Сердце, логотип
www.CARDIOGENES.dp.ua
строение и развитие сердечно-сосудистой системы
Реkлама: Низкие цены на мрт плеча Доктор Спин быстро и недорого.
Кардиогенез :: Виникнення аномально розташованих сухожилкових струн…
 
Сухожилкові струни серця (Навчально-методичний посібник), Дніпропетровськ, 2006
Козлов В.О., Дзяк В.Г. Сухожилкові струни серця: Навчально-методичний посібник. - Д.: ПП «Ліра ЛТД», 2006. - 128с.
с.44-59
[ ⇐ назад | вперед ⇒ ]

Розділ 2 Патогенетичні аспекти виникнення аномально розташованих сухожилкових струн

Вивчення анатомічних особливостей серця має не лише теоретичне, але й велике практичне значення, бо саме знання морфологічних особливостей його дозволяє вірно трактувати дані клінічного обстеження. Проблема закладки, формування та гістогенетичних закономірностей становлення серця в цілому, його перегородкових компонентів і клапанного апарата серця займає одне з центральних місць у сучасній медицині і біології. Розширення уявлень про джерела, механізм і терміни розвитку клапанів, сухожилкових струн серця є основою для розуміння теоретичних і прикладних аспектів кардіогенезу і пояснює походження уроджених вад серця і його положення. Без всебічного опанування медичною та експериментальною ембріологією неможливо вирішити такі важливі завдання практичної охорони здоров'я, як лікування та запобігання виникнення природжених і спадкових вад.

У зв'язку з цим великий інтерес дослідників викликає вивчення онтогенетичних закономірностей розвитку тканинної і клітинної організації перегородкового і клапанного апарата серця, філогенетичних особливостей формування ультраструктури папілярно-трабекулярного апарата серця.

Останні десятиріччя характеризуються особливою увагою вчених до проблем біології розвитку, оскільки практичні проблеми медичної галузі вимагають досконалого розуміння особливостей і закономірностей пренатального морфогенезу. Питання про розвиток ендокарду і про пов'язане з цим процесом формування клапанно-перегородкових компонентів серця одержало досить широке висвітлення в класичних наукових працях, проведених на різних біологічних об"єктах - у курячих зародків, пацюків та інших хребетних, а також у людини. При цьому, однак, зазначене питання не стало менш цікавим для дослідників, тому що зростаючий рівень захворюваності серцево-судинного профілю висуває підвищені вимоги до розробки ефективних методів корекції різноманітних патологічних станів у серці, причому клапани серця піддаються найбільш частим уродженим аномаліям і дегенеративним змінам.

Донедавна вважалось загальноприйнятим, що атріо-вентрикулярні клапани, до складу яких входять стулки, сухожилкові стуни формуються лише з матеріалу атріо-вентрикулярних ендокардіальних подушок [22,23]. Пстогенетичні процеси на ранніх етапах пов'язані з наближенням одна до одної ендокардіальиих трубок і злиттям їх в загальну двошарову серцеву трубку. Внутрішня стінка серцевої трубки представлена пухким, багатим водою кардіальним гелем, який відмежований від порожнини трубки ендотеліальними клітинами. Зовнішня стінка формується з клітин вісцеральної мезодерми. Кардіальний гель в області атріо-вентрикулярного каналу уособлюється у вигляді ендокардіальиих подушок, в яких на подальших стадіях розвитку формується тканина хондроїдного типу.

Останнім часом думки дослідників по питанню утворення клапанів та сухожилкових струн серця розійшлись. Одні автори вважають, що інвагінація атріо-вентрикулярного з'єднання - головний процес, що веде до утворення клапанів, тоді як розвиток «апарата, що натягує», забезпечується витонченням і розшаруванням внутрішнього шару шлуночкового міокарду [24]. Нові дані призвели до переоцінки функції ендокардіальиих подушок, що на ранніх ембріональних стадіях можуть служити як провізорні клапани.

