количество ядер на 100 мкм длины волокна составляет 4,52 ± 0,30 (табл. 10).
Таким образом, сравнивая морфометрические параметры развивающейся задней широчайшей мышцы спины куриных эмбрионов на стадии 10, 15, 17, 19 суток инкубации, прослеживаются основные этапы миогистогенеза. Увеличивается длина мышечных волокон на всех сроках эмбриогенеза. Значительное увеличение длин симпластов приходится на период с 10-х по 15-сутки и с 17-х по 19-е сутки эмбрионального развития куриного зародыша. Также наблюдается постепенное увеличение диаметра развивающихся волокон.
У 10-суточных куриных эмбрионов длина симпластов передней широчайшей мышцы спины составляет 339 ± 14 мкм, тогда как длина симпластов задней широчайшей мышцы спины колеблется в пределах 680 ± 27 мкм. Увеличение длин симпластов сопровождается снижением показателей разнообразия случайных величин (стандартного отклонения и коэффициента вариации). В измерениях длин симпластов передней широчайшей мышцы спины и задней широчайшей мышцы спины 10-суточных куриных эмбрионов коэффициент вариации (Cv) составляет 0,422 ± 0,012 и 0,402 ± 0,008 соответственно. При сравнении результатов морфометрического анализа (табл. 12) обнаруживаются статистически высокозначимые различия между параметрами распределения длин симпластов (t= -31,614 при р 0,001).
Ультраструктурная характеристика мышечных волокон в задней широчайшей мышце спины куриных эмбрионов
У 10-суточных куриных зародышей развивающиеся мышечные элементы задней широчайшей мышцы спины представлены миосимпла-стами и мышечными трубочками. На данном этапе эмбриогенеза прослеживается слияние между промиобластами и миобластами, промиоб-ластами и мышечной трубочкой.
В миосимпластах развивающейся задней широчайшей мышцы спины 10-суточных куриных зародышей ядра занимают центрально осевое положение, а в цитоплазме идет сборка миофиламентов в миофиб-риллы (рис. 39). Ядро электронносветлое (много эухроматина), перинук-леарные пространства расширены неравномерно. Отчетливо видны рибосомы на наружной ядерной мембране. Цитоплазма электронносветлая. Много полирибосом, отдельных рибосом, комплекс Гольджи, единичные митохондрии.
В развивающихся мышечных трубочках задней широчайшей мышцы спины 12-суточных куриных эмбрионов миофибриллы преобладают. Ядра так же занимают центрально осевое положение (рис. 40). Ядро с неровными контурами ядерной мембраны, хорошо различимо ядрышко. На стадии поздних мышечных трубочек в цитоплазме последних происходит упорядочение миофибрилл с характерным расположением толстых и тонких миофиламентов, становятся видны саркомеры. Так же в цитоплазме мышечных трубочек различимы рибосомы, элементы Т-системы, митохондрий мало. Плазматическая мембрана неровная. В левом верхнем углу микрофотографии видна часть цитоплазмы, трудно идентифицировать ее принадлежность.
Рядом с развивающимися мышечными трубочками в задней широчайшей мышце спины на электронных микрофотографиях видны мало-дифференцированные клетки (рис. 41). Ядро промиобласта овоидной формы с ровными контурами ядерной оболочки и хорошо различимым ядрышком. В цитоплазме видны единичные митохондрии, синтеза миофиламентов не обнаруживается. Плазматическая мембрана с выростами. Ядро миосимпласта овоидной формы с незначительными инвагинациями ядерной оболочки, хорошо различимы четыре ядрышка. В ядре преобладает эухроматин. В цитоплазме идет синтез миофиламентов, видны единичные митохондрии и рибосомы.
Клеточная часть развивающихся мышечных элементов представлена миосателлитоцитами (рис. 42). Ядро миосателлитоцита (второго вида) неправильной формы, умеренной электронной плотности. В ядре хорошо различимы три ядрышка. Хорошо развита цитоплазма, в ней видны митохондрии, элементы ЭПС, рибосомы.
