Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Клеточные механизмы и ультраструктурные основы регенерации тканей в кожно - мышечной ране 14
1.1. Характеристика раневого процесса при заживлении кожно-мышечной раны после механического и огнестрельного повреждений 14
1.2. Источники посттравматической регенерации тканей кожи и скелетной мышцы 31
1.2.1. Эпителий и клеточные диффероны соединительных тканей кожи 31
1.2.2. Скелетная мышечная ткань 45
1.3. Проявление основных закономерных процессов регенерации тканей кожи 51
1.3.1. Эпителий 51
1.3.2. Соединительные ткани и кожная мышца 59
1.4. Дифференцировка миосателлитоцитов и симпластов в ходе регенерации скелетной мышечной ткани 70
1.5. Заключение 76
Глава 2. Материал и методы исследования
2.1. Материал исследования 81
2.2. Методы исследования 87
Глава 3. Клеточно-дифферонная организация тканей кожи и скелетной мышцы у животных до нанесения травмы
3.1. Кожа 90
3.2. Скелетная мышца 114
Глава 4. Регенерационный гистогенез в кожно-мышечной ране при механическом повреждении
4.1. Реактивные изменения клеточных дифферонов тканей кожи и их взаимоотношения на этапах заживления кожной раны 120
4.1.1. Эпителий 120
4.1.2. Соединительные ткани 140
4.2. Закономерные процессы регенерационного гистогенеза при механической травме скелетной мышцы 170
4.3. Гистоархитектоника регенерата при восстановлении целостности кожи и скелетной мышцы 191
Глава 5. Реактивные изменения тканей и регенерационный гистогенез на этапах заживления огнестрельной кожно - мышечной раны
5.1. Реактивность клеточных дифферонов тканей кожи и скелетной мышцы в некротической фазе 196
5.2. Гетероморфия, гетерохрония и гетерокинез клеточных дифферонов в фазе воспаления 214
5.3. Фаза регенерационного гистогенеза и ее основные проявления при заживлении кожи и восстановлении скелетной мышцы 233
5.4. Фаза адаптивной перестройки тканей регенерата кожи и скелетной мышцы опорно - двигательного аппарата . 283
Глава 6. Обсуждение полученных результатов 307
Выводы 357
Практические рекомендации 361
Список литературы 364
- Эпителий и клеточные диффероны соединительных тканей кожи
- Дифференцировка миосателлитоцитов и симпластов в ходе регенерации скелетной мышечной ткани
- Скелетная мышца
- Соединительные ткани
Введение к работе
Актуальность проблемы. Развитие современного общества характеризуется возрастанием нагрузки негативных антропогенных факторов на человека, возникновением локальных очагов межнациональных конфликтов, техногенными катастрофами, бытовыми криминогенными ситуациями. Одним из проявлений этих процессов является возникновение механических и огнестрельных ранений органов опорно - двигательного аппарата. В этой связи разработка проблемы регенерации тканей является актуальной для современной фундаментальной и практической медицины. В течение многих лет она является предметом исследований гистологов Военно-медицинской академии. В классических гистологических работах академиков Н.Г. Хлопина (1946) и А.А. Заварзина (1947, 1953) неоднократно подчеркивается, что восстановительная способность тканей является одним из важнейших признаков их детерминированности. Большая серия исследований по реактивности и регенерации тканей, суммированная в монографиях, принадлежит профессорам СИ. Щелкунову (1971, 1977) и А.А. Клишову (1971,1984).
Многолетнее изучение коллективом кафедры гистологии Воєнно -медицинской академии им. СМ. Кирова процесса регенерации различных тканей позволило сформулировать концепцию о регенерационном гистогенезе (Клишов А.А., 1984; Данилов Р.К., 1996, 2004). Дополненная понятием о клеточно - дифферонной организации тканей, проблема регенера-ционного гистогенеза нашла продолжение в работах В.Г. Гололобова (1997, 2004), Г.Я. Графовой (1997, 2004), Ю.К. Хиловой (1997, 1999, 2004) и других исследователей.
Проблемы заживления ран и регуляции посттравматического потенциала тканей активно разрабатываются как отечественными, так и за-
рубежными исследователями (Ерюхин И.А. и соавт., 1992; Брюсов П.Г. и соавт., 1996; Гуманенко Е.К., 1998; Миннуллин И.П., Суровикин Д.М., 2001; Зубарев П.Н., Ольшанский А.В., 2002; Burt С, 1998; Bostrom L., 1999). При этом применяются различные подходы к изучению данного процесса и методы его исследования. Несмотря на наличие большого фактического материала (преимущественно клинической направленности), в современной научной литературе нет однозначного решения проблемы о клеточных источниках развития тканей, об участии различных клеточных дифферонов в регенерационном процессе, межтканевых взаимодействиях в ходе формирования регенерата. Представление и трактовка данных реге-нерационного гистогенеза непременно связаны с такими ключевыми вопросами, как камбиальность, пролиферация, дифференциация и адаптация тканевых элементов. О трудности и дискуссионное этих вопросов свидетельствуют многие исследователи (Клишов А.А. и соавт., 1990; Кочетов Н.Н., 1991; Клочков Н.Д., 1997; Данилов Р.К., 2004; Мурзабаев Х.Х., 2004).