Інші автори, розглядаючи процес септації серця і формування клапанного апарата та сухожилкових струн, дотримуються протилежної точки зору [25, 26]. Поділ перегородкою атріо-вентрикулярного каналу починається з появи злиття безкліткових мас ендокардіальиих подушок на верхній і нижній границі атріо-вентрикулярного отвору в ембріона довжиною приблизно 6 мм (ТКД). Ці ендокардіальні подушки збільшуються, стають вираженими структурами. На цій стадії вони функціонують як клапани. з'являються менші по розмірах латеральні маси - права і ліва латеральні атріо-вентрикулярні подушки. Коли подушки сформовані, вони відносно малоклітинні, але ендокардіальні клітини починають мігрувати в подушки і здобувають веретеноподібну форму. Зміни в гістохімічному складі позаклітинного матріксу, очевидно, відіграють роль у цих клітинних процесах. Атріовентрикулярний отвір збільшується, подушки розширюються і сягають одна одної. В ембріонів із ТКД 10—11 мм верхня і нижня подушки зливаються, розділяючи атріо-вентрикулярний канал на правий і лівий отвори.

Розвиток атріо-вентрикулярних клапанів та сухожилкових струн - один з найбільш складних комплексів подій у кардіогенезі. Тому ще й дотепер зберігають актуальність питання, що стосуються внеску ендокардіальних подушок і міокарду в дефінітивний клапанний апарат, походження листків клапанів та сухожилкових струн і соскоподібних м'язів. Аксіоматично, що знання деталей цих аспектів допоможе розумінню виникнення уроджених вад серця.

В останніх дослідженнях висувається гіпотеза, що формування і вивільнення листків клапана відбувається шляхом делямінації підлягаючого міокарду. Нижній листок формується зі стінки міокардіального стоку, передсердна ж поверхня покрита тканиною, що походить з ендокардіальної подушки. Делямінація починається усередині міокарду стінки шлуночка, але знову сформований клапанний листок зберігає тканину ендокардіальної подушки на передсердній поверхні, міокардіальна тканина формує шлуночкову поверхню. Витончення (делямінація) не досягає папілярного м'яза, через деякий час цей м'яз визначається на медіальному краї клапанного листка. Механізм та чинники делямінації не виявлені. Автори виділяють дві фази у формуванні клапанного апарата: у першій фазі розвивається з'єднання між правим передсердям і правим шлуночком, у другу фазу формуються листки клапанів і їхній «апарат, що натягує». Але це твердження має і слабкі місця, на нашу думку. Виникає питання: чому саме в ендокардіальних подушках відбуваються процеси епітеліально-мезенхімних перетворень, та куди зникає досить об"ємна мезенхімна тканина ендокардіальних подушок? Адже на ранніх етапах кардіогенезу весь об"єм ендокардіальних подушок заповнюється типовими мезенхімними клітинами, які заселяють весь обсяг подушки від ендокарду до міокарду.

Останнім часом з'явилась в науковій літературі серія повідомлень про результати досліджень джерела розвитку та механізму формування фіброзного кільця, сухожилкових струн і листків передсердно-шлуночкових клапанів Арнольда Венінка - Wenink A.S. [24], який у своїх твердженнях дотримується думки, що передсердно-шлуночкові клапани формуються не з ендокардіальних подушок атріо-вентрикулярного каналу, а розглядає процес інвагінації атріо-вентрикулярної борозни як головний процес, що веде до утворення клапанів, тоді як розвиток апарата, що натягає, забезпечується витонченням внутрішнього шару шлуночкового міокарду [23]. Таким чином, дані про формування передсердно-шлуночкових клапанів є суперечливими, існують різні теорії, що пояснюють джерела і механізм походження цих структур в ембріогенезі.

