Введение к работе
Актуальность проблемы. Вопросы физиологического и репаратив-ного гистогенезов, тканевой детерминации и дифференцировки являются узловыми в проблеме биологии тканей. Решение их крайне необходимо для понимания механизмов реализации процессов адаптации тканевыхструктур и их роли в развитии патологических состояний организма (В.П.Михайлов, 1972: Д.С.Саркисов, 1977).
Воздухоносные пути легких являются своеобразной калориферно-очистительной системой, в которой воздух согревается, очищается и увлажняется. Современные изменения экологической обстановки повлекло за собой увеличение частоты заболеваний органов дыхания, которые характеризуются преобладанием затяжных и хронических форм, поражением лиц молодого, трудоспособного возраста (А.П.Авцын.1979: А.П.Миловановаисоавт., 1991).
Среди наиболее значимых проблем современной морфологии трахео-бронхиальной системы ведущеезначение занимают исследования структурных компонентов компенсаторно-приспособительных реакций тканей бронхов.
В процессе филогенеза воздействие факторов внешней среды сформи-ровалив эпителиальныхтканях(Ф.М.Лазаренко, 1959) высокую способность к физиологической регенерации, что очень важно для выполнения ими барьерной функции. Поэтому, следовало бы ожидать такую же способность и от эпителия дыхательных путей. Однако, как следует из работ W.K.Blenklnsopp (1967). М. Bindreiter et al. (1968), А.В. Wells (1970), Т.В.Каменецкой (1977) эпителий бронхов является медленно обновляющимся. Многие исследователи признают, что восстановление такого рода тканей, осуществляющееся путем внутриклеточной регенерации, "регенера-ционной гипертрофии", происходит за счет вовлечения в этот процесс диф-ференцированныхклеток(Л.К.Романова, 1984). Однако.до сих пор нет единой точки зрения на судьбу дифференцированных клеток в условиях репаратив-ного восстановления тканей легких (И.В.Токин, 1970.1972;И.И.Дедов, 1973; Д.С.Саркисов, 1973, 1977; Л.ДЛиознер, 1982).
Согласно данным современных исследований в обновлении эпителиального покрова слизистой оболочки бронхов одновременно участвует несколько видов клеток, а именно, базальные клетки, малодифференци-рованные и поверхностные клетки с высокой степенью дифференцировки и функциональной специализации (Т.В.Каменецкая, 1974,1977; Л.К-Романова. 1971, 1984; G.M.Donnelly et al., 1982; F.Baldwin. 1994; J.I.Liu etal., 1994; D.F.Rogers. 1994). Известно (А.К.Бойков, С.П.Бойкова, А.Б.Тарасова.1989; В.В.Яглов, 1989;FiksTbmasz. 1989) более 12 типов клеток в составе эпителия трахеобронхиального дерева млекопитающих (кинетический, секреторный, малодифференцированный, нейроэндокринный, мезенхимный и другие типы). Однако, закономерности межклеточных отношений, принципы дифферонной организации столь многообразных элементов, роль и значимость ихв осуществлении мукоцшшарногоклиренсаостаютсядоконца невыясненными.
Безусловно, вопросы об источниках происхождения и механизма» развития компонентов эпителиальной выстилки бронхов, особенности регенераторных возможностей эпителиоцитов и структурных компонентов подлежащей соединительной ткани, характер их взаимоотношения в очаге повреждения друг с другом и с пришлыми клетками воспаления в процессе репаративной и физиологической регенерации остаются актуальными.
Существенным моментом тканевого гомеостаза является обеспечение в организме сохранения общей массы клеток, необходимой для правильной: функционирования, т.е. соотношение между делящимися, дифференцированными и гибнущими клетками. Достижение этого состояния, каь известно, обеспечивается не только генетическими механизмами, но и действием комплекса регуляторних факторов, внутрисистемных (тканес-пецифические ингибиторы и стимуляторы клеточной репродукции), так к межсистемных (нейрогуморальные факторы). Несмотря на достигнутые успехи в исследовании структурных элементов, ответственных за синтез у секрецию гормонов, вопросы генеза, дифференцировки и гистотопографш инкреторных элементов эпителия бронхов на протяжении индивидуальноп развития отражены в немногочисленных работах и остаются недостаточнс изученными и дискуссионными.
В настоящее время особую актуальность приобретает изучение регули рующего воздействия ряда нейрогормонов гипоталамуса (окситоцина и ваз опрессина) как факторов, стимулирующих пролиферацию и рост клетш различных тканей (I.Zachary et al., 1987; А.А.Стадников, 1989, 1997) Современная эндокринология переживает этап "вторжения" нейропептидої в традиционные представления о нейрогормональной регуляции пролифе рации, ростаи цитодифференцировкитканей различного генеза (И.Г.Акмаев 1992; А.Л.Поленов.1962, 1993; А.А.Стадников.1995). Данная проблема і настоящее время рассматривается, как имеющая по крайней мере два свя занных между собой аспекта: изучение влияния нейрогуморальных факторої как регуляторов функционирования клеточных элементов, с другой стороны исследование их как факторов немаловажных для управления процессамі репродукции, роста и дифференцировки клеток и тканей, их адаптации і межклеточных корреляций. Вторая сторона этой проблемы изучен) несравненно слабее, а в отношении эпителиальных структур воздухоносно! системы легких данных на этот счет нет.