Одной из возможных причин того, что некоторые вопросы гистологии раневого процесса до сих пор остаются не изученными или мало исследованными, является недооценка развития тканей и их свойств, которые формируются к моменту травмы. В современной литературе имеется мало сведений о комплексной характеристике жизнеспособности клеток и тканей в зонах повреждения, реактивных изменениях клеточных дифферонов, участвующих в регенерационном гистогенезе, способах оптимизации регенераторных потенций тканей. Необходимо дальнейшее накопление и систематизация экспериментального материала с целью использования его для научного обоснования методов лечения и выбора адекватных средств оптимизации течения раневого процесса.
В связи со спецификой боевых травм и травм мирного времени проблема заживления и лечения ран продолжает оставаться одной из актуальных медико - биологических и социальных проблем, которая охватывает важнейшие общие и частные вопросы теоретической и практической медицины. Однако по этой проблеме отсутствуют систематические исследования с общегистологическим анализом посттравматической регенерации тканей кожи и скелетной мышцы.
Теоретические основы учения о гистогенезе и регенерации позволяют полнее раскрыть сложные процессы, происходящие в области дефекта органа и в прилегающих областях, где возникает сложная по клеточному составу и изменяющаяся во времени гистологическая картина. Мало изучены проблемы межтканевых и межклеточных взаимодействий, пространственно-временная характеристика тканей на разных этапах заживления раны. Разрабатываемая в последнее время научная концепция о гис-тионе позволяет по-новому оценить фазность течения раневого процесса с учетом взаимоотношения клеток в гистионе и его последующей трансформации на этапах заживления раны (Клочков Н.Д., 1997; Данилов Р.К. и со-авт., 2000а). С позиций клеточно - дифферонной организации тканей недостаточно освещены в современной научной литературе ультраструктурные преобразования тканевых элементов и клеточные механизмы раневого гистогенеза. Малочисленны и разноречивы данные о реактивных изменениях тканевых элементов в различные фазы регенерационного процесса. Между тем, учет пространственной организации и межтканевых взаимоотношений в зонах повреждения органа является актуальным для выработки диагностических критериев жизнеспособности тканей, оптимизации течения раневого процесса, разработки методов заместительной тканевой терапии на этапах заживления ран. Комплексная разработка проблемы регенерационного гистогенеза и взаимодействия клеток в регенерационном гис-
тионе позволит сформировать целостное представление о закономерных процессах посттравматической регенерации тканей с учетом специфики эмбрионального гистогенеза и физиологической регенерации, реакции системы крови, облегчит выбор наиболее значимых для каждого этапа ре-генерационного гистогенеза методов оптимизации течения раневого процесса. Дальнейшая разработка учения о регенерационном гистогенезе представляется перспективной в свете поиска адекватных средств оптимизации репаративных процессов, теоретического обоснования для врачей -клиницистов новых лечебных мероприятий.
Анализ современной литературы показывает, что имеется ряд малоисследованных и неизученных вопросов по регенерации тканей и межтканевым взаимоотношениям в ходе заживления механических и огнестрельных ран, изучение которых будет способствовать не только теоретическому пониманию механизмов регенерационного процесса, но и является актуальным для решения задачи целенаправленного стимулирования регенерации и заживления ран.
Цель исследования - выявить реактивные ультраструктурные изменения клеточных дифферонов и закономерные процессы регенерационного гистогенеза в кожно - мышечных ранах при механических и огнестрельных повреждениях в эксперименте.
Для достижения указанной цели поставлены следующие задачи.
Разработать экспериментальные модели для изучения процессов заживления кожно - мышечной раны.
Изучить клеточно - дифферонную организацию и ультраструктуру тканевых элементов в норме; выявить реактивные изменения тканей при различных формах повреждения с учетом пространственно - временной характеристики раневого процесса.
3. Выявить закономерные процессы регенерационного гистогенеза
при заживлении кожно - мышечной раны после механической травмы.
4. Оценить реактивные изменения клеточно - дифферонного соста
ва, междифферонных взаимоотношений и ультраструктуры тканевых
элементов при заживлении огнестрельной кожно - мышечной раны.
5. Исследовать особенности тканевого регенерата на этапах адап
тивной перестройки тканей при заживлении огнестрельной кожно - мы
шечной раны.
6. Сопоставить закономерные процессы регенерационного гистоге
неза при заживлении механической и огнестрельной ран.