рис.24

При розвитку і формуванні ендокарду відбувається більш значна зміна його форми, ніж зміни його розмірів [27,28,29, 30]. Щодо серця людини міокард шлуночків швидко збільшується в обсязі протягом 2-го місяця вагітності, у той час як обсяг ендокардіальних подушок знижується до кінця ембріонального періоду і складає менше 3% обсягу серця. На підставі даного спостереження можна зробити висновок, що внесок ендокардіальних подушок у розвиток клапанів і перегородки незначний. Всупереч цим даним, дослідження В.Ф.Шаторної (2002) [26] та проведена нею морфометрія ендокардіальних подушок серця у ембріонів курей показали, що обсяг цих утворень в ранньому періоду достовірно зростає і досягає аж 20% від обсягу серця.

Протягом раннього кардіогенезу передсердно-шлуночкові ендотеліальні клітини диференціюються в мезенхімні клітини. Цей процес отримав останнім часом назву епітеліально-мезенхімних перетворень [31]. Він протікає на ранніх стадіях розвитку серця і простежувався в наших дослідженнях. Саме завдяки перетворенню ендотеліальних клітин у мезенхімні стає можливим заповнення обсягу ендокардіальних подушок клітинами та проходить редукція кардіогелю.

При цьому зірчасті відростки тяжів кардіогелю є, мабуть, субстратом для міграції мезенхімних клітин, що утворюються внаслідок епітеліально-мезенхімних перетворень.

Перед поділом серця на окремі камери кров надходить через єдиний загальний отвір з передсердя в шлуночок. У момент злиття двох ендотеліальних трубок у трубчасте серце відстань між ендотелієм і міокардіальною пластинкою досить велика і цей простір заповнений кардіогелем. На ранніх стадіях розвитку в області атріо-вентрикулярного отвору з'являються складки ендокарда (ендокардіальні подушки), які теж спочатку містять в собі кардіогель.

рис.25

Перед тим як трубка починає S-подібно згинатись, майже по всій її довжині починається зближення ендотелію і міокардіальної пластинки і злиття зазначених структур у єдине ціле - серцеву стінку. Але це зближення і злиття відбувається виразно нерівномірно: в області майбутнього атріо-вентрикулярного каналу й в області артеріального стовбура злиття і зближення не настає і формуються так звані «ендокардіальні подушки» (рис. 24,25). Спочатку кардіогенезу весь простір подушки заповнений кардіогелем, але з часом, у результаті епітеліально-мезенхімних перетворень, відбувається заповнення обсягу подушок мезенхімними клітинами [32]. Кількість мезенхімних клітин швидко зростає, а розподіл їхньої щільності явно неоднаковий: по вільному краю подушки, зверненому в порожнину серця, щільність прилягання цих клітин максимальна; чим ближче до міокарда, тим рідше розташовані клітини, аж до одиночних. На ранніх етапах ще зберігається кардіогель між мезенхімою подушки і міокардом (рис. 25).

Подушки, збільшуючись, імовірно, виконують роль клапана в атріо-вентрикулярному каналі.

рис.26

З розростанням мезенхімних клітин обсяг ендокардіальних подушок збільшується, і вони торкаються одна одної, або змикаються, розподіляючи атріо-вентрикулярний канал на правий та лівий отвір. На цьому терміну розвитку ембріона майже весь обсяг ендокардіальних подушок заповнений мезенхімними клітинами (рис. 26).

Зупиняючись більш докладно на утворенні сухожилкових струн, хотілося б звернути особливу увагу на ту частину подушок, що звернена в порожнину шлуночка і переходить в ендотеліальну вистилку стінок шлуночка. Покриваючи численні трабекули шлуночкового міокарду, клітини ендотелію утворюють різної форми містки від однієї трабекули до іншої і тяжі, що з'єднують ендокардіальні подушки з близько розташованими трабекулами (рис. 26).

Ендокардіальні подушки продовжуються й у порожнину передсердь, де вони утворюють первинну міжпередсердну перегородку, що нависає у вигляді арки над атріо-вентрикулярним каналом. Ця перегородка також заселена мезенхімними клітинами, як і ендокардіальні подушки. Весь обсяг ендокардіальних подушок передсердно-шлуночкового каналу на цей час заповнений мезенхімними клітинами, які розташовані пухко та з'єднані поміж собою численними відростками зірчастої форми (рис. 27).

