 материалы по кардиогенезу (перечень) |
Часть 3. Сопоставительный анализ процессов кардиомиогенеза, васкулогенеза и метаболизма сердца
В.А.Козлов, М.А.Машталир, А.В.Черняк
Государственная медицинская академия, Днепропетровск.
3.2 Анализ взаимосвязи между количественными показателями сердца крысы на этапах онтогенеза...
3.3. СОПОСТАВИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ОНТОГЕНЕТИЧЕСКИХ СДВИГОВ ПАРАМЕТРОВ КАРДИОМИОГЕНЕЗА
Результаты дисперсионного, корреляционного и регрессионного анализа позволяют дать количественную оценку силе влияния возрастного фактора на состояние различных параметров развивающегося сердца крыс, а также выявить изменения их внутреннего взаимодействия на различных этапах пре- и постнатального онтогенеза.
Системный подход к вопросам морфо-функциональной характеристики развивающегося сердца связан с проведением морфометрического и стереологического исследования всех существенных макро- и микроскопических сдвигов. Однако, как подчеркивал Г.Г.Автандилов [1]: "В задачи морфометрии входит не только производство измерения и счета, как это иногда полагают, а главным образом выявление характера и силы связей между параметрами".
Исходя из этой методологической предпосылки, для полноценного анализа полученных результатов нами использованы данные корреляционного анализа параметров развивающегося сердца. Так, в частности, на 11-14-е эмбриогенеза в сердце крыс обнаружена чрезвычайно высокая положительная корреляционная связь между показателями пролиферативной активности кардиомиоцитов (митотический индекс, индекс меченых ядер) и диаметром их ядер, что свидетельствует, очевидно, об исключительной специализации малодифференцированных кардиомиоцитов на клеточном делении. Аналогичная структура взаимосвязей была установлена также для пролиферативной активности эндотелиальных клеток в субэпикардиальной зоне миокарда и диаметров их ядер.
В изучаемый период взаимосвязь между морфометрическими параметрами сердечных миоцитов и эндотелиальных клеток отсутствовала, что указывает, по нашему мнению, на невысокую степень координированности между процессами усиленной пролиферации клеток миокарда и эндотелиальной выстилки протокапилляров. На наш взгляд, это обстоятельство связано с относительно невысоким удельным вкладом протокапиллярного русла в обеспечение миокарда в целом питательными веществами: ведущая роль в осуществлении микроциркуляции на протяжении 2-й недели эмбрионального развития крыс принадлежит интерстициальным щелям и каналам, образованным отростками близлежащих кардиомиоцитов.
На протяжении 3-й недели эмбриогенеза крыс происходило существенное утолщение стенки сердца за счет клеток компактного слоя, сопровождающееся формированием хорошо развитой протокапиллярной сети, закономерно сменяющейся вторичным органоспецифичным капиллярным руслом. В этот период установлена достоверная корреляционная связь между показателями пролиферативной активности кардиомиоцитов и эндотелиальных клеток капилляров, свидетельствующая о нарастании соответствия мехДУ процессами роста миокарда и его сосудов. На наш взгляд, это явление связано с приобретением вторичной капиллярной сетью ведущей роли в обеспечении сердечных миоцитов структурным и энергетическим материалом. В указанный период кардиомиоциты укрупнялись и значительно удлинялись (Табл. 7); в их цитоплазме закономерно нарастал удельный объем митохондрий (Табл. 8).
Таблица 7
Кариоцитометрические показатели кардиомиоцитов миокарда крыс в онтогенезе.
