Сердце, логотип
www.CARDIOGENES.dp.ua
строение и развитие сердечно-сосудистой системы
Кардиогенез :: Анализ онтогенетических сдвигов параметров…
 
Прикладная анатомия сердца
(Прикладная анатомия сердца / Под ред. В.А.Козлова. - Днепропетровск, 1996.- 173с.)
с.88-110
[ ⇐ назад | вперед ⇒ ]

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*
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.

Прикладная анатомия сердца. Козлов.
Прикладная анатомия сердца / Под ред. В. А. Козлова. — Днепропетровск, 1996.— 173с.: ил.
  Предисловие;
  Часть 1. Топография и форма полостей сердца в онтогенезе В. А. Козлов, С. Е. Стебельский, В. Д. Маковецкий, И. В. Юрченко: 1.1 Форма и объем полостей сердца, 1.2 Топографоанатомические особенности различных отделов сердца в онтогенезе;
  Часть 2. Структурная организация стенки сердца в онтогенезе В. Д. Мишалов, В. Н. Кузьменко, И. А. Демьяненко, А. Г. Козловская: 2.1.Структурная организация стенки предсердий; 2.2.Структурная организация стенки желудочков;
  Часть 3. Сопоставительный анализ процессов кардиомиогенеза, васкулогенеза и метаболизма сердца В. А. Козлов, М. А. Машталир, А. В. Черняк: 3.1 Сопоставительный анализ процессов кардиомиогенеза, васкулогенеза и метаболизма сердца, 3.2 Анализ взаимосвязи между количественными показателями сердца крысы на этапах онтогенеза, 3.3 Сопоставительный анализ онтогенетических сдвигов параметров кардиомиогенеза;
  Часть 4.Морфологический и информационный анализ развития межтканевых отношений в миокарде на этапах раннего онтогенеза И. С. Шпонька;
  Часть 5.Механизмы развития топологической дифференциации в структуре миокарда на этапах раннего онтогенеза И. В. Твердохлеб.
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