Досліджуючи розвиток ендокардіальних подушок нами проводилася морфометрія, а саме вимірювалася на сагітальних зрізах, що пройшли по середній лінії, площа передньо-верхньої та заднє-нижньої подушки. Вимірювалась також і площа самого серця. Виміри робились наранніх стадіях розвитку від 10 стадії (3 8 годин інкубації) до 29 стадії (близько 6 діб інкубації). Після розділення загального атріо-вентрикулярного каналу ендокардіальними подушками, вимірювання продовжувалося окремо в правій та лівій половині серця. Результати вимірювання площі ендокардіальних подушок та співвідношення їх загальної площі до площі серця представлено в таблиці 1.

Таблиця 1

таблица 1

Площі ендокардіальних подушок передсердно-шлуночкового канапу та серця в цілому і співвідношення цих показників

Як видно з табл. 1, до самого початку моменту злиття, ендокардіальні подушки збільшують свій відносний розмір, а не зменшують, як вважалося раніше. Після розділення загального передсердно-шлуночкового отвору, частина ендокардіальних подушок залишається в правій половині, а частина - в лівій, їх формоутворюючі процеси досліджувались нами окремо. Якщо представити зростання ендокардіальних подушок на гістограмі, то можна проаналізувати інтенсивність збільшення деяких компонентів на окремих відрізках часу.

Гістограма наглядно демонструє, що збільшення площин ендокардіальиих подушок та серця до 28 стадії розвитку йдуть майже однаковими темпами, навіть ріст ендокардіальиих подушок переважає. Це суперечить всім літературним даним, які нам вдалося знайти. З 25 стадії ми наглядали деяку стабілізацію у ростових процесах мезенхімних клітин ендокардіальиих подушок. Це пояснюється тим, що розмір подушок досяг свого максимального значення, вони вже змикаються в передсердно-шлуночковому отворі, і для змикання подушок їхнє подальше збільшення вже не потрібне. Після злиття ендокардіальиих подушок настає розподіл загального передсердно-шлуночкового отвору на правий та лівий, і в кожному окремо починають формуватись передсердно-шлуночкові клапани.

рис.27

Формування клапана та сухожилкових струн починається розшаруванням (делямінацією) верхньої частини шлуночкового міокарду, а в формуванні самих листків клапана відіграють значну роль ендокардіальні подушки. Сам процес делямінації полягає в наступних перетвореннях стінки майбутнього шлуночка: трабекули верхньої частини шлуночкової стінки розташовані більш пухко в порівнянні з щільно лежачими структурами нижньої частки стінки шлуночка. Відстань між цими трабекулами збільшується, і настає розшарування стінки шлуночка з утворенням внутрішньої делямінаційної пластинки. На делямінаційній пластинці зберігаються залишки ендокардіальиих подушок, а нижній край пластинки залишається зв'язаним з міокардом шлуночка (рис. 29).

  рис.28 график

В наших дослідженнях ми дійшли висновку, що формування сухожилкових струн та соскоподібних м'язів шлуночка- це єдиний процес, якій відбувається разом з відокремленням стулок клапана, а значить, що стулка клапана, сухожилкова струна та соскоподібний м'яз, відокремлюючись шляхом делямінації від стінки шлуночка, з самого початку утворюють єдине ціле, а не зростають назустріч одне одному, як вважалося раніше. Згодом різко змінюється співвідношення між м'язовою частиною і власне довжиною сухожилкової струни за рахунок збільшення довжини папілярного м'яза. Таким чином, сухожилкові струни і папілярні м'язи розвиваються як єдина структура, яка з'єднує стінку шлуночків і стулки атріо-вентрикулярних клапанів, при цьому первинна сухожилкова струна є направляючою в рості папілярних м'язів.