| Возрастные группы | Диаметр кардиомиоцитов (мкм) | Диаметр ядер кардиомиоцитов (мкм) | |||
|---|---|---|---|---|---|
| Пре-(пост-)натальное развитие (сут) | х +- m | Изм. показателя по отн. к зрелым животным (%) | х +- m | Изм. показателя по отн. к зрелым животным (%) | |
| 11 12 14 16 18 20 Новорожденные 1 3 5 10 15 20 30 40 50 60 180 | 9.31 ± 0,29 9,67 ± 0.27 9.07 ± 0.19 8.32 ± 0.23 7.97 ± 0,21 7.67 ± 0,25 8,35 ± 0.17 8.13 ± 0.16 8,70 ± 0.23 8,92 ± 0.26 9,15 ± 0,30 10,16 ± 0.25 12.15 ± 0.37 12.67 ± 0,29 13.53 ± 0.40 13.89 ± 0.33 15.67 ± 0.34 16.79 ± 0.41 | -44,6* -42,4* -45,9* -50,5* -52.5* -54.3* -50.3* -51.6* -48,2* -46.9* -45,5* -34,5* -27,6* -24.5* -19.4* -17,3* -6.7 * - | 5.31 ± 0.18 5,61 ± 0.20 5.06 ± 0.17 4.93 ± 0.27 4.66 ± 0.16 4.31 ± 0,15 3.96 ± 0. 13 3,69 ± 0,14 3.68 ± 0.14 3.77 ± 0.17 3,79 ± 0, 15 3.73 ± 0. 18 3.97 ± 0. 15 3,82 ± 0,19 3,88 ± 0.15 3,76 ± 0.18 3.65 ± 0.17 4.23 ± 0. 15 | +25,5* +32,6* +19.6* +16,6* +10,2* + 1.9 -6,4 -12,8* -13,0* -10,9* -10.4* -11.8* -6.1 -9,7* -8,3 -11.1* -13,7* - | |
Примечание: * - р < 0.05.
Данные сдвиги, а также результаты морфологического исследования указывают, повидимому, на осуществление интенсивной дифференцировки кардиомиоцитов, сопровождающейся их специализацией. Это предположение находится в соответствии с мнением о высокой напряженности процессов дифференцировки сердечных миоцитов на протяжении 3-й недели кардиомиогенеза крыс.
На 16-20-е сутки пренатального развития в нашем исследовании наблюдалось существенное нарастание объемной плоскости капилляров, сопровождающееся появлением морфологических признаков звенье - и органоспецифичности. Характерно, что количество и уровень взаимосвязей между отдельными морфометрическими и стереологическими характеристиками в указанный период были максимальны среди всех изучаемых возрастных групп, что по-нашему мнению, свидетельствует об исключительно высоком уровне интеграции между разнообразными сторонами жизнедеятельности развивающегося органа.
Таблица 8. Удельный объем митохондрий кардиомиоцитов сердца крыс в онтогенезе.
| Возрастные группы | Удельный объем митохондрий (%) | ||
| Пренатальное развитие (сут) | Постнатальное развитие (сут) | х ± m | Изменение показателя по отношению к зрелым животным (%) |
| 18 20 Новорожденные |
5 10 20 30 60 180 | 8,23 - 0.72 11.66 ± 1,84 13.67 ± 1.52 19.70 ± 2.52 28,77 ± 3.09 36.58 ± 2.95 34.44 ± 3.51 32.64 ± 3.49 33.26 ± 2.81 | - 75.5* - 64.9* - 58.7* - 40.8* - 13.5 + 10.0 + 3,6 - 1.9 - |
Примечание: * - р < 0,05.
Изучение структурно-функциональных особенностей в сердце новорожденных крыс позволило выявить существенные перестройки во взаимоотношениях исследуемых параметров на фоне резкого снижения пролиферативной - активности кардиомиоцитов (Табл. 9).