Научная новизна и практическая значимость результатов. Впервые в рамках одного исследования изучены процессы гибели, дифференциров-ки и реактивности тканевых элементов кожи и скелетной мышцы, выявлены закономерные процессы регенерационного гистогенеза при заживлении кожно-мышечной раны после механического и огнестрельного повреждений.
Впервые с помощью комплекса методов гистологического исследования выявлены закономерные изменения ультраструктурной организации и дифференцировки тканевых элементов эпителия, соединительной ткани кожи, миосателлитоцитов и симпластов скелетной мышечной ткани.
Получены новые данные о последовательности гибели тканевых элементов при механическом и огнестрельном повреждениях в условиях заживления кожно - мышечной раны.
В новых экспериментальных условиях обоснована концепция клеточно - дифферонной организации тканей и регенерационного гистогенеза, которая необходима для оценки чувствительности тканевых элементов к действию факторов внешней среды, поиска критериев жизнеспособности
клеток и тканей, разработки способов оптимизации течения раневого процесса.
На основе полученных научных фактов предложена экспериментальная модель огнестрельного повреждения, которая может быть использована с целью оценки влияния различных фармакологических препаратов на течение раневого процесса. Данные по ультраструктурным основам клеточно - дифферонной организации регенерационного гистогенеза, количественные показатели клеточного и тканевого состава регенерата способствуют гистологическому определению фазы и прогнозированию исхода регенерации, а также обоснованному выбору средств оптимизации этого процесса.
По результатам исследования сформулирован ряд теоретических положений о закономерностях регенерационного гистогенеза.
Результаты исследования целесообразно учитывать в процессе преподавания гистологии по разделам: "Кожа", "Органы опорно - двигательного аппарата", "Реактивность и регенерация тканей" в соответствующих курсах высших учебных заведений.
Основные положения, выносимые на защиту:
При механическом и огнестрельном повреждениях раневой процесс сопровождается закономерным изменением клеточно - дифферонного состава тканей кожи и скелетной мышцы на этапах заживления ран. Он включает несколько фаз, продолжительность которых зависит от вида травмы и гистобластических потенций тканей. Реактивные изменения различных клеточных дифферонов являются критерием оценки фазности течения раневого процесса, регенерационного гистогенеза и адаптивной перестройки регенерата.
Заживление раны характеризуется комплексом процессов, специфичных для каждого уровня организации живого. В замещении кожно-
мышечного дефекта участвует особая структура - "грануляционная ткань". Она является высокоорганизованной развивающейся системой с несколькими источниками происхождения ее клеточных дифферонов и органных структур (кровеносных сосудов). Это позволяет выделить ее в особый тип временно существующей органно - тканевой структуры, осуществляющей регенерацию по заместительному типу в специализированных тканях. Регуляция развития "грануляционной ткани" обеспечивается не только местными клеточными и тканевыми, но и общеорганизменными факторами.
3. Ведущими критериями регенерационного гистогенеза являются:
активация камбиальных источников регенерации, пролиферация клеток и
последующая их дифференцировка в условиях возникновения новых меж
тканевых взаимоотношений. Наиболее длительно протекающей фазой яв
ляется адаптивная перестройка регенерата. Участие соединительной ткани
в регенерационном гистогенезе определяется видом повреждения, типом
травмированной ткани, ее детерминацией и гистогенетическими; потен
циями. Восстановление тканей после повреждения происходит на основе
закономерностей нормального перманентно протекающего гистогенеза.
4. Критериями диагностики жизнеспособности клеток и тканей в
раневом процессе являются временные и пространственные особенности
проявления механизмов физиологической регенерации, среди которых ве
дущими являются гетероморфия, гетерохрония и гетерокинез тканевых
элементов.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на научных конференциях "Морфология раневого процесса" (Санкт -Петербург, 1992), "Критерии и методы оценки жизнеспособности тканей в раневом процессе" (Санкт - Петербург, 1993), "Гистогенез и регенерация тканей" (Санкт - Петербург, 1995), "Актуальные вопросы антропологии"
(Санкт -Петербург, 1996), "Гистогенетический анализ изменчивости и регенерация тканей" (Санкт - Петербург, 1997), "Закономерности морфогенеза и регуляции тканевых процессов в норме, экспериментальных и патологических условиях" (Тюмень, 1998), "Экспериментально - гистологический анализ соединительных тканей и крови" (Санкт - Петербург, 1999), Международном Конгрессе морфологов (Ижевск, 1999), YI-ой Всероссийской конференции по патологии клетки (Москва, 2000), IV-ом Всероссийском съезде анатомов, гистологов и эмбриологов (Ульяновск, 2000), "Морфологические основы гистогенеза и регенерации тканей" (Санкт - Петербург, 2001), "Анатомия и военная медицина" (Санкт - Петербург, 2003), 5-ом Международном научном симпозиуме "Применение современных методов анализа в изучении структуры и функции клетки" (Архангельск, 2003), "Фундаментальные и прикладные проблемы гистологии. Гистогенез и регенерация тканей" (Санкт - Петербург, 2004), "Фундаментальные проблемы морфологии" (Минск, 2004), Международном симпозиуме "Biological motility" (Пущино, 2004), V-ом Общероссийском съезде анатомов, гистологов и эмбриологов (Казань, 2004).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 39 работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материала и методов исследования, трех глав результатов исследования и одной главы по их обсуждению, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы. Она представлена в одном томе объемом 404 страницы.