рис.29

В наших дослідженнях на плодах людини, спостерігаючи формування сухожилкових струн на ранніх етапах кардіогенезу, ми виявили, що структури, розташовані між стулками клапанів та соскоподібними м'язами (сухожилкові струни) представляють собою ділянки делямінаційних пластинок, які містять у собі тільки кардіоміоцити, що вкриті шаром ендокарду [33]. Таким чином, сухожилкові струни серця до 15 тижня пренатального розвитку представляють собою м'язові трабекули, які в подальшому за рахунок збільшення кількості сполучнотканинних елементів перетворюються в типово побудовані сухожилкові струни. Співвідношення довжини м'язової та сполучнотканинної частин протягом пізнього пренатального та всього постнатального онтогенезу змінюється в сторону збільшення сполучнотканинних елементів. Слід зауважити, що ряд первинних сухожилкових струн, що складаються з м'язової тканини, так і залишається без зміни структурної організації, перетворюючись в м'язові трабекули або елементи папілярно-трабекулярного апарата.

Враховуючи варіабельність ділення делямінаційної пластинки під час перфорації її, можна стверджувати про формування в цей період аномально розташованих сухожилкових струн.

рис.30

Подальший розвиток формування клапанів та сухожилкових струн лівого передсердно-шлуночкового отвору йде паралельно процесу утворення колагенових волокон передсердно-шлуночкової борозни та крупних судин серця. На стадії розвитку 42 (близько 16 діб інкубації) ми виявляли перші смуги колагенових волокон в передсердно-шлуночковій борозні. Цікавим здається той факт, що поява колагенових волокон розпочинається в клапанах серця спочатку з шлуночкової поверхні. Основна частина стулок клапана на цей час представлена мезенхімними клітинами з ендокардіальних подушок, а сухожилкові струни містять міокардіальні пучки та мезенхімну тканину (рис. 3О).

Закладка та формування колагенових волокон проходить одночасно у стулці клапана, сухожилковій струні та у соскоподібному м'язі. Тобто колагенові волокна формуються єдиним пластом, який з'єднує міокард, стулку клапана та соскоподібний м'яз (рис. 31). Самі стулки клапана мають складчасту форму, бо мають надмірний розмір, тому на фотографіях зрізів серця ми бачимо лише частину цих складок.

рис.31

Закладка та формування сухожилкових струн та соскоподібних м'язів досліджувались нами на різних стадіях розвитку ембріона, і ми дійшли думки, що закладка майбутніх елементів папілярно-трабекулярного апарата серця відбувається спочатку як наслідок делямінації- відокремлення цілого пласту міокарду шлуночків з залишками ендокардіальних подушок. У подальшому відокремлений пласт утворює спочатку невеликі щілинні інвагінації, а потім настає перфорація цих фрагментів і починаються утворюватись з єдиного шару або пласту численні відокремлені одне від одного тяжі, які складаються з міокардіальних клітин та мезенхімних клітин залишків ендокардіальної подушки (рис. 32). На фото помітно, що верхівка соскоподібного м" язу та первинна сухожилкова струна перфоруються і утворюють численні з'єднання між краєм майбутньої стулки клапана та соскоподібним м'язом. Ці з'єднання в майбутньому і стануть сухожилковими струнами серця.

Процеси перфорації єдиного пласту та розділення шару на окремі сухожилкові струни відображено більш детально на рис. 33. Первинні сухожилкові струни мають досить чітко виражений пласт щільно розташованих кардіоміоцитів та невелику кількість мезенхімних клітин від залишку ендокардіальної подушки. Мезенхімні клітини первинної сухожилкової струни являють собою типові клітини з великими відростками, що з'єднують тяжі міокарду з краєм ендокардіальної подушки.

рис.32

Простежуючи розвиток папілярно-трабекулярного апарата серця в ембріогенезі курки, звертає на себе увагу той факт, що на кінцевих стадіях розвитку (44 та 46) стулки клапана та верхня частина сухожилкових струн ще містять в собі пухку сполучну тканину та залишки ендокардіальних подушок і процеси утворення колагенових пучків клапанів не закінчено. Тобто подальший розвиток папілярно-трабекулярного апарата буде відбуватись в післяембріональний період.