Таблица 9. Пролиферативная активность кардиомиоцитов миокарда крыс в онтогенезе
| Возрастные группы | Митотический индекс кардиомиоцитов (% ) | Индекс меченых ядер кардиомиоцитов (%) | |||
| Пренатальное развитие (сут) | Постнатальное развитие (сут) | x - m | Изменение показателя по отношению к новорожденным (%) | х - m | Изменение показателя по отношению к новорожденным (%) |
| 11 12 14 16 18 20 Новорожденные |
1 3 5 10 15 20 30 180 | 66,98 ± 4,50 54,46 ± 4.09 39,17 ± 3.20 33.28 ± 2.98 25,30 ± 2.33 22,37 ± 2.70 13.86 ± 1.90 13.61 ± 1.69 9.12 ± 1,35 8,41 ± 0,84 6,89 ± 0,76 3,53 ± 0,61 0.27 ± 0.10 0 0 | + 303,9* + 292,9* + 182,6* + 140,1* + 82.5* + 61,4* - - 1.8 - 34,2* - 39.3* - 50,3* - 74,5* - 98.1 | - 68.11 ± 7.44 42.25 ± 5.32 - 25,74 ± 3.52 - 15,19 ± 3.18 - - 7.53 ± 1.07 1.25 ± 0.33 - 0.10 ± 0.02 - 0.02 ± 0,01 | - + 348,4* + 178.1 - + 69.5* - - - - - 50.4* -91.8* - - 99,3* - - 99.9* |
Примечание: * - р < 0.05.
В отличие от предыдущей возрастной группы, в миокарде новорожденных животных установлена сильная обратная корреляция между значениями митотического индекса, индекса меченых ядер и удельного объема митохондрий кардиомиоцитов, а также существенная корреляционная связь между стереологическими показателями тканевой организации развивающегося сердца. Указанные связи, а также данные электронно-микроскопического исследования о существенном нарастании объема и степени упорядоченности миофибрилл в цитоплазме кардиомиоцитов указывают на значительное изменение биологических свойств сердечных миоцитов в направлении дальнейшей дифференцировки и специализации. Полученные данные согласуются с мнением о том, что к моменту рождения в миокарде крыс указанные биологические процессы находятся на этапе интенсивного развития.
В отличие от кардиомиоцитов, умеренные величины показателей пролиферативной активности эндотелиальных клеток в миокарде новорожденных животных коррелировали в большей степени, чем в предыдущей возрастной группе. По нашему мнению, наблюдаемое явление связано с продолжающимся ростом капиллярной сети в миокарде новорожденных крыс и находится в соответствии с литературными данными о сохранении эндотелиальными клетками способности к активному митотическому делению.
На протяжении 1-й недели постнатального развития средний диаметр кардиомиоцитов сердца крыс не изменялся существенно по сравнению с новорожденными животными; в этот период нарастание клеточного объема происходило за счет существенного их удлинения. При электронно-микроскопическом исследовании в цитоплазме сердечных миоцитов наблюдалось формирование характерной взаимной ориентации миофибрилл и митохондрий на фоне увеличения их относительного объема. Эти сдвиги, а также интенсивное формирование специфических межклеточных контактов в составе вставочных дисков, вероятно, свидетельствуют об активном становлении внутриклеточных и экстрацеллюлярных приспособлений, направленных на обеспечение функции координированного сокращения групп кардиомиоцитов.
Интерес представляет то обстоятельство, что на протяжении первой недели постнатального развития крыс 85-90% сердечных миоцитов представлены 2-ядерными клетками. На наш взгляд, увеличение объема суммарного клеточного генома обусловлено, с одной стороны, потребностью растущих кардиомиоцитов в большем количестве активно транскрибируемых генов и, с другой стороны,- утратой сердечными миоцитами способности к митотическому делению. Таким образом, наблюдаемый механизм является, возможно, одним из способов функциональной адаптации кардиомиоцитов к меняющимся условиям развития.
На протяжении первой недели жизни в миокарде крыс кардинально меняется характер взаимоотношений между показателями пролиферативной активности эндотелиальных клеток (Табл. 10) и объемной плотностью капилляров (Табл. 11): соответствующие коэффициенты линейной корреляции приобретали статистически значимые отрицательные значения, в то время как в пренатальном периоде онтогенеза между указанными параметрами существовала достаточно высокая положительная корреляция.
