Эмбриогенез легочного ствола человека Зурнаджан, Сантро Ардоваздович

Введение к работе

Актуальность проблемы. Вопросы морфогенеза сердечнососудистой системы нашли отражение во многих научных трудах и до настоящего времени вызывают значительный интерес не только у теоретиков, но и клиницистов. В этом плане занимают особое место крупные артерии большого и малого кругов кровообращения и, в частности, легочный ствол человека. Вместе с тем литература, посвященная эмбриогенезу основных артериальных коллекторов, в том числе и легочного ствола человека (W. His, 1980 — 1985; Н. Trippel, 1923; A. Frazer, 1940; W. Hamilton, 1946; Б. М. Пэттен, 1959; И. И. Новиков, 1959; В. Я. Протасов, 1961; Z. Solbiati, 1958; Н. Boenig, 1971; А. Н. За-дорожняя, 1972, 1974; И. Станек, 1977; В. П. Биллим, 1978; И. Г. Поддубный, 1979; R. P. Thompson, 1979 и др.), эволюции и возрастной анатомии сердечно-сосудистой системы (А. А. Фальк, 1901; Н. П. Гундобин, 1906; В. Г. Штефко, 1933; Ф. И. Валькер, 1954; A. Hafferi, 1957; А. Н.Алаев, 1967; О. В. Ромашин, 1971; Р. А. Калюжная, Н. К. Борисова, 1977; Э. Б. Таросель-ская, 1977; Т. Накаяма, 1979; S. Allwork, R. Andersen, 1979; 0.10. Роменскип, 1980, 1986 и др.), многочисленна и зачастую содержит противоречивые сведения по морфологической структуре как сосудов большого, так и малого кругов кровообращения на разных этапах пре- и постнатального онтогенеза.

Анализируя обширную информацию об анатомии легочного ствола и его ветвей, необходимо отметить, что, с одной стороны, достаточно подробно освещено строение этих образований в постнаталыюм периоде развития человека в аспекте морфо-функционалыюго изучения и прикладного значения. С другой стороны, мало внимания уделено типовой анатомии легочного ствола, его количественной характеристике в іразньїе периоды. Между тем анатомия, патология, физиология легочного кровообращения остаются одной из важнейших проблем современной медицинской науки и требуют дальнейшей разработки не только качественной, но и количественной стороны развития сосудов малого круга кровообращения на разных этапах онтогенеза человека.

Наиболее противоречивые данные относительно развития легочного ствола касаются самых ранних стадий его эмбриогенеза, т. е. периодов, называемых критическими, соответствующими 1—2-м месяцам внутриутробного развития (П. Г. Светлов, 1958;

A. Росс, 1964; Н. Л. Гармашева, Н. Н. Константинова, 1978;

B. Р. Пучков, 1978; J. Kocova, Z. Tesar, 1979), когда могут воз
никнуть различные врожденные пороки сердца и крупных сосу
дов под воздействием каких-либо экзо- и эндогенных факторов.
И если учесть, что по частоте заболеваний изолированный сте
ноз легочного ствола относится к группе распространенных
врожденных пороков сердца (А. Н. Бакулев, 1956), то вполне
обоснованно комплексное изучение динамики его формирова
ния, представляющее интерес не только с теоретических пози
ций эмбриогенеза, по и клинических требований выяснения при
чин появления врожденных пороков развития.

Большой интерес представляет изучение ультраструктурных аспектов формирования и развития компонентов стенки легочного ствола, особенно эндотелия, который в настоящее время рассматривается как динамическая клеточная выстилка с многочисленными функциями и свойствами. Между тем по ультраструктуре развивающихся артерий млекопитающих опубликовано мало работ. По-прежнему не выяснены структурные аспекты развития эластина, хотя не вызывает сомнений ведущая роль нарушения его формирования в патогенезе аневризм и поетстенотических дилятаций (Scott S., Ferguson G. G., 1972; Roach M., 1979; Potter R. Т., Roach M. R., 1983).

Помимо этого, в.литературе отсутствуют данные о диаметрах и длине окружности устья легочного ствола, размерах полулунных заслонок в процессе их формирования на протяжении пренатального онтогенеза. В то же время в последние десятилетия интерес к функциональной и возрастной анатомии клапанного аппарата сердца все более увеличивается. Хирургия сердца и широкое проведение экспериментов на клапанах животных требуют более подробных сведений об индивидуальных, возрастных и видовых различиях в строении клапанов. Для этого необходимы сведения об интенсивности роста клапанов самих сосудов, их абсолютных и относительных размерах (Н. Г. Копейкии, 1968; А. В. Полухина, Н. Г. Копейкин, 1977). Все эти обстоятельства, а также известная концепция ряда ученых о том, что причиной врожденных пороков сердца и сосудов его основания служит нарушение формирования их на ранних стадиях эмбриогенеза (П. И. Фогельсон, 1950; И. Лит-тман, Р. Фоно, 1954; А. Д. Джагарян, 1961; А. А. Вишневский, И. Г. Галанкпн, 1962; Э. Поттср, 1971 и др.), заставляют про-