Можна представити процес формування сухожилкових струн та соскоподібних м'язів і передсердно-шлуночкових клапанів лівої половини серця спрощеною схемою, яка наглядно демонструє участь різних шарів серця та залишків ендокардіальних подушок в утворенні самого клапана, сухожилкової нитки та соскоподібного м'яза (рис. 34). Таким чином, наша гіпотеза пояснює виникнення клапанів, сухожилкових струн та соскоподібних м'язів як єдиного цілого від самого початку утворення, а гістологічний склад первинних стулок клапана та сухожилкових струн є мезенхіма та кардіоміоцити ембріонального серця.

рис.33

В подальшому розвитку співвідношення довжини сухожилкових струн та соскоподібних м'язів змінюється, змінюється також і співвідношення клітинних компонентів. В сухожилкових струнах зменшується кількість м'язової тканини, збільшується доля колагенових волокон. Однак в сухожилкових струнах зберігаються кардіоміоцити різного функціонального напрямку, в тому числі і провідникових. Протягом онтогенезу довжина, кількість і топографія сухожилкових струн змінюється. Якщо місце прикріплення сухожилкових струн не типове, але не призводить до патології, то можна говорити в таких випадках про варіант норми, якщо відбувається порушення функції клапанного апарата, це говорить об аномально розташованих сухожилкових струнах. Поява нетипових місць прикріплення сухожилкових струн пов'язана з процесами делямінації та з апоптозом делямінаційної пластинки.

В зв'язку з цим можлива поява великої кількості варіантів відходження і прикріплення сухожилкових струн. Описаний процес можна розглядати як основний патогенетичний механізм утворення аномально розташованих, додаткових сухожилкових струн. В результаті росту організму і серця відбуваегься в ряді випадків адаптація до окремих порушень розташування сухожилкових струн і функція органа в цілому не змінюється.

рис.34 Схема

 

Сухожильные струны сердца - пособие
Козлов В.О., Дзяк В.Г. Сухожилкові струни серця: Навчально-методичний посібник. — Д.: ПП «Ліра ЛТД», 2006.— 128с.
  Розділ 1. Клiнiчна анатомiя сухожилкових струн (Козлов В.О., Довгаль Г.В., Шаторна В.Ф.);
  Розділ 2. Патогенетичнi аспекти виникнення аномально розташованих сухожилкових струн (Козлов В.О., Шаторна В.Ф., Машталiр М.А, Козлов С.В.);
  Розділ 3. Зустрiчальнiсть аномально розташованих додаткових струн i пролапсу мiтрального клапана серця людини (Дзяк В.Г.);
  Розділ 4. Розповсюдженiсть додаткових сухожилкових струн, пролапсу мiтрального клапана та мiксоматозiв стулок атрiо-вентрикулярних клапанiв (Дзяк В.Г.);
  Розділ 5. Клiнiко-функцiональнi особливостi пацiєнтiв з пролапсом мiтрального клапана та додатковими струнами (Дзяк В.Г.);
  Розділ 6. Взаємозв'язок порушень ритму серця та наявностi додаткових сухожилкових струн, пролапсу мiтрального клапана (Дзяк В.Г);
  Розділ 7. Кардiальнi диспластичнi синдроми (Дзяк В.Г.);
    Заключення.
Поддержка
 © 2008-2015 Cardiogenes.dp.ua
© обработка Dr. Andy  
Key words: heart, cardiogenesis, cardiac development. Ключевые слова: сердце, кардиогенез, гистогенез миокарда эндокарда эпикарда, ангиогенез, развитие сердечно-сосудистой системы, васкулогенез, эмбриология, теоретическая кардиология, врожденные пороки сердца, струны сердца. Миокард человека и животных, наука, медицина, ветеринария, сердце.
Rambler's Top100 li MyCounter