Таблица 10. Пролиферативная активность эндотелиоцитов сосудов сердца крыс в онтогенезе
| Возрастные группы | Митотический индекс эндотелиоцитов (% ) | Индекс меченых ядер эндотелиоцитов (%) | |||
| Пренатальное развитие (сут) | Постальное развитие (сут) | х ± m | Изм. показателя по отн. к новорожденным (%) | х ± m | Изм. показателя по отн. к новорожденным (%) |
| 14 16 18 20 Новорожденные |
1 3 5 10 15 20 30 40 50 60 180 | 18.70 ± 2.45 24,90 ± 2.75 32.25 ± 2.69 55.70 ± 5.56 53.40 ± 4.24 47.40 ± 4.77 38.40 ± 3.87 41,60 ± 2,34 35.60 ± 3,19 32.60 ± 2.96 24.00 ± 1.67 19,13 ± 2.47 16,88 ± 2.31 12.13 ± 1.95 10.38 ± 1.70 5.38 ± 1.14 | -64.9* -53,4* -39.6* -4,3 - -11,2 -28,1* -22,1* -33.3* -38.9* -55.1* -64.2* -68.4* -77.3* -80.6* -89.9* | 22,00 ± 1,75 - 29.64 ± 3.23 - 48,06 ± 4,75 - - 36.05 ± 3,84 29.23 ± 3,02 - 22.98 ± 3.62 - - - - 11.41 ± 1.40 | -54,2* - -38,3* - - - - -25.0* -39.2* - -52.2* - - - - -76,3* |
Примечание: * - р < 0,05.
Описанная математическая характеристика, установленная на 1-5-е сутки развития, отражает тот факт, что в тканевых Участках с высоким уровнем развития капиллярной сети митотические фигуры единичны или отсутствуют, что свидетельствует о достижении в этих участках оптимального соотношения между растущими сосудами и кардиомиоцитами. Напротив, в зонах с незначительным развитием капиллярной сети митозы эндотелиальных клеток обнаруживались достаточно часто, что указывает на незавершенный характер количественных взаимоотношений между капиллярами и сократительным аппаратом миокарда. Учитывая эти данные, мы вправе сделать заключение о продолжающейся дифференцировке ГМЦР сердца крыс на протяжении первой недели развития, причем интенсивность процесса выражена неравномерно в различных тканевых компартментах.
На протяжении 2-3-й недели развития в миокарде крыс наряду с удлинением кардиомиоцитов наблюдались выраженные сдвиги их ультраструктурной организации: нарастание удельного объема митохондрий, упорядочение их расположения по отношению к миофибриллярному аппарату, формирование связи саркомеров с элементами вставочных дисков, редукция гранулярной эндоплазматической сети с одновременным накоплением канальцев и цистерн гладкого ретикулума. В целом, ультраструктурная организация кардиомиоцитов к концу 3-й недели постнатального онтогенеза крыс соответствовала таковой зрелого миокарда. Этот результат согласуется с многочисленными литературными сведениями о завершении основных процессов кардиомиогенеза к концу первого месяца жизни крыс.
В исследуемый период объемная плотность капилляров существенно превышала значения соответствующего показателя в миокарде крыс, определяемого на 1-й неделе развития, и составила 15-16% объема ткани, то есть величины, характерной для зрелого миокарда. Поддержание указанного взаимоотношения в растущем миокарде на протяжении 2-3-й недели постнатального онтогенеза обеспечивалось, очевидно, за счет пропорционального роста капилляров. В основе этого роста нам представляется целесообразным выделить два механизма: увеличение популяции эндотелиальных клеток путем митотического деления и существенное изменение формы эндотелиоцитов. В исследуемый период резко истончались и удлинялись периферические отростки эндотелиальнык клеток в составе гемокапилляров, что приводило к увеличений просвета сосудов.
При электронно-микроскопическом исследовании в цитоплазме эндотелиоцитов продолжало нарастать количество микропиноцитозных везикул, в ряде случаев образующих комплексы из нескольких пузырьков. На наш взгляд, это явление связано с закономерным увеличением интенсивности транскапиллярного обмена и хорошо согласуется с литературными данными о существенной активации метаболизма развивающегося миокарда.