должать более углубленное изучение процессов формирования крупных артериальных стволов большого и малого кругов кровообращения, проводить комплексные научные исследования, руководящим принципом которых является онтогенетический подход к изучению анатомии сосудов (К. В. Вольф, 1950; К. М. Бэр, 1950; А. И. Ковалевский, 1951; М. С Сппров, 1925, 1926, 1968; М. И. Шмальгаузен, 1935; Н. Г. Хлопни, 1961; Г. С. Кирья-кулов, 1964; А. Г. Кнорре, 1977; В. Н. Круцяк, 1983 и др.). Решение этих задач будет способствовать ликвидации того разрыва, который ныне существует между «механикой развития», генетикой и сравнительной морфологией (П. Я. Герке, 1969; А. П. Дыбаи, 1978; К. И. Кульчицкий, О. Ю. Ромеиский, 1985 и др.). В этой же связи особый интерес представляет более подробное и детальное изучение динамики топографоанатоми-ческих взаимоотношений артерий малого круга кровообращения (А. Н. Задорожняя, 1974), их типовой (А. 10. Созон-Ярошевич, 1929; В. Н. Шевкупенко, А. М. Геселевич, 1935) н вариантной анатомии (В. В. Куприянов, Н. В. Воскресенский, 1970; Е. М. Маргорин, 1977) на разных стадиях пренатального онтогенеза, а также гемомикроциркуляторного русла стенки легочного ствола с учетом тех различий, которые могут иметь место по мере его дифференцировкн в морфологическом и функциональном отношении.

Цель исследования. Выяснить общие закономерности динамики формирования и развития легочного ствола, полулупного клапана, гистогенеза его стенки и микроциркуляторного русла изучаемого сосуда на различных этапах пренатального онтогенеза человека.

Исходя из цели исследования, были поставлены следующие
задачи: _%

1. Изучить морфогенез легочного ствола и его клапана, начиная с момента возникновения жаберных артерий и примитивного сердца зародыша на протяжении всего внутриутробного развития человека.

2. Исследовать топографоанатомическне взаимоотношения легочного ствола и прилежащих органов средостения с выявлением его типовой и проекционной анатомии на разных стадиях пренатального онтогенеза.

3. Изучить гистологические, ультраструктурные, морфогисто-химические изменения стенки легочного ствола, рост и морфо-метрнческне показатели динамики его развития в разные периоды антенатального онтогенеза человека, . . .

4. Изучить развитие кровеносного сосудистого русла (vasa vasorum) стенки легочного ствола в пренатальном онтогенезе человека.

Научная новизна. Результаты проведенного исследования представляют новые сведения по морфогенезу легочного ствола и его клапанного аппарата. Изучение динамики формирования и развития легочного ствола на протяжении всего пренатального онтогенеза человека позволило установить ряд закономерностей в становлении коллаген-эластического каркаса его стенки, возникновении типовой и проекционной анатомии этого магистрального сосуда малого круга кровообращения. В работе дана развернутая количественная характеристика изменений различных параметров легочного ствола, полулунных заслонок его клапана и сравнительная оценка роста легочного ствола и легких на разных стадиях внутриутробного развития человека. При этом раскрыты не только общетеоретические аспекты, уточняющие сроки закладки легочного ствола, но и сделана попытка подойти к выяснению вопросов, связанных с развитием этого сосуда с функциональных позиций. В связи с чем были рассмотрены морфофункциональные особенности процесса разделения артериального ствола на аорту и легочный ствол. Выявленные гистологические, ультраструктурные, гистохимические и микроциркуляторные изменения в стенке легочного ствола, показатели динамики его развития позволяют установить коррелятивную связь между уровнем диффе-ренцировки морфологической структуры и функциональной подготовленностью этого магистрального сосуда к моменту рождения.

Практическая значимость. Результаты исследования, расширяющие представления о морфологии легочного ствола на разных этапах пренатального онтогенеза, существенно дополняют сведения по морфологической перестройке крупных артерий эластического типа. Установленные морфологические закономерности развития и роста легочного ствола, его клапана могут оказаться полезными в качестве теоретического материала при создании руководства по анатомии плода и новорожденного, необходимого на современном этапе развития медицинской науки.

Выявленные варианты топографии и проекционной анатомии легочного ствола в плодном периоде внутриутробного развития человека, вызывающие значительный интерес не только с теоретической, НО И С ПраКТИЧеСКОЙ ТОЧКИ ЗреНИЯ, МОГуТ бЫТЬ ИСПОЛЬ*

зованы детскими хирургами при оперативных вмешательства ч на органах грудной полости у недоношенных и новорожденных,

Основные положения, выдвинутые на защиту:

1. Материалы нашего исследования по морфогенезу легочного ствола у эмбрионов и плодов человека свидетельствуют об очень ранней закладке сердца и сосудов его основания (1—2 месяцы эмбриогенеза), которые в этот период претерпевают значительные изменения в морфологической структуре, функции, форме, размерах и топографии.

