Сердце, логотип
www.CARDIOGENES.dp.ua
строение и развитие сердечно-сосудистой системы
Кардиогенез :: Развитие кровеносной системы - Эмбриональный гемопоэз.…
 
Основы эмбриологии по Петену
(Б.Карлсон ОСНОВЫ ЭМБРИОЛОГИИ ПО ПЭТТЕНУ) Глава 17

РАЗВИТИЕ КРОВЕНОСНОЙ СИСТЕМЫ

[ ⇐ назад | вперед ⇒ ]

ЭМБРИОНАЛЬНЫЙ ГЕМОПОЭЗ

Рис.17.2. Центры  первичного  эритропоэза

РИС. 17.2. Центры первичного эритропоэза (заштрихованы) у зародышей амфибий (А) и птиц (Б).

 

Первые клетки крови образуются вне тела зародыша в местах небольших скоплений мезодермальных клеток, называемых кровяными островками (рис. 17.2). Ранние кровяные островки расположены рядом с эндодермальной стенкой желточного мешка (рис. 17.3), и, как было показано в экспериментах на курином зародыше, их дифференцировка зависит от взаимодействия между спланхнической мезодермой и подлежащей эндодермой (см. [67] в списке литературы к приложению 1). Клетки наружной зоны примордиальных кровяных островков, уплощаясь, образуют «юный» сосудистый эндотелий, окружающий центрально расположенные клетки, которые становятся кроветворными стволовыми клетками (рис. 17.3,5). Внутри эндотелиальных пузырьков скапливается жидкость, в которой во взвешенном состоянии находятся развивающиеся клетки крови.

Рис.17.3. Развитие кровяных островков в желточном мешке у зародыша человека

РИС. 17.3. Развитие кровяных островков в желточном мешке у зародыша человека. (Carnegie Cont. to Emb., 1929, vol. 20.)

A — В. Изображения, полученные с помощью проекционного аппарата; x355. А. Ранняя стадия агрегации клеток между эндодермой и спланхномезодермой в желточном мешке зародыша в начале 4-й недели (17 сомитов). Б. Начало дифференцировки эндотелия и первичных клеток крови у 4-недельного зародыша (длина зародыша 4,5 мм). В. Более дифференцированный участок желточного мешка 4-недельного зародыша. Видны хорошо развитый эндотелий и клетки крови, находящиеся в плазме во взвешенном состоянии. Г. Зародыш на стадии 10 сомитов по Корнеру. Видны расположенные в желточком мешке ранние кровяные островки.

1 — спланхномезодерма; 2 — примордиальный кровяной островок в желточном мешке; 3 — эндодерма; 4 — первичные кровяные клетки, или гемоцитобласты; 5—клетки крови; 6 — эндотелий; 7 — эндодерма желточного мешка; 8 — сердечный выступ; 9 — срезанный край амниона; 10 — пупочные сосуды.

Существует определенная временная последовательность в развитии основных центров гемопоэза у зародыша. Первоначальная кроветворная активность наблюдается в желточном мешке. Позднее доминирующими органами гемопоэза становятся печень, селезенка, мезенхима тела и, наконец, костный мозг. В течение многих лет существовали две принципиально различные точки зрения на происхождение дефинитивных клеток крови зародыша. Согласно одной из них, кровяные островки желточного мешка поставляют клетки, заселяющие лимфоидные кроветворные органы зародыша. Согласно другой — большинство клеток крови имеют внутри-зародышевое происхождение. Эксперименты, проведенные недавно на химерных зародышах птиц (клетки зародыша перепела пересаживали в желточный мешок куриного зародыша), показали, что в зародыше имеются две различные популяции родоначальных кроветворных клеток ([19]; Le Douarin, 1978). Одна из этих популяций (внезародышевая) возникает в желточном мешке и заселяет печень, селезенку и центральные лимфоидные органы (тимус и фабрициеву сумку) зародыша. Позднее популяция кроветворных клеток печени и селезенки, мигрировавших из желточного мешка, постепенно заменяется другой популяцией кроветворных стволовых клеток, возникающей в неизвестном пока органе (возможно, в мезенхиме зародыша). Кроветворные клетки зародышевого происхождения заселяют также и желточный мешок. Клетки печени, селезенки и, наконец, костного мозга в принципе представляют собой те самые клетки, из которых возникают клетки эритроидного ряда (красные кровяные тельца, или эритроциты) и гранулоцитарного ряда (содержащие гранулы белые кровяные тельца, или нейтрофилы, эозинофилы и базофилы). В тимусе и фабрициевой сумке в основном сохраняются клетки, мигрировавшие из желточного мешка, которые позднее дифференцируются в лимфатические клетки (лимфоциты и моноциты). После дальнейшего развития, или дозревания, в центральных лимфоидных органах они вторично заселяют периферические лимфатические ткани (см. гл. 15). Позднее могут устанавливаться и другие пути заселения центральных лимфоидных органов, например клетками из костного мозга.