К концу первого месяца постнатального развития стереолоические параметры тканевой организации развивающегося миокарда крыс достигали значений, характерных для зрелых животных, в то время как размеры сердечных миоцитов продолжали закономерно нарастать. На протяжении 2-го месяца Постнатального онтогенеза нарастала сила взаимосвязи между удельными объемами кардиомиоцитов, стромы, объемной плотностью капилляров. На наш взгляд, указанные результаты исследования свидетельствуют о продолжающемся росте кардиомиоцитов на фоне дефинитивной тканевой структуры миокарда. В пользу данного предположения свидетельствует также то обстоятельство, что в указанный период обнаружены многочисленные морфологические признаки окончательной дифференцировки органоспецифичного гемомикроциркуляторного русла - снижение пролиферативной активности эндотелиоцитов, стабилизация их размеров и формы (Табл. 12), звеньеспецифичность ГМЦР, относительно высокий уровень транскапиллярного транспорта и другие. Описанные признаки являются отчетливым отражением адекватности системы микроциркуляции дефинитивному характеру развития миокарда крыс, наблюдаемому в период активности роста сердца в первые 3-4 месяца жизни животных.
Проведение корреляционного анализа параметров зрелого сердца крыс указало на существование исключительно сильных взаимосвязей между стереологическими показателями тканевой организации миокарда, в то время как значения пролиферативной активности кардиомиоцитов и эндотелиальных клеток не коррелировали ни с одним из исследуемых параметров. По нашему мнению, эти данные свидетельствуют о существенной интеграции структурных характеристик зрелого миокарда и отражают общую закономерность, установленную для различных органов.
При анализе сложных процессов гистогенеза различных органов принято выделять ряд элементарных составляющих: 1) пролиферация клеток; 2) клеточный рост; 3) перемещение клеток; 4) дифференцировка; 5) межклеточные взаимодействия; 6) отмирание клеток. Эти элементы гистогенеза находятся в тесной взаимосвязи, определяющей тканевую и органную специфичность.
Исходя из этой методологической предпосылки, нам представляется важным проведение сопоставительного анализа результатов собственного исследования, отражающих многообразные проявления единого телеономического процесса, в качестве которого выступает гистогенез сердца.
Таблица 12. Кариоцитометрические показатели эндотелиоцитов сосудов сердца крыс в онтогенезе.
| Возрастные группы | Диаметр ядер эндотелиоцитов (мкм) | ||
| Пренатальное развитие (сут) | Постнатальное развитие (сут) | х ± m | Изменение показателя по отношению к контролю (%) |
| 14 16 18 20 Новорожденные |
1 3 5 10 15 20 30 40 50 60 180 | 4,78 ± 0.20 4,14 ± 0,21 4,03 ± 0,14 4,09 ± 0, 15 4,21 ± 0. 16 3,54 ± 0,16 3,58 ± 0.16 3, 17 ± 0.17 2.63 ± 0.13 2.56 ± 0,17 3.48 ± 0.15 3.24 ± 0, 17 3.62 ± 0,20 3,46 ± 0.26 2.99 ± 0. 19 3,12 ± 0,15 | + 53,2* + 32,7* + 29,2* + 31,1* + 34.9* + 13,5 + 14.7 + 1.6 - 15.7* - 17.9* + 11,5 + 3,8 + 16.0 + 10.9 - 4.2 - |
Примечание: * - р < 0,05.
Очевидно, что успешное решение поставленной задачи возможно на основе учета динамики наблюдаемых сдвигов развивающихся сократительного аппарата сердца, элементов системы микроциркуляции, путей энергообеспечения кардиомиоцитов, а также на основе анализа взаимоотношений между указанными элементами изучаемого процесса развития сердца.
Дисперсионный анализ подтвердил определяющее влияние возрастного фактора на варьирование большинства морфо-функциональных и биохимических параметров, что отражает активное развитие разнообразных процессов в раннем онтогенезе. Результаты регрессионного анализа, проведенного нами для уточнения характера сдвигов изучаемых параметров, указали, в частности, на гиперболическую закономерность снижения пролийеративной активности кардиомиоцитов. а также диаметров ядер сердечных миоцитов и эндотелиальных клеток. Аналогичная закономерность характеризовала динамику изменений и активности ферментов пентозофосфатного шунта (Табл. 13). Этот результат хорошо согласуется с литературными сведениями о том, что реакции пентозофосфатного цикла ответственны за синтез пентоз, необходимых для адекватного синтеза нуклеотидов в ходе репликации ДНК и следующего за ним митотического деления кардиомиоцитов.