Работа иллюстрирована 11 таблицами и 213 рисунками, которые включают микрофотографии, электронные микрофотографии, графики, схемы. Список литературы содержит 374 источника, из них 204 работы отечественных авторов.
Эпителий и клеточные диффероны соединительных тканей кожи
Вопрос о клеточных источниках регенерации тканей кожи имеет более, чем вековую историю, но до настоящего времени в определенной степени остается одним из наиболее сложных (Мяделец О.Д. и соавт., 1993; Мяделец О.Д., 1995, 1997; Шубникова, Е.А., 1996; Юрина НА., Ра-достина А.И., 1996; Сухих Т.Г. и соавт., 2002; Jeh J. et al., 1999).
Составной частью в учение о регенерации тканей входит современная концепция о стволовых клетках (Репин B.C., 2001; ДыбанА.П., Дыбан П.А., 2002). Показано, что среди всего многообразия клеточных дифферо-нов имеются такие, в которых стволовые клетки четко маркированы. Пополнение клеточного состава дифферона в таких тканях осуществляется за счет деления полустволовых (камбиальных) клеток - предшественников. В дифферонах многих тканей стволовые клетки отсутствуют или не обнаружены, так как они находились в составе эмбриональных зачатков и полностью себя реализовали в клеточные формы, которые занимают среднюю и конечную позиции в гистогенетическом ряду (Хрущов Н.Г., 1991; Сухих Т.Г. и соавт., 2002).
По дифференцировочному потенциалу Т.Г. Сухих и соавт. (2002) подразделяют стволовые клетки на тотипотентные (способные полностью воссоздавать органы и ткани организма); плюрипотентные - дающие начало клеткам экто- , энто- и мезодермального происхождения; мультипо-тентные, производными которых могут быть различные типы клеток единой линии дифференцировки, а также клетки с более ограниченными потенциями, т.е., би- и монопотентные. Исследователи выделяют большую группу региональных стволовых клеток - мультипотентных предшественников, способных на протяжении жизни поддерживать клеточные линии, типичные для ткани, в которой они располагаются. Большинство региональных стволовых клеток трудно идентифицировать морфологически, однако, они экспрессируют некоторые известные маркеры (Репин B.C., 2001).
Клеточные диффероны эпителия кожи имеют разный генез, но образуют единую целостную систему, регенераторные свойства которой определяются ведущим диффероном - эпителиоцитами (кератиноцитами). Эпителий кожи обладает высокой регенераторной способностью и является самообновляющейся тканевой системой. В клетках ведущего дифферо-на многослойного плоского ороговевающего эпителия кожи постоянно происходит несколько процессов. После деления клетки базального слоя эпидермиса мигрируют в сторону поверхности, постепенно ороговевая и превращаясь в роговые чешуйки, которые слущиваются с поверхности кожи (Шубникова Е.А., 1996; Юрина Н.А., Радостина А.И., 1996; Dal Pra I. et al., 1997; Bikle D., 1995J Teraki Y., Shiohara Т., 1999).
В современной научной литературе описано несколько источников пролиферации эпителиоцитов (Терских В.В., Васильев А.В., 1995; Bicken bach J., Roop D., 1996; Grando S., 1997; Watt F., 1998; Waikel R. et al., 2001). В работе Г .Я. Графовой (1982) дано представление о том, что обновление эпидермиса происходит в составе столбчатых структур - эпидермально -пролиферативных единиц (ЭПЕ). Клетки базального слоя, находящиеся в основании ЭПЕ, обладают различными пролиферативными потенциями. Периферические кератиноциты характеризуются более высокой митотиче-ской активностью, чем центральные. Среди трех - четырех центральных клеток находится одна стволовая, которая при гибели периферических ке-ратиноцитов способна воссоздавать структуру ЭПЕ.
Эпидермальные стволовые клетки у человека обнаружены в базаль-ном слое эпидермиса и в волосяных фолликулах (Сухих Т.Г. и соавт., 2002). Они участвуют в обновлении эпителия кожи, а также волосяных фолликулов, сальных и потовых желез. Показано, что в культуре керати-ноцитов In vitro единичные клетки - предшественники формируют колонии, различающиеся по способности к самообновлению и дифференциро-вочному потенциалу (голо-, меро- и параклоны). Существует мнение, что только голоклоны являются истинно эпидермальными стволовыми клетками. Они способны к самовоспроизведению в течение более 140 делений. Выявлен поверхностный маркер рбЗ, позволяющий иммунофенотипически идентифицировать эти стволовые клетки у человека (Сухих Т.Г. и соавт., 2002). Высказывается гипотеза, что фенотип и другие параметрические характеристики стволовых клеток у взрослых могут различаться в зависимости от органной принадлежности, но одни и те же стволовые клетки, мигрируя в другой орган, могут изменять фенотип и дифференцировочный потенциал под влиянием нового микроокружения.
