Поиск Кабинет

Дифференцировка эпителиоцитов мезонефрального и парамезонефрального протоков в эмбриогенезе человека

Гены & Клетки: Том IX, №2, 2014 год, стр: 87-92

 

Авторы

Жеглова М.Ю.

ДЛЯ ТОГО ЧТОБЫ СКАЧАТЬ СТАТЬЮ В ФОРМАТЕ PDF ВАМ НЕОБХОДИМО АВТОРИЗОВАТЬСЯ, ЛИБО ЗАРЕГИСТРИРОВАТЬСЯ

В работе представлена морфофункциональная характеристика ранних этапов эмбрионального гистогенеза женских половых путей эмбрионов и предплодов (n = 50) в возрасте 4–12 нед. гестации. Фиксацию материала и приготовление препаратов осуществляли согласно методике, необходимой для количественной гистохимии. Обнаружено, что парамезонефральные протоки входят в состав урогенитальной бластемы, куда мигрируют клетки целомического эпителия. Их развитие идет по вектору кранио-каудального роста мезонефральных протоков. Формирование общего маточно-вагинального канала происходит путем сближения стенок парамезонефральных протоков. Между протоками сохраняется перегородка. Эпителиоциты в медиальных стенках протоков деформируются, ядра уменьшаются в размерах. Форма ядер изменяется, доминируют прямоугольные ядра. Обнаружены клетки со светлой кариоплазмой, в других клетках в центре обнаруживались признаки кариопикноза, а также выявлялись клетки с полулунной формой ядра, двумя ядрами – светлым и темным, створчатыми выпячиваниями на одном полюсе, сигарообразные ядра. Выявлены особенности дифференцировки эпителиоцитов в составе мезонефрального и парамезонефрального протоков. Формирование сложных взаимоотношений парамезонефральных протоков при входе в «мезенхимальный блок» позволяет предложить уточнения в учение о критических периодах развития женского полового тракта в эмбриогенезе.

Введение

Эмбриональный гистогенез органов женской половой системы человека с момента закладки до формирования дефинитивных структур включает комплекс сложных процессов. По мнению В.М. Орлова, Ю.В. Ковалевой (2006), образование парамезонефральных протоков, формирование в них просвета, слияние протоков с исчезновением перегородки, замещение эпителия одного типа другим являются очень сложными процессами, и при их нарушении могут возникнуть разнообразные дефекты окончательного развития матки и влагалища [1]. Согласно данным З.Г. Макиян (2010), врожденные пороки развития женских половых органов составляют 14% всех врожденных аномалий [2]. Становление и тканевая дифференцировка женской половой системы протекают в неразрывной связи с выделительной системой. Большинство исследователей признают факт сочетания аномалий развития матки и влагалища с пороками развития или другой патологией мочевыделительной системы [3]. Сочетанные аномалии развития мочеполовой системы встречаются с частотой от 24 до 50% [4].

Цель работы: выполнить морфофункциональную оценку эпителиоцитов мезонефрального и парамезонефрального протоков на ранних стадиях эмбриогенеза у человека для дальнейшей разработки возможных методов пренатальной диагностики пороков женского полового тракта.

Материал и методы

Изучили 50 эмбрионов и предплодов в возрасте 4–12 нед. гестации. Все виды исследования были одобрены этической комиссией СЗГМУ им. И.И. Мечникова (протокол №3 от 07.03.2013). При выполнении научной работы руководствовались приложением к приказу Министерства здравоохранения Российской Федерации от 6 июня 2013 г. N 354н «О порядке проведения патологоанатомических вскрытий, а также инструкцией по патологоанатомическому исследованию, опубликованной в трудах III съезда Российского общества детских патологов [5]. При получении материала соблюдали этические нормы, закрепленные Хельсинкской декларацией (1964) и поздними дополнениями к ней. Соблюдали принципы, регламентирующие научные исследования с материалом, полученным от человека (CIOMS; International ethical guidelines for biomedical research involving human subject).

Фиксацию тканевого материала и изготовление гистологических препаратов осуществляли согласно принципам количественной гистохимии [6]. Серийные срезы изготавливали в сагиттальном и поперечном направлениях. Окраску препаратов производили общегистологическими методами: гематоксилином Коуля и эозином; Кармином. Примененные гистохимические методики включали: выявление ДНК – по Фельгену в модификации де Томази; определение гликогена по Шабадашу, с контролем (обработка препаратов профильтрованной слюной при 37° 60 мин). Для оценки пролиферации использован иммуногистохимический маркер антитела к белку Ki67, расчет на 1000 клеток под контролем светового микроскопа, используя положительный и отрицательный контроли.