Данные корреляционного анализа, выявившего высокую степень положительной взаимосвязи между морфометрическими и биохимическими параметрами кардиомиоцитов, подтверждают представление о тесной взаимозависимости между метаболическими и морфологическими проявлениями клеточной пролиферации.
При изучении тканевой организации развивающегося миокарда крыс в нашем исследовании обнаружено нарастание удельных объемов стромы сосудов, митохондрий в цитоплазме кардиомиоцитов. В ходе проведения регрессионного анализа выяснилось, что динамика изменений указанных стереологических параметров хорошо описывается уравнением логистической функции Ферхмльста. Логистическая закономерность является отражением свободного развития биологических процессов в замкнутой системе на различных уровнях ее организации. Так, указанная закономерность установлена нами как на тканевом уровне (динамика нарастания удельного объема стромы, относительной плотности сосудов), так и на клеточном (увеличение удельного объема митохондрий в цитоплазме кардиомиоцитов).
Регрессионные уравнения (математические модели) динамики ряда биохимических параметров развивающегося миокарда крыс (активность СДТ и цитоплазматической фракции ЛДТ, содержание янтарной кислоты) также соответствовали уравнению Ферхмльста (Табл. 14, 15). Обращает на себя внимание тот Факт, что СДТ и митохондриальная ЛДТ относятся к классу ферментов, иммобилизированных на кристах или наружной мембране митохондрий, и тесно связаны с их количеством и степенью дифференцировки. Проведение корреляционного анализа подтвердило этот результат: значения соответствумщих коэффициентов линейной корреляции составили высокие положительные величины (от + 0,864 до + 0,986).
Таблица 13. Динамика активности ферментов пентозофосфатного шунта в миокарде крыс в онтогенезе.
| Возрастные группы | 6фГДГ (нмоль/мин/мг) | Г6фДГ (нмоль/мин/мг) | |||
| Пренатальное развитие (сут) | Постнатальное развитие (сут) | х ± m | Изменение показателя по отношению к зрелым животным (%) | x ± m | Изменение показателя по отношению к зрелым животным (%) |
| Митохондриальная фракция | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| 18 | 3.60 ± 0.14 | +41,7* | 4,96 ± 0.62 | +24,6 | |
| 22 | 3.10 ± 0.88 | + 22,0 | 9,30 ± 0.88 | +133,7 | |
| Новорожденные | 4.03 ± 0,36 | +58.7 | 4.65 ± 0.36 | + 16,8 | |
| 5 | 2,83 ± 0,43 | + 11.4 | 3.22 ± 0.34 | -19. 1 | |
| 10 | 2.47 ± 0.43 | -2.8 | 5.58 ± 0.42 | +40.2 * | |
| 15 | 2.47 ± 0,45 | -2,8 | 2,17 ± 0,36 | -45.5 * | |
| 20 | 2,38 ± 0,31 | -6.3 | 6,20 ± 0,53 | +55,8* | |
| 30 | 2,92 ± 0,59 | + 15,0 | 4.34 ± 0,41 | +9,0 | |
| 60 | 2,83 ± 0,43 | + 11.4 | 4,65 ± 0,36 | +16,8 | |
| 180 | 2,54 ± 0.47 | 3,99 ± 0,52 | - | ||
| Цитоплазматическая фракция | |||||
| 18 | 42,78 ± 0.72 | +445,7* | 66,34 ± 2,63 | +435,0* | |
| 20 | 22,32 ± 0.88 | +184,7* | 19,01 ± 1.01 | +25,1* | |
| Новорожденные | 5,57 ± 0,31 | -29,0* | 112,40 ± 0,58 | -18,4* | |
| 5 | 6.09 ± 0.59 | -22,3* | 9.61 ± 0.36 | -36,7* | |
| 10 | 6,89 ± 0.61 | -12,1 | 8,06 ± 0,72 | -46.9* | |
| 15 | 5.30 ± 0.50 | -32,4 * | 6,51 ± 0.68 | -57.1* | |
| 20 | 6.09 ± 0.59 | -22.3 * | 7.13 ± 0.90 | -53.1* | |
| 30 | 6,99 ± 0.47 | -10,8 | 12.71 ± 0.91 | -16,3* | |
| 60 | 6.89 ± 1.06 | -12.1 | 13,64 ± 1,07 | -10,0 | |
| 180 | 7,84 ± 1.03 | - | 15,19 ± 0,36 | - | |
Примечание * - р < 0,05
При анализе логистических кривых, отражающих динамику описываемых стереологичёских и биохимических параметров развивающегося миокарда крысы, мы обнаружили, что состояние их динамического равновесия достигается в период с 15-х по 25-е сутки постнатального онтогенеза, то есть во время стабилизации большинства исследуемых морфо-функциональных показателей миокарда. Этот результат хорошо согласуется с многочисленными литературными сведениями о том, что к концу первого месяца жизни общая структурная организация ткани миокарда крыс достигает дефинитивного уровня.