Отмечается, что значительная часть стволовых эпидермальных клеток располагается в особых выпячиваниях - бугорках наружных волосяных влагалищ, расположенных у основания волосяной воронки, под устьем выводных протоков сальных желез (Costarelis G. et al., 1990). Здесь содержатся клетки, дающие начало эпителиоцитам покровного эпителия, эпителиоцитам наружного и внутреннего волосяных влагалищ. Кроме того, эпителий воронки содержит запас клеток Меркеля, Лангерганса, предшественников меланоцитов (Hirobe Т., 1995).
Изучение способности стволовых эпидермальных клеток к коло-ниеобразованию показало, что существует три их разновидности в зависимости от локализации. Клетки первой разновидности дают начало только ЭПЕ. Клетки второй разновидности служат источником развития волоса и внутреннего волосяного влагалища. Клетки третьей разновидности являются родоначальниками эпителиоцитов наружного волосяного влагалища (Costarelis G. et al., 1990). В эпидермисе содержатся только первые. В бугорках наружных волосяных влагалищ — все три разновидности. В луковице волоса стволовые клетки единичны.
Дифференцировка миосателлитоцитов и симпластов в ходе регенерации скелетной мышечной ткани
Стадии репаративной регенерации скелетной мышечной ткани описаны многими авторами (Клишов А.А., 1984 Данилов Р.К., 1994, 1996; Lu-que Е. et al., 1996; Best Т., Hunter К., 2000). Хотя последовательность процессов пролиферации, слияния миобластов, образования миотуб и, в последующем, мышечных волокон аналогична эмбриональному миогенезу, многие авторы указывают не неэквивалентность этих процессов. Несмотря на жесткую генетическую детерминированность направления восстановительного процесса, составляющие его этапы обладают определенным диапазоном изменчивости и лабильности в отношении степени выраженности и продолжительности (Данилов Р.К., 1985, 2004; Гансбургский А.Н., Павлов А.В., 1999; Соловьев В.А., Шинкаренко Т.В., 2003). Факторы, определяющие оптимальное соотношение процессов пролиферации и дифферен-цировки, изучены еще недостаточно.
Слияние миобластов - обязательный и центральный этап миогенеза, включающий в себя миграцию миобластов, распознавание и выстраивание клеток в цепочку, а затем слияние мембран, объединение клеток в многоядерное образование. По мнению Б. Карлсона (1986), интенсивная острая воспалительная реакция (действие нейтрофильных гранулоцитов) обычно подавляет последующую регенерацию и с большей вероятностью приводит к образованию рубцов, а фагоцитарная реакция макрофагов в норме предшествует регенерации. Макрофаги прикрепляются к поврежденным мышечным волокнам при помощи определенных фракций комплемента (С5а, С5б), которые накапливаются в зонах травмированной саркоплазмы (Engel A., Biesecker G., 1982). Большинство авторов, характеризуя морфологическую картину после повреждения мышечных волокон, указывает на наличие значительного количества макрофагов (Ченцова М.И., 1991; Honda Н. et al., 1987; Gal - Levi R. et al., 1998; Bass J. et al., 1999; Laskin D., Laskin J., 2001). Макрофаги не только фагоцитируют клеточный детрит, освобождая место для последующей пролиферации клеток, но, возможно, оказывают прямое стимулирующее действие на миогенные элементы (Карлсон Б., 1986). Эти клетки вырабатывают многие факторы роста. Среди них - основной фактор роста фибробластов , АА-, АВ-, ВВ-изоформы тромбоцитарного фактора роста, р-трансформирующий фактор роста, фактор, ингибирующий лейкемию. Часть этих веществ является стимуляторами пролиферации миосателлитоцитов (Stuerenburg Н., Kunze К., 1998; Tatsumi R. et al., 1998; Miller К. et al., 2000).
В эксперименте на животных показано, что основной фактор роста фибробластов , АВ- и ВВ-изоформы тромбоцитарного фактора роста, р-трансформирующий фактор роста усиливают митотическую активность клеток-сателлитов. АА-изоформа тромбоцитарного фактора роста такого действия не оказывает. В тканевой культуре получены несколько иные результаты. Митогеиный эффект на миосателлитоциты оказывали основной фактор роста фибробластов, b-трансформирующий фактор роста, ВВ-изоформа тромбоцитарного фактора роста, но не АА-, АВ-изоформы тромбоцитарного фактора роста и не фактор, ингибирующий лейкемию (ScapiniP., 2000).