В препаратах изучили следующие морфометрические параметры: диаметр парамезонефрального и мезонефрального протоков, размеры эпителиоцитов этих протоков (большой диаметр (А), малый диаметр (В) клеток), их ядер и ядерно-цитоплазматическое соотношение (Я-ЦС). Статистическую обработку параметров производили согласно современным рекомендациям с оценкой среднего арифметического, дисперсии, стандартного, среднего квадратического отклонения, стандартной ошибки, коэффициента вариации и относительной ошибки [6].

Результаты

На 4–5 нед. пренатального онтогенеза в области мезодермы грудных сегментов находится парное образование – первичная почка (син. вольфово тело, mesonephros). В составе первичной почки обнаруживаются мезонефральные тельца и канальцы. Канальцы выстланы однослойным столбчатым эпителием. Ядра эпителиоцитов расположены ближе к базальной части клетки, форма ядер – округлая. Цитоплазма эпителиоцитов резко оксифильна, содержит ШИК-положительный материал.

Почечные тельца сформированы, содержат капсулу, состоящую из двух эпителиальных листков и сосудистый клубочек. В составе сосудистого клубочка обнаруживаются клетки, содержащие гликоген. Снаружи первичная почка покрыта мезотелием. В краниальном отделе мезотелиоциты имеют цилиндрическую форму. По мере приближения к каудальной части клетки уплощаются. Мезотелиоциты практически не содержат ШИК-положительного материала.

Все канальцы первичной почки разного диаметра и поперечного сечения (табл. 1). Парамезонефральный и мезонефральный протоки обнаруживаются в составе первичной почки (рис. 1). Их морфометрические характеристики приведены в таблице (табл. 1).

Парамезонефральный проток (мюллеров каналец) лежит непосредственно под мезотелием первичной почки. Стенка сформирована столбчатыми эпителиоцитами. Клетки эпителиальной выстилки располагаются на плотной базальной мембране, вокруг которой формируются концентрическими слоями (в 1–2 слоя) клетки микроокружения.

В эпителиоцитах парамезонефрального протока ШИК-положительный материал в виде гранул расположен преимущественно в апикальной части клеток, единичные клетки содержат гранулы в базальной части. Базальная мембрана хорошо контурируется. Клетки имеют вытянутые в базо-апикальной плоскости ядра. Последние находятся на разных уровнях над базальной мембраной и длинной осью перпендикулярны ей. Что позволяет идентифицировать эпителий как многорядный. Цитоплазма эпителиоцитов равномерно воспринимает цитоплазматический краситель как в надъядерной, так и подъядерной областях.

Мезонефральный проток (вольфов каналец) – может быть обнаружен как в продольном, так и в поперечном сечениях, продолжается вглубь первичной почки. Диаметры сечения протока представлены в таблице (табл. 1). Каналец выстлан однослойным кубическим эпителием. Цитоплазма эпителиоцитов оксифильна и содержит ШИК-положительный материал. Гранулы гликогена крупные, располагаются в цитоплазме диффузно, но в некоторых клетках преимущественно локализуются в базальной части. Круглые ядра находятся в центре клетки, содержат большое количество гетерохроматина.

C 5 по 7 нед. развития протоки растут параллельно друг другу в кранио-каудальном направлении через всю толщу первичной почки (рис. 2). В дальнейшем происходит изменение их пространственной локализации. На 8 нед. эмбриогенеза протоки обнаруживаются между зачатками прямой кишки и мочевого пузыря. При этом мезонефральные протоки располагаются латерально, а два парамезонефральных протока сближаются и располагаются медиально по срединной линии тела эмбриона, в пространстве между прямой кишкой и мочевым пузырем. Это пространство в литературных источниках называется «мезенхимальным блоком» [7]. Размеры последнего представлены в табл. 1.