Эритропоэз и образование гемоглобина. Эритропоэз — это образование из первичных гемоцитобластических стволовых клеток зрелых кровяных клеток, содержащих молекулы гемоглобина. На тканевом и органном уровнях можно выделить три важнейшие фазы этого процесса (рис. 17.5,Б). В течение короткого периода эмбриогенеза кроветворная активность наблюдается лишь в желточном мешке, т. е. вне зародыша. На третьем месяце развития основными центрами кроветворения становятся определенные органы зародыша. Вторая важная фаза эритропоэза — это период кроветворной активности печени (у человека приблизительно с 3-го до 7-го месяца беременности), когда печень и селезенка становятся ведущими кроветворными органами. Наконец, к концу беременности у высших позвоночных костный мозг принимает на себя функцию дефинитивного центра кроветворения.

Рассматривая дифференцировку эритроцитов, необходимо также учитывать место их происхождения. Многочисленные данные свидетельствуют о наличии двух основных популяций предшественников эритроцитов. Первая из них представлена клетками, возникшими из исходной популяции эритроидных родоначальных клеток желточного мешка. Эти клетки дифференцируются относительно синхронно и попадают в кровяное русло на ранних стадиях своей дифференцировки. Их созревание завершается уже в кровяном русле. У зародышей млекопитающих эритроциты, происходящие из желточного мешка, содержат ядра.

Дифференцировка других популяций эритроцитов, происходящих от родоначальных клеток, хорошо изучена в отношении как морфологии клеток, так и образования гемоглобина. На световых и электронно-микроскопических препаратах можно видеть стадии дифференцировки эритроидной клетки, которые характерны для всех клеток с интенсивным синтезом внутриклеточного белка (рис. 17.4). Клетки эритроидного ряда впервые появляются в виде базофильных проэритробластов из примитивных клеток — гемоцитобластов, которые, как считают многие исследователи, служат стволовыми для всех рядов кровяных клеток. Проэритробласты уже достаточно жестко коммитированы к образованию эритроцитов, но в них еще не начался синтез гемоглобина в количествах, достаточных для выявления этого белка цитохимическими методами. Они имеют большие ядра с хорошо различимыми ядрышками и неконденсированным ядерным хроматином; в них происходит интенсивный синтез РНК. В цитоплазме содержатся агрегаты свободных рибосом, которые будут использованы в синтезе внутриклеточного белка.

На последующих стадиях дифференцировки эритроидной клетки (базофильный, полихроматофильный и ортохроматический эритробласты) происходит все более выраженное изменение в соотношении процессов накопления новообразованных молекул гемоглобина и снижения интенсивности синтеза сначала РНК, а позднее и белка. В течение этих стадий цитоплазма становится все менее и менее базофильной, а ее эозинофильные свойства, свидетельствующие о накоплении белка, усиливаются. В соответствии с этими изменениями происходит уменьшение числа рибосом в цитоплазме. В ядрах выявляются признаки их инактивации и будущей элиминации: с каждой стадией размеры их уменьшаются, хроматин становится все более конденсированным, а ядрышки исчезают. Наконец, за стадии позднего ортохроматического эритробласта пикнотическое ядро выталкивается. В отличие от зритропоэза в желточном мешке все эти изменения обычно происходят внутри кроветворной ткани, и только после выталкивания ядра клетка, называемая теперь ретикулоцитом, попадает в кровяное русло. Ретикулоциты все еще содержат немного рибосом и в течение 1 — 2 дней после попадания в кровоток продолжают синтезировать гемоглобин. Зрелый эритроцит — это тупиковая клетка, утратившая как само ядро, так и внутриклеточный аппарат для синтеза макромолекул. Его нередко сравнивают с мешком, набитым гемоглобином, но такое сравнение не оправдано, поскольку при этом не учитывается, что эритроцит в совершенстве приспособлен для выполнения своих функций.