Факторы роста фибробластов стимулируют пролиферацию, но подавляют дифференцировку миосателлитоцитов. Инсулиноподобные факторы роста 1 и 2 стимулируют и пролиферацию, и дифференцировку, причем последнюю - в гораздо большей степени, b-трансформирующий фактор роста слабо подавляет пролиферацию и выраженно ингибирует дифференцировку клеток-сателлитов (Bass J., Oldham J., 1999). Действие факторов роста в различных сочетаниях является потенциальным механизмом для регуляции активности клеток - сателлитов и может использоваться в клинике. В клеточных культурах показано, что макрофаги усиливают пролиферацию миосателлитоцитов, но задерживают их дифференцировку (Matsuda R., 1987; Megeney L. et al., 1996).
Показано, что фактор роста фибробластов-2 (FGF-2) вызывает двукратное увеличение клеток-сателлитов у крыс разных возрастных групп и не подавляет переход пролиферирующих клеток к дифференцировке (Yablonka - Reuveni Z., 1999a,b). В интактных мышцах в межклеточном веществе вокруг мышечных волокон обнаружен фактор роста гепатоцитов (HGF), который синтезируют и секретируют миосателлитоциты и мышечные трубочки. Он действует по механизму аутокринной регуляции (Таsumi R. et al.3 1998; Sheehan S. et al., 2000). HGF активирует покоящиеся клетки -сателлиты и ускоряет первый цикл их пролиферации. Инсулино-подобный фактор роста IGF-1 удлиняет Gi и S периоды митотического цикла клеток -сателлитов. Возможно, IGF-1 стимулирует пролиферацию клеток -сателлитов (Adams G., McGue S. , 1998; Svanberg E. et al., 1998; Adams J., 1999; Barton-Davis E. et al., 1999; Semsarian C. et al., 1999).
Doumit M. и соавторы (1993) исследовали митогенный эффект различных факторов роста в культуре клеток - сателлитов мышц свиньи и показали, что по отдельности основной фактор роста фибробластов, ин-сулиноподобные факторы роста - 1 и 2 , а также ВВ - изоформа тромбо-цитарного фактора роста стимулируют пролиферацию клеток-сателлитов, растущих в специальной питательной среде. Эпидермальные факторы роста стимулируют пролиферацию в питательной среде с добавлением фетальной бычьей сыворотки. АА - изоформа тромбоцитарного фактора роста не оказывает митогенного эффекта на миосателлитоциты. Извлечение из питательной среды инсулиноподобного фактора роста - 1 ,основного фактора роста фибробластов или ВВ - тромбоцитарного фактора роста снижает пролиферацию миосателлитоцитов на 40, 20, и 10 % соответственно. Именно эти митогены в значительной степени регулируют пролиферацию клеток - сателлитов мышц свиньи.
Скелетная мышца
Скелетная мышца как орган образована несколькими тканями. Функционально ведущей в строении скелетной мышцы как органа является скелетная мышечная ткань. Она образована множеством параллельно расположенных поперечнополосатых мышечных волокон. Мышечные волокна окружены соединительной тканью эндомизия и сетью кровеносных капилляров. Они имеют также структурные элементы, обеспечивающие их иннервацию.
Строение мышечных волокон кролика характеризуется следующими особенностями. Каждое мышечное волокно покрыто сарколеммой, состоящей из двух слоев - внутреннего (плазмолеммы толщиной 8-10 нм) и наружного (базальной мембраны толщиной около 30 нм). Мышечное волокно состоит из симпластической и клеточной частей.
Симпластическая часть мышечного волокна содержит многочисленные ядра, располагающиеся по периферии саркоплазмы под плазмолеммой, вдоль длинной оси волокна. Они имеют удлиненную форму, небольшие вдавлення кариолеммы и содержат 1-2 ядрышка. Характерна периферическая конденсация гетерохроматина. Значительную часть саркоплазмы занимают органеллы опоры и движения - миофибриллы (рис. 3.2.1). Их диаметр составляет 0,5 - 1,5 мкм, а длина сопоставима с длиной волокна. Каждая миофибрилла состоит из большого количества правильно чередующихся темных (анизотропных, А-) и светлых (изотропных, І-) дисков. Все темные диски соседних миофибрилл располагаются строго друг под другом, на одном уровне, так же, как и светлые. Это обусловливает поперечную исчерченность мышечного волокна, видимую в световом микроскопе. Каждый А - диск состоит из тонких (5-7 нм) и толстых (9-11 нм) мио-филаментов. I -диск представлен только тонкими миофиламентами. По середине каждого I -диска проходит вертикальная Z-линия (телофрагма). Между двумя соседними телофрагмами заключен саркомер, являющийся структурно - функциональной единицей миофибриллы. Длина саркомера составляет около 2 мкм. Саркомер включает в себя А - диск и половинки соседних с ним I - дисков. Тонкие филаменты I - дисков идут от Z - полоски к середине саркомера, где они входят в промежутки между толстыми филаментами. Середина А - диска менее плотная, она соответствует Н -зоне. В середине Н - зоны находится М - линия, состоящая из нитей, соединяющих средние участки соседних толстых филаментов.