С 8–9-нед. развития происходит объединение парамезонефральных протоков путем слияния их медиальных стенок (рис. 3). Сближение стенок парамезонефральных протоков происходит до тех пор, пока их медиальные стенки не сблизились вплоть до слияния. Поперечное сечение перегородки составляет 18,86±1,4 мкм. Эпителиальная выстилка объединенных парамезонефральных протоков представлена столбчатыми эпителиоцитами. На этом сроке гестации эпителиальная выстилка парамезонефральных протоков сохраняет признаки многорядности. На этой же стадии развития в краниальной части мезонефроса происходит инвагинация мезотелия в сторону парамезонефральных протоков, что свидетельствует об объединение просвета последних с целомом.

Слившиеся парамезонефральные протоки (10– 11 нед. развития) постепенно (с 11–12 нед. развития) растут по направлению к мочеполовому пространству (синусу). Обнаруживается тесное взаимодействие этих эпителиальных структур, включающее: объединенные парамезонефральные протоки, дорсальную стенку мочеполового синуса, куда в непосредственной близости со стенкой парамезонефральных протоков встраиваются мезонефральные протоки (рис. 4). В медиальной части стенка мезонефральных протоков (в области взаимодействия со слившимися парамезонефральными протоками) становится тоньше, вертикальная ориентация ядер нарушается, клетки приобретают овальную или круглую форму. Между мезонефральными протоками и объединёнными парамезонефральными протоками встраиваются клетки микроокружения. В литературных источниках это область называется «мюллеровым бугорком» [8]. Таким образом, клетки последнего состоят из множества клеток с признаками гетероморфизма.

Дифференцировка эпителиоцитов парамезонефральных и мезонефральных протоков происходит поразному (табл. 2). Судя по изменениям Я-ЦС эпителиоцитов парамезонефральных протоков в процессе своего развития и последующего слияния, клетки сохраняют стабильное Я-ЦС. В то время как эпителиоциты мезонефральных протоков характеризуются изменением формы ядра от округлой к столбчатой, уменьшением Я-ЦС, что свидетельствует о прогрессивной дифференцировке эпителиоцитов, необходимой для создания условий для последующего встраивания в стенку мочевого пузыря.

Таким образом, полученные результаты свидетельствуют об особенностях эпителиальной выстилки парамезонефральных и мезонефральных протоков. Так, эпителиоциты мезонефральных протоков по морфометрическим данным (толщине эпителиальной выстилки, строению клеток, содержанию гликогена в клетках, форме ядер) относятся к более дифференцированной структуре. Тогда как парамезонефральные протоки еще имеют многорядную эпителиальную выстилку, вследствие расположения ядер на разных уровнях, с митотически делящимися клетками, фигуры митоза которых располагаются ближе к просвету канальца.

Полученные данные сопоставляли с количеством клеток, участвующих в цикле репродукции по метке на белок ядерной пролиферации Кi 67 (табл. 3). Кроме того, учитывали данные плоидности ядер эпителиоцитов в двух протоках. Последний показатель выделяет из общего числа клеток, участвующих в цикле репродукции, субпопуляцию гиперплоидных клеток. Индекс меченых ядер (по Ki67) в эпителиоцитах парамезонефральных протоков выше, чем в эпителиоцитах мезонефральных протоков (с 4 по 11 нед. гестации, табл. 3). При этом, начиная с 8 нед. развития, индекс метки в парамезонефральных протоках практически в 2 раза превышает индекс метки в эпителиоцитах мезонефральных протоках. В то же время на 11–10 нед. обнаруживаются клетки, включающие все классы по среднему содержанию ДНК в ядрах эпителиоцитов (2n, 3n, 4n.), что совпадает с высоким индексом мечения на белок клеточной пролиферации Ki 67 (см. табл. 3). Полученные данные свидетельствуют о постоянном увеличении длительности клеточного цикла по мере увеличения сроков развития.

Обсуждение

Время закладки парамезонефральных протоков разные исследователи определяют не одинаково. Одни авторы, И.Н. Борисов, П.В. Дунаев (1986), T. Kurita (2010, 2011), обнаруживали эти закладки у эмбрионов 5–6 нед. внутриутробного развития (длина эмбриона 7–7,5 мм). Другие авторы, Б.М. Пэттен (1959), О.В. Волкова, М.И. Пекарский (1976), R. Hashimoto (2003), у эмбрионов 6–7 нед. (длина эмбриона 10–12 мм) [8–13]. Согласно исследованию А.А. Молдавской, Н.Н. Федоровой (2000), парамезонефральный проток закладывался в краниальном полюсе первичной почки у эмбриона 5 нед. внутриутробного развития [14]. По результатам данного исследования, закладка парамезонефральных протоков соответствует 4–4,5 нед. внутриутробного развития человека. В описании развития органов мочевыделительной системы и пищеварительного тракта (первичная почка, окончательная почка, гонада, прямая кишка) полученные данные согласуются с исследованиями большинства авторов.