Таблица 14. Изменение содержания янтарной кислоты и активности сукцинатгидрогеназы в миокарде крыс в онтогенезе.
| Возрастные группы | СДГ (нмоль/мин/мг) | Янтарная кислота (мкмоль/г) | |||
| Пренатальное развитие (сут) | Постнатальное развитие (сут) | х ± m | Изменение показателя по отношению к зрелым животным (%) | х ± m | Изменение показателя по отношению к зрелым животным (%) |
| 18 22 Новорожденные 5 10 15 20 30 60 180 | 1.28 ± 0.33 3.52 ± 0.12 5.92 ± 0.44 6.39 ± 0.11 6,95 ± 0,34 8.53 ± 0.17 12.18 ± 0.27 13,34 ± 0.45 13.46 ± 0.10 12.19 ± 0.45 | -89,5* -71.1* -51.4* -47.6* -43,0* -30,0* -0,1 +9.4 + 10,4 - | 0,09 ± 0.002 0.11 ± 0.007 0. 14 ± 0.008 0.13 ± 0.018 0.12 ± 0,006 0,13 ± 0,013 0,24 ± 0,009 0,31 ± 0,005 0,33 ± 0.007 0.28 ± 0.022 | -69.1* -61.9* -50,4* -54,7* -55,8* -54.2* -14.7 + 12,9 + 17,3 - | |
Примечание: * - р < 0,05.
Использование миокарда крыс в качестве биологической модели для количественной оценки разнообразных морфо-функциональных и биохимических сдвигов в развивающемся сердце позволило осуществить системный подход к решению поставленных задач исследования. В связи с этим особый интерес представляет проведение сопоставительного анализа динамики протекания основных гистогенетических процессов в миокарде крыс и человека, в качестве которых выступают пролиферативная активность кардиомиоцитов и эндотелиальных клеток, их дифференцировка, становление межклеточных взаимодействий, функциональная адаптация миокарда. Дополнительным обстоятельством, подтверждающим целесообразность проведения такого сопоставления данных морфологического исследования сердца человека с комплексом количественных параметров развивающегося органа крыс, является сходный характер становления структурной организации миокарда человека и крыс.
Таблица 15. Динамика активности митохондриальной и цитоплазматической фракций лактатдегидрогеназы в миокарде крыс в онтогенезе.