В интерфибриллярных пространствах и непосредственно вблизи плазмолеммы находятся митохондрии с умеренно электронноплотным матриксом и параллельными кристами. В околоядерной области располагаются элементы комплекса Гольджи, представленные 1 - 2 - мя короткими гладкомембранными канальцами и 3 - 4 - мя некрупными вакуолями.
Клеточная часть волокна - это миосателлитоциты (рис. 3.2.2). Они располагаются между базальной мембраной сарколеммы и плазмолеммой симпласта. Эти клетки, как правило, овальной формы, имеют крупное ядро с большим количеством гетерохроматина и небольшой объем цитоплазмы с 1-2 митохондриями, свободными рибосомами. Иногда встречаются узкие короткие канальцы эндоплазматической сети. Миосателлитоциты сохраняются на протяжении всей жизни мышечного волокна. Они служат камбиальным резервом мышечных ядер.
Строение скелетной мышцы крысы сходно с таковым у кролика. В работе исследованы следующие скелетные мышцы задней конечности крыс - передняя большеберцовая, икроножная, камбаловидная. Мышцы содержат красные, белые и промежуточные мышечные волокна,, каждое волокно окружено капиллярной сетью, между волокнами располагаются тонкие прослойки рыхлой неоформленной волокнистой соединительной ткани. Каждое мышечное волокно представляет собой клеточно - симпла-стическую систему. Клеточная часть является камбием и представлена миосателлитоцитами. В целом строение указанных мышц не отличается от известной гистологической картины, описанной ранее.
Таким образом, в составе мышечного волокна различают миосателлитоциты и симпласты. Между ними существуют теснейшие структурно-метаболические взаимодействия. Миосателлитоциты, выполняя роль камбия, могут как инкорпорироваться в состав симпласта, так и обособляться из состава мышечного волокна. Степень выраженности внутридиф 118 феронной и междифферонной гетероморфии в скелетной мышечной ткани интактных животных низкая.
Приведенные результаты исследования строения тканей нормальной кожи и скелетных мышц крыс и кроликов в целом совпадают с результатами, полученными другими авторами (Клишов А.А., 1984; Данилов Р.К., 1994, 1996; Данилов Р.К. и соавт., 1995, 2002). Исключением является кожная мышца, описание гистологического строения которой в научной литературе отсутствует.
Несмотря на большое разнообразие формы, размеров, способов взаимосвязи и функций тканевых элементов, большинству из них присущи важнейшие общебиологические и эволюционно обусловленные свойства — генетическая индивидуальность, обмен веществ, реактивность и раздражимость, подвижность. Эти четыре свойства живого обеспечиваются следующими комплексами взаимосвязанных и взаимодействующих структур, или системами клетки - покровной, или пограничной, системой (например, плазмолемма клеток; базальная мембрана мышечного волокна), компонентами внутренней метаболической среды (органеллы, ядро, включения и др.) и опорно-двигательной системой (промежуточные филаменты, акто-миозиновый комплекс и пр.) (рис. 3.2.3, 3.2.4). Описание клеток с позиций данной систематизации поверхностных и внутриклеточных структур представляется нам более оптимальным при оценке строения и функции тканевых элементов.
Соединительные ткани
После механической травмы кожи в области непосредственного контакта с повреждающим агентом возникает дезинтеграция тканей и мгновенная гибель тканевых элементов. Вокруг раневого дефекта формируются зона первичного посттравматического некроза (непосредственно окружает рану) и перинекротическая область. В зоне первичного посттравматического некроза в течение первых суток происходит ранняя отсроченная гибель клеток. Явления ранней отсроченной гибели тканевых элементов наблюдаются и в перинекротической области, но все - таки на первый план здесь выступает сосудистая реакция, как одно из проявлений общеорганизменной реакции на травму.