Молодые мышечные волокна в составе задней широчайшей мышцы спины куриных зародышей 15-17 дней инкубации характеризуются тем, что содержат большое количество миофибрилл, ядра смещаются под сарколемму.
В развивающихся мышечных элементах задней широчайшей мышцы спины чаще встречаются миосателлитоциты с электронно-плотными ядрами - миосателлитоциты первого вида. В их цитоплазме находятся единичные митохондрии, полирибосомы, канальцы гранулярной ЭПС. Миосателлитоциты находятся в тесном контакте с мышечными волокнами. У миосателлитоцитов первого вида в составе волокон задней широчайшей мышцы спины 17-суточных куриных эмбрионов ядра темные, овоидной или бобовидной формы (рис. 43, 44, 45). В цитоплазме видны полирибосомы, митохондрии и короткие канальцы гранулярной ЭПС.
В отличие от миосателлитоцитов, сопровождающих развивающиеся мышечные трубочки, в цитоплазме миосателлитоцитов мышечных волокон находится меньше свободных рибосом, митохондрий, отдельные элементы ЭПС.
На стадии молодых мышечных волокон встречаются мышечные элементы на различных стадиях дифференцировки (рис. 46).
Ядра симпластов развивающихся мышечных волокон 17-суточных зародышей (рис. 47) овоидной формы, электронносветлые. Перинукле-арные пространства расширены равномерно, на наружной ядерной мембране видны рибосомы. В околоядерной зоне видны единичные митохондрии с огромными вакуолями (дефект проводки), полирибосомы, комплекс Гольджи. В саркоплазме видны миофибриллы.
Зрелые мышечные волокна в составе задней широчайшей мышцы спины 19-суточных куриных зародышей характеризуются тем, что значительная часть цитоплазмы занята специальными органеллами — мио-фибриллами (рис. 48). Ядро симпласта крупное, электронносветлое (преобладает эухроматин), ядерная оболочка неровная. В околоядерной зоне находятся овальные митохондрии, ЭПС.
В тесном контакте с мышечными волокнами находятся миосател-литоциты. При этом часть клеток находится в фазе слияния с симпластом (рис. 49). В цитоплазме симпластов преобладают миофибриллы, митохондрий мало. В отличие от мышечных волокон передней широчайшей мышцы спины, где в цитоплазме симпластов между миофиб-риллами располагаются многочисленные митохондрии.
Миосателлитоциты в составе мышечных волокон 19-суточных эмбрионов имеют элетронноплотное ядро и незначительный объем цитоплазмы с единичными органеллами общего значения (рис. 50).
Процессы пролиферации, дифференциации и гибели нейронов спинного мозга в эмбриональном гистогенезе
Эмбриональный гистогенез, по определению А.А. Клишова (1984), - это комплекс координированных во времени и пространстве процессов пролиферации, клеточного роста, миграции, межклеточных взаимодействий, дифференциации, детерминации, программированной гибели клеток и некоторых других.
Диссертационное исследование представляет собой дальнейшее изучение вопросов стриомиогистогенеза и выяснения закономерностей эмбрионального развития скелетной мышечной и нервной тканей. Огромный вклад в разработку этих проблем внесли отечественные ученые Н.Г. Хлопин, А.А. Заварзин, А.Г. Кнорре, СИ. Щелкунов, А.А. Клишов, Р.К. Данилов. Результатам исследований по изучению гистогенезов мышечной и нервной тканей, их взаимоотношений в нормальных и экспериментальных условиях посвящены многочисленные обзоры и статьи.