| Возрастные группы | Фракции ЛДГ (нмоль/мин/мг) | ||||
| Цитоплазматическая | Митохондриальная | ||||
| Пренатальное развитие | Постнатальное развитие (сут) | x ± m | Изменение показателя по отношению к зрелым животным (%) | x ± m | Изменение показателя по отношению к зрелым животным (%) |
| 18 | 1.52 ± 0.15 | + 80,0* | 0,04 ± 0.004 | - 77,5* | |
| 22 | 1.74 ± 0.14 | +105,6* | 0,06 ± 0,003 | - 60,9* | |
| Новорожденные | 1.06 ± 0.03 | + 24,8* | 0.07 ± 0.010 | - 53.0* | |
| 3 | 1.11 ± 0.04 | + 31.3* | 0.12 ± 0,009 | - 21,2 | |
| 5 | 1,10 ± 0.12 | + 30,3* | 0.12 ± 0.015 | - 19,2 | |
| 10 | 0.40 ± 0,06 | - 53.3* | 0.08 ± 0,009 | - 49,0* | |
| 15 | 0.83 ± 0,02 | - 2,0 | 0,14 ± 0,015 | - 9,9 | |
| 20 | 0.68 ± 0,02 | - 20,0* | 0,12 ± 0,015 | - 19,2 | |
| 30 | 0.70 ± 0.03 | - 17,4* | 0.13 ± 0,006 | - 13,2* | |
| 60 | 0.73 ± 0.03 | - 13,4* | 0.12 ± 0,011 | - 21,9* | |
| 180 | 0.85 ± 0.04 | - | 0.15 ± 0,013 | - | |
Примечание: * - р < 0,05.
Так, миокард изучаемых биологических объектов в эмбриогенезе имеад ряд общих черт, заключающихся в трехслойном строении, причем по мере развития органа толщина внутренних (трабекулярного и губчатого) слоев миокарда закономерно уменьшается. У крыс полная редукция указанных слоев достигался на 20-е сутки пренатального онтогенеза, а у – человека -на 14-й неделе плодного периода.
Первые сосуды (протокапилляры), свидетельствующие о сиене дососудистого этапа микроциркуляции внутрнсосудистым, обнаружены нами на 14-е сутки эмбриогенеза крыс и на 6-й неделе эмбриогенеза человека. Важным критерием, позволяющим провести хронологическое сопоставление процессов развития системы микроциркуляции человека и крыс, является появление черт звеньеспецифичности ГМЦР, наиболее ранние из которых обнаруживались на 20-е сутки развития крыс и на 12-й неделе у человека.
Таблица 16. Значения ядерно-цитоплазматического соотношения кардиомиоцитов крыс в онтогенезе.
| Возрастные группы | Ядерно-цитоплазматическое соотношение | ||
| Пренатальное развитие (сут) | Постнатальное развитие (сут) | х ± m | Изменение показателя по отношении к зрелым животным (%) |
| 11 12 14 16 18 20 Новорожденные 1 3 5 10 15 20 30 40 50 60 180 | 0,69 - 0,04 0.60 ± 0.02 0.50 ± 0.04 0.39 ± 0,02 0,35 ± 0,03 0,29 ± 0,02 0.23 ± 0,01 0,23 ± 0.01 0,21 ± 0,01 0,21 ± 0,01 0,21 ± 0.02 0.19 ± 0,02 0.19 ± 0.02 0.17 ± 0.02 0.17 ± 0.02 0,17 ± 0,02 0,18 ± 0,01 0.17 ± 0.01 | + 305.9* + 252,9* + 194.1* + 129.4* + 105,9* + 70,6* + 35,3* + 35.3* + 23.5* + 23,5* + 23.5 + 11.8 + 11.8 0 0 0 + 5,9 - | |
Примечание: * - р < 0,05.
Помимо временных соотношений, важное значение имеет аналогичная последовательность и направленность основных морфо-функциональных характеристик развивающегося сердца человека и крыс: существенное снижение пролиферативной активности кардиомиоцитов. нарастание уровня их дифференцировки (Табл. 16), становление органоспецифичности гемомикроцирку-ляторного русла органа и других.
Учитывая эти данные, мы полагаем, что в основе протекания процессов гистогенеза сердца человека лежат закономерности, установленные в ходе системного морфологического и биохимического исследований миокарда крыс. На наш взгляд, определение хронологического соответствия между рядом этапов гистогенеза миокарда человека и крыс дает основание для взаимной экстраполяции конкретных проявлений гистогенетических процессов.
Таким образом, проведение сопоставительного анализа результатов исследования позволило сделать количественную оценку разнообразных структурно-функциональных сдвигов и биохимических параметров развивающегося сердца крыс, установить характер и степень их взаимодействия на различных этапах онтогенетического развития.