Под влиянием секреторных продуктов тканевых базофилов повышается проницаемость кровеносных сосудов перинекротической области, в результате которой происходит гетерокинез - миграция клеток системы крови с последующим формированием лейкоцитарного вала. Миграция гематогенных элементов происходит гетерохронно и приводит к возрастанию междифферонной гетероморфии в перинекротической области. В фазе воспаления происходит закономерное изменение клеточного состава и взаимоотношений клеток крови и соединительной ткани в гистионе. В первые сутки после повреждения в перинекротическую область активно мигрируют нейтрофильные гранулоциты (рис. 4.1.17). Нейтрофильные гранулоциты имеют округлую форму. Их поверхностный компартмент, представленный цитолеммой, может образовывать небольшие складки, но чаще он имеет сглаженные контуры (рис. 4.1.18). Ядро разделено на 3 - 5 сегментов, в нем значительно преобладает гетерохроматин, ядрышки практически не встречаются (рис. 4.1.19). В цитоплазме сегментоядерного ней-трофильного гранулоцита содержатся единичные митохондрии с немногочисленными кристами и светлым матриксом, мелкие лизосомы, полисомы. Комплекс Гольджи локализуется, как правило, в центре и представлен 3-4 короткими цистернами, расширенными в некоторых участках, и везикулами. Канальцы гранулярной эндоплазматической сети встречаются редко. Большое количество мелких электронношютных гранул диффузно распределено по всей цитоплазме и имеет различную форму. Проявлением внут-ридифферонной гетероморфии нейтрофильных гранулоцитов является то, что среди них встречаются реактивно измененные клетки, в которых наблюдаются локальные отеки цитоплазмы, разрушение крист митохондрий, расширение перинуклеарного пространства. В удаленных участках перинекротической области нейтрофильные гранулоциты, находящиеся между фибробластами, имеют разрушенные митохондрии (рис. 4.1.20).
Помимо нейтрофильных гранулоцитов обнаруживаются тканевые базофилы. Они представляют собой крупные клетки, имеющие преимущественно овальную или округлую форму. Часто они лежат не поодиночке, а группами, включающими от трех до пяти клеток (рис. 4.1.21). Цитолемма тканевых базофилов неровная, часто образует широкие выступы. Специализированных межклеточных контактов с близлежащими клетками нет. Средних размеров ядро часто расположено эксцентрично. Кариолемма характеризуется неровными контурами. Гетерохроматин занимает периферическое положение, ядрышки на электронных микрофотографиях обнаруживаются крайне редко. Органеллы внутренней метаболической среды развиты хорошо. Канальцы гранулярной эндоплазматической сети расширены. Крупные овальные митохондрии с темным матриксом и многочисленными кристами находятся вблизи ядра. Комплекс Гольджи обнаруживается в виде двух -трех диктиосом в различных участках цитоплазмы. Значительный объем клетки занят многочисленными крупными электрон-ноплотными гранулами (рис. 4.1.22). Встречаются дегранулированные клетки и клетки с ультраструктурными признаками гибели, что отражает внутридифферонную гетероморфию тканевых базофилов.
Нейтрофильные гранулоциты вместе с тканевыми базофилами и эндотелиоцитами кровеносных сосудов составляют нейтрофильно —туч-ноклеточно - эндотелиальныи гистион, активно участвующий в процессе воспаления. Возникновение нейтрофильно - тучноклеточно - эндотелиаль-ных взаимоотношений - это проявление первой срочной реакции организ-менного уровня на травму, проиводящей к развитию фазы воспаления. Этот гистион можно обозначить как гистион фазы воспаления.
Через 12 часов после травмы 49,8 + 5,4 % от клеточного состава перинекротической области составляют нейтрофильные гранулоциты, 1,27 + 0,19 % - тканевые базофилы, 0,9 + 0,04 % - макрофаги (табл. 5, рис. 4.1.23). Остальная часть тканевых элементов представлена клетками фиб-робластического дифферона, эндотелиоцитами, адипоцитами и др. Через сутки после травмы на границе между зоной первичного некроза и тканями перинекротической области, сохранившими жизнеспособность, возникает лейкоцитарный вал. Наряду с нейтрофильными гранулоцитами в нем встречаются эозинофильные лейкоциты, лимфоциты, моноциты, но в значительно меньшем количестве. Лейкоцитарный вал отделяет зону первичного некроза от перинекротической области. К концу первых суток с момента травмы количество нейтрофильных гранулоцитов, тканевых базофилов, мононуклеарных лейкоцитов в перинекротической области возрастает: нейтрофильные гранулоциты составляют 62,4 +_7,8 % от клеточного состава перинекротической области, тканевые базофилы -3,97 ± 0,41 %, макрофаги - 5,9 ± 0,36 %.
Лейкоцитарная инфильтрация в перинекротической области сохраняется и на вторые сутки эксперимента (рис. 4.1.24). Многочисленные ней-трофилы, выделяя комплекс цитокинов, в том числе, вещества, вызывающие хемотаксис макрофагов, привлекают последних в перинекротическую область. В свою очередь, макрофаги способны секретировать цитокины усиливающие миграционные свойства нейтрофилов. Вероятно, поэтому нередко эти клетки обнаруживаются рядом друг с другом, образуя грану-лоцитарно - макрофагальный гистион. Миграции клеток крови способствует реактивно измененный эндотелий кровеносных капилляров (рис. 4.1.25). На 2 - 3-й сутки клеточный состав гистиона фазы воспаления несколько трансформируется. В его состав включаются (наряду с эндотелиоцитами и тканевыми базофилами) макрофаги. Это связано с тем, что происходит изменение клеточного состава перинекротической области. Значительно возрастает относительная доля мононуклеарных лейкоцитов, преимущественно, макрофагов.