2. Превращение примитивных жаберных артерий в сосуды большого и легочного кругов кровообращения идет синхронно интенсивным перемещениям органов и изменениям топографии грудной полости в зародышевом периоде пренатального онтогенеза. Конец 2-го месяца эмбриогенеза, оказываясь периодом значительных преобразований сосудистых коллекторов, является самым уязвимым для зародыша, когда малейшие отклонения их органогенеза, вызванные внешними и внутренними воздействиями, могут привести к патологии сердечно-сосудистой системы.

3. Развитие и рост легочного ствола протекает неравномерно, что связано с различной степенью его морфологической зрелости на протяжении пренатального онтогенеза. Полученные данные о морфогенезе легочного ствола эмбрионов и плодов человека позволяют заключить, что участие артерий малого круга в плацентарном кровообращении находится в прямой зависимости от состояния провизорных сосудов, среди которых наибольшей значение для создания оптимальных условий гемодинамики зародыша человека в утробе матери имеет артериальный проток, выполняющий роль шунта в переносе крови из легочного ствола в аорту, минуя легкие.

4. Динамика количественных показателей, отражающая морфогенез легочного ствола и полулунных заслонок, соответствует процессам дифференцнровки ткани, составляющей их основу. Наиболее высокие показатели динамики роста сосуда и его клапана имеют место в зародышевом периоде развития, когда в их структуре преобладает мезенхима, обладающая большими потенциальными возможностями. В плодном периоде наблюдается постепенное снижение прироста, темпов роста и прироста, интенсивности и скорости роста исследуемых образований вместе с неравномерным нарастанием абсолютного значения.

5. Гемомикроциркуляторное русло стенки легочного ствола зародыша человека развивается из первичного диффузного про-токапнллярного русла. В свою очередь, протокапнллярное русло развивается в результате канализации межклеточных щелей в областях агрегации клеток мезенхимы. На стадиях своего развития сосуды гемомнкроциркуляторного русла стенки легочного ствола зародыша человека формируют анастомозы и капилляр-

иые сети, которые обеспечивают равномерное и адекватное распределение тока крови и оптимальные процессы метаболизма.

6. Коллаген — эластический каркас стенки легочного ствола на ранних этапах становления его структурных компонентов характеризуется развитием мембраноподобных структур гомогенного, волокнистого и смешанного типов, состоящих из пластов тонких эластических и коллагеновых волокон.

7. Имеет место тесная зависимость развития гладкомышеч-ного компонента средней оболочки, эластических и коллагеновых волокон стенки легочного ствола эмбрионов и плодов человека, которая выражается взаимосвязью дифференциации мышечных клеток с фибриллогенезом. Последний в процессе раннего пренатального морфогенеза легочного ствола протекает интенсивно и во временном аспекте опережает сроки дифференцн-ровки миоцитов из клеток мезенхимы.

Апробация работы. Материалы диссертации изложены и обсуждены: на 10-й научной конференции по возрастной морфологии, физиологии и биохимии (Москва, 1971 г.), на 55-й научной сессии Астраханского медицинского института (Астрахань, 1973 г.), 56-й научной сессии Астраханского медицинского института (Астрахань, 1974 г.), VIII Всесоюзном съезде анатомов, гистологов и эмбриологов (Ташкент, 1974 г.), 2-й Всероссийской тематической конференции по анатомии венозной системы (Оренбург, 1977 г.), юбилейной научной сессии, посвященной 60-летию Астраханского медицинского института (Астрахань, 1978 г.). IX Всесоюзном съезде анатомов, гистологов и эмбриологов (Минск, 1981 г.), 1-ом Всероссийском съезде анатомов, гистологов и эмбриологов (Оренбург, 1982 г.), 65-й научной сессии Астраханского медицинского института (Астрахань, 1984 г.), 66-й научной сессии Астраханского медицинского института (Астрахань, 1985 г.), 67-й научной сессии Астраханского медицинского института (Астрахань, 1986 г.), 1-й конференции морфологов Северного Кавказа (Ростов-на-Дону, 1986 г.), X Всесоюзном съезде анатомов, гистологов и эмбриологов (Винница, 1986 г.), 68-й научной сессии Астраханского медицинского института (Астрахань, 1987 г.), заседании Астраханского отделения ВрНОАГЭ (Астрахань, 1979, 1981, 1987 гг.) и других собраниях.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материала и методов исследования, 6 глав собственного исследования, анализа полученных данных, состоящего из 4-х подглав, выводов и списка литературы. Работа содержит 285 страниц машинописного текста, 16 таблиц, 81 фотографию и рисунок. Список литературы включает 305 неточна-

ков, опубликованных на русском языке, и 178 — на иностранном.

Реализация научных исследований. По теме диссертации опубликовано 28 работ и 4 рационализаторских предложения. Данные диссертации внедрены в учебный процесс на кафедрах анатомии человека Астраханского, Ленинградского санитарно-гигиенического, Кемеровского и Днепропетровского медицинских институтов, а также на кафедрах топографической анатомии и оперативной хирургии, хирургических болезней Астраханского медицинского института.