Рис.17.4. Дифференцировка эритроцита крови

РИС. 17.4. Последовательные стадии дифференцировки эритроцита. (Из Rifkind, 1974. In: Lash and Whittaker, eds. Concepts of Development, Sinauer Assoc, с изменениями.) Концентрация гемоглобина условно соответствует частоте штриховых линий.

В процессе развития происходят также изменения и в самой молекуле гемоглобина. Молекула гемоглобина (мол. масса 64 500). состоит из четырех полипептидных цепей, связанных с молекулой гема. На разных стадиях онтогенеза и в двух различных популяциях эритроцитов строение некоторых полипептидных цепей гемоглобина изменяется, что отражает активность разных генов в процессе развития. Независимо от типа и периода синтеза большинство молекул гемоглобина имеют две одинаковые полипептидные цепи — а-цепи. Две другие цепи могут отличаться и определяют тем самым тип молекулы гемоглобина. Относительное содержание различных типов гемоглобиновых полипептидных цепей в эмбриогенезе показано на рис. 17.5. Первоначальный тип гемоглобина, образующийся в процессе эритропоэза в желточном мешке,— это эмбриональный гемоглобин, в молекуле которого соединены две α- и две ε-цепи. Эмбриональный гемоглобин присутствует только в течение первых 2 мес и затем замещается фетальным гемоглобином (гемоглобином плода, F-Hb), содержащим две α- и две γ-цепи и доминирующим на протяжении остальной эмбриональной жизни. И наконец, вскоре после рождения начинает преобладать гемоглобин дефинитивного типа. Большинство типов дефинитивного гемоглобина содержит, помимо двух α-цепей, две β- или две δ-цепи.

Рис.17.5. Периоды эритропоэза и синтез гемоглобина у человека

РИС. 17.5. Периоды эритропоэза и синтез гемоглобина у человека.

Вверху. Содержание полипептидных цепей гемоглобина в крови на разных стадиях развития. (Из Heuhns et al., 1964. Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol., 29, 327.)

Внизу. Основные центры эритропоэза. (Из Wintrobe et al., 1974. Clinical Hematology, 7th ed., Lea and Febiger, Philadelphia.)

Эмбриональный и фетальный гемоглобины имеют более высокое сродство к кислороду, чем гемоглобин взрослого организма. Это свойство является важной адаптацией к внутриутробной жизни, поскольку фетальный гемоглобин способен более эффективно, чем дефинитивный, связывать кислород, диффундирующий через плацентарный барьер. В течение плодного периода все более возрастает синтез гемоглобина взрослого типа. После рождения содержание фетального гемоглобина быстро уменьшается и через 4—6 мес его уже не удается обнаружить в крови. Образование новых эритроцитов регулируется гормоноподобным веществом — эритропоэтином. При гипоксии, которая может быть обусловлена потерей крови, недостаточным образованием эритроцитов или поднятием на большие высоты, в крови повышается концентрация эритропоэтина, что стимулирует пролиферацию эритроидных стволовых клеток. Эритропоэз в гемопоэтических центрах зародыша в отличие от эритропоэза, протекающего в желточном мешке, реагирует на действие этого вещества. Однако по некоторым данным у куриного зародыша имеются какие-то особые разновидности эритропоэтина, на которые реагируют эритроидные клетки желточного мешка [34].

Основы эмбриологии, Пэттен
Карлсон Б. Основы эмбриологии по Пэттену: Пер. с англ. / Под ред. Б. В. Конюхова. — М.: «Мир», 1983. — Т. 2 — 390с., ил.
Глава 17 Развитие кровеносной системы (с.211):
  -   Кровообращение у зародыша;
  -   Эмбриональный гемопоэз;
  -   Артерии;
  -   Вены;
  -   Сердце;
  -   Изменения кровообращения после рождения;
   -    [Литература].
Приложение 1 Развитие куриного зародыша в период от 18ч до 4сут инкубации (с.275):
  -   Строение 24-часового куриного зародыша (выборочно);
  -   Изменения между 24 и 33 ч инкубации (выборочно);
  -   Строение куриного зародыша 33-38 ч инкубации (выборочно);
  -   Изменения между 38 и 50 ч инкубации (выборочно);
  -   Строение зародыша между 50 и 60 ч инкубации (выборочно);
  -   Развитие куриного зародыша в течение третьих и четвертых суток инкубации (выборочно).
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