Объектом диссертационного исследования служили куриные эмбрионы породы "Хайсекс белый кросс Э-21" 8, 10, 12, 15, 17, 19 суток инкубации. Исследовали функционально различные скелетные мышцы: переднюю широчайшую мышцу спины и заднюю широчайшую мышцу спины, а также фрагменты спинного мозга. Этим мышцам присуща наиболее однообразная гистохимическая структура (Сыч В.Ф. ,1999). Так передняя широчайшая мышца спины кур состоит преимущественно из красных мышечных волокон, а задняя — из белых. Структура развивающихся клеток и мышечных волокон у птиц имеет большое сходство с таковой у крыс и человека.
Гистогенез скелетной мышечной ткани характеризуется переходом миобластической стадии в стадию формирования клеточно-симпластических структур - мышечных трубочек, мышечных волокон, и их дифференцировкой в определенный гистофизиологический тип в составе задней (белой) и передней (красной) широчайших мышц спины. Это согласуется с данными литературы о закономерных процессах мио 155 гистогенеза (Клишов А.А., 1984; Данилов Р.К., 1996, 2008; Данилов Р.К., Одинцова И.А., 2001).
При сопоставлении морфометрических показателей развивающихся мышечных элементов в составе функционально различных скелетных мышц выявляется, что длина симпластов развивающейся задней широчайшей мышцы спины превышает длину симпластов развивающейся передней широчайшей мышцы спины. То же самое наблюдается при сравнении диаметров миосимпластов. Более чем в 8 раз увеличивается содержание ядер во фрагменте мышечного волокна передней широчайшей мышцы спины 15-суточного зародыша, а во фрагменте волокна задней широчайшей мышцы спины увеличение не столь значительно, но продолжается вплоть до 19-х суток развития. Пересчет числа ядер на единицу длины мышечного волокна выявляет увеличение концентрации ядер во фрагментах изолированных мышечных волокон развивающихся задней и передней широчайших мышц спины. Эти данные указывают на согласованное увеличение числа ядер в мышечных волокнах при увеличении их длины. Следует отметить значительную вариабельность мышечных волокон по длине, что заметно в препаратах изолированных мышечных волокон.
Гистогенез скелетной мышечной ткани сопровождается постепенным снижением внутридифферонной гетероморфии тканевых элементов. Наибольшая степень внутридифферонной гетероморфии наблюдается на 10-е сутки эмбриогенеза, что соответствует стадии мышечных трубочек.
Центральным вопросом миогенеза остается вопрос о соотношении процессов пролиферации и дифференциации миогенных элементов, как основы механизма становления ткани, участвующего в регуляции роста симпласта в длину и числа ядер в нем, а также количества волокон в мускуле (Данилов Р.К., 1996, 2008). Сдвиг ядерно-цитоплазменного отношения в сторону преобладания размеров цитоплазмы над размером ядра является важным показателем клеточной дифференциации. В диссертационном исследовании показано, что развивающиеся мышечные элементы в составе задней (белой) широчайшей мышцы спины по ядерно-цитоплазменному отношению более дифференцированы по сравнению с таковыми в передней (красной) широчайшей мышце спины на всех стадиях эмбрионального миогистогенеза. Мышечные элементы в составе передней широчайшей мышцы спины сохраняют пролиферативную активность, в то время как мышечные элементы в составе задней широчайшей мышцы спины переходят к стадии дифференцировки.
Цитофотометрическое исследование содержания ДНК в ядрах изолированных мышечных элементов проводили отдельно для передней широчайшей мышцы спины и задней широчайшей мышцы спины куриных эмбрионов. На миобластической стадии развития регистрируется наибольшее количество ядер со средним содержанием ДНК, превышающим такое на стадии молодых и зрелых мышечных волокон. Ядра мышечных трубочек в составе передней (красной) широчайшей мышцы спины по среднему содержанию ДНК превышают в 1,5 раза аналогичный показатель в ядрах мышечных трубочек задней (белой) широчайшей мышцы спины. Среднее содержание ДНК в ядрах молодых и зрелых мышечных волокон передней широчайшей мышцы спины выше на 20% по сравнению с аналогичным показателем в ядрах мышечных элементов задней широчайшей мышцы спины.