В литературных источниках до сих пор нет единого мнения об источниках развития парамезонефральных протоков. В частности, эпителий матки и маточных труб является производным целомического эпителия («целонефродермальный» тканевой тип). Клетки последнего путем инвагинации в подлежащую ткань мезонефроса формируют парные парамезонефральные протоки (мюллеровы каналы), растущие в кранио-каудальном направлении [15–17]. По мнению Л.В. Адамян и др. (2002), образование парамезонефральных протоков носит вторичный характер [4]. Согласно их представлению, парамезонефральный проток возникает в результате отщепления от мезонефрального протока (вольфова канала) плотного тяжа, который несколько позже приобретает просвет и канализируется, повторяя кранио-каудальное направление роста последнего. По мнению Н.З. Иванова (1930), эпителиальная выстилка матки и влагалища являются производными мезонефроса и относятся к тканям нефрогенного происхождения [18]. Д.А. Потемкина (1957), занимаясь изучением коррелятивных связей в развитии между мюллеровым и вольфовым каналами, указала, что первый формируется за счет направленного роста собственного зачатка [19].

R. Hashimoto (2003), в работе, посвященной развитию парамезонефрального протока на индифферентной стадии эмбриогенеза человека, отмечает, что существуют тесные клеточные взаимоотношения между мюллеровым и вольфовым каналами. Эпителиальная выстилка последних относится к разным дифферонным типам, хотя первичным источником их организации является мезодерма [13].

Согласно проведенной работе, являясь более дифференцированной структурой, мезонефральный проток определяет кранио-каудальный рост парамезонефрального протока. Формирование инвагинации мезотелия и закладка парамезонефральных протоков можно объяснить механизмом, описанным ранее как эмбриональная индукция. Данных об отщеплении не обнаруживается. Поэтому гипотеза об участие в закладки парамезонефральных протоков мезонефральных протоков имеет место в дискуссии.

Дифференцировка парамезонефральных протоков характеризуется кранио-каудальным ростом, вхождением их в «мезенхимальный блок» между зачатками прямой кишки и мочевого пузыря. При этом восемь недель гестации соответствуют моменту появления перегородки. Формирование сложных взаимоотношений парамезонефральных протоков при входе в мезенхимальный блок позволяет высказать положение о критическом периоде развития женского полового тракта в соответствии с учением П.Г. Светлова (1960) [20]. Так, описанный факт полной редукции перегородки и формирование общего маточно-вагинального канала не обнаруживается [7, 21, 22]. По данным проведенного исследования морфогенез по женскому типу развития парамезонефральных протоков характеризуется объединением протоков с формированием общей перегородки, без дальнейшей ее редукции. Последний факт предшествует связи объединенных парамезонефральных протоков с внешней средой (взаимодействие с мочеполовым пространством).

На основе анализа ранних сроков гестации можно выделить следующие этапы гистогенеза маточно-вагинального тракта: этап закладки, кранио-каудального роста, выделение протоков из урогенитальной бластемы; объединение парамезонефральных протоков и формирование перегородки, этап регионального взаимодействия с дорсальной стенкой мочеполового пространства, формирование анатомических взаимоотношений между органами малого таза (мочевой пузырь, прямая кишка).

Проведенное исследование позволило убедиться в том, что источником развития парамезонефральных протоков является целомический эпителий. При этом мезонефральный проток как более дифференцированная структура в составе первичной почки является индуктором кранио-каудального роста парамезонефральных протоков.

Развитие парамезонефральных протоков маточно-вагинального тракта происходит в тесном взаимоотношении с мезонефральными протоками, которые встраиваются в дорсальную стенку мочеполового пространства. Непосредственного слияния парамезонефральных протоков со стенкой мочеполового синуса не обнаруживается. Однако не исключено тесное взаимодействие эпителиальных выстилок объединенных парамезонефральных протоков, мезонефральных протоков и дорсальной стенки синуса. Возникающие влияния, в дальнейшем, предшествуют их связи с внешней средой.

Подняться вверх сайта