Таким образом, очевидна необходимость дальнейшего исследованш структурной организации эпителия слизистой оболочки бронхов и расшиф ровка ее защитных функций, направленных на поддержание гомеостаза, і том числе и при неблагоприятных воздействиях, а также выяснение роли ] значимости регуляторних систем организма в этих процессах.
Цель и задачи исследования
Цель исследования: Установление динамики и объема гисто- и орга нотипических потенций эпителия слизистой оболочки внутрилегочны бронхов в онтогенезе человека, закономерностей репаративных гистоге незов, компенсаторно-приспособительных возможностей покровных ;
железистых структур в условиях культивирования, а также выяснение реальности и характеристики прямого воздействия на них нейроэндокринных факторов.
В соответствии с этим были поставлены следующие задачи исследования:
-
Изучить гистологическую и гистохимическую характеристику покровного и железистого эпителия внутрилегочных бронхов на этапах эмбриогенеза и постнатального онтогенеза человека.
-
Оценить на светооптическом и ультраструктурном уровнях закономерности морфофункциональных превращений и реактивные свойства эпителиальной ткани внутрилегочных бронхов крыс в условиях культивирования в организме по методу Ф.М.Лазаренко.
-
Определить особенности репаративной регенерации эпителия бронхов в условиях совместного культивирования их в организме с супраоптическими (СО) и паравентрикулярными (ПВ) ядрами гипоталамуса.
Научная новизна результатов. Уточнены и конкретизированы особенности структурно-функциональной организации эпителия внутрилегочных бронхов в онтогенезе человека и в эксперименте на животных, касающиеся гистогенеза и морфофункциональной характеристики реснитчатого эпителия и секреторных элементов трахеобронхиальной системы. Изучена гистотопография и динамика дифференцировки аргентафинных клеток в эпителии различных бронхов человека в различные сроки онтогенеза.
Впервые установлены закономерности пролиферации, роста, вторичной дифференцировки имплантированных кусочков внутрилегочных бронхов в условиях сокультивирования их In vivo с нонапептидергическими ядрами гипоталамуса (на светооптическом и электронномикроскопическом уровнях, включая методику гистоавторадиографии). Впервые обнаружены эффекты прямого действия гипоталамическихнонапептидов, проявляющееся на уровне покровного и железистого эпителия бронхов, а также соединительнотканных элементов (адаптивный эффект на переживание, стимуляция экстенсивного роста и дифференцировки мукоцитов, репродукция, рост и дифференцировка фибробластов и макрофагов). Нейро-гормональные вещества, действующие в условиях культуры тканей в организме можно рассматривать как инициаторы дедифференцировки клеток и значительно повышающих синтез ДНК в эпителиоцитах и фибробластах. Нонапептидные нейрогормоны оказывают существенное влияние на пролиферацию эпителия, способствуют реализации более древней в филогенетическом отношении программы его гистиотипических свойств. Сформулировано положение о разнонаправленном влиянии факторов супраоптических и паравентрикулярных ядер на диапазон компенсаторно-приспособительных возможностей эпителия и соединительнотканных элементов культивируемых кусочков бронхов. Установлено позитивное влияние гипоталами-ческих факторов на реализацию адекватных межклеточных отношений в культуральных условиях.
Впервые описаны фенотипические клеточные реакции, морфофун-кциональные особенности макрофагов и фибробластов на разных этапах
имплантационного процесса, а также показаны взаимоотношения фибробластического и макрофагального путей дифференцировки в имплантатахв зависимости от условий культивирования.
Теоретическая и практическая значимость работы
Сведения об особенностях структурно-функциональной перестройки покровного и железистого эпителия внутрилегочных бронхов в различные периоды онтогенеза могут быть использованы при разработке проблем патологии органов дыхания, в том числе и для витальной объективизации клинических исследований в медицинской практике.
Полученные результаты позволяют дополнить существующие представления о закономерностях сепаративного процесса в бронхах млекопитающих и человека. Они создают теоретическую базу для дальнейшего уточнения механизмов восстановления эпителиальных структур бронхов, для объективной оценки компенсаторно-приспособительных возможностей тканей воздухоносной системы человека и животных.
Проведенное исследование открывает перспективы для изучения прямого влияния гипоталамических нонапептидов на процессы гибели, переживания, дедифференцировки, пролиферации, роста и цитодифферен-цировки клеток эпителия бронхов и для целей коррекции репаративногс гистогенеза структурных компонентов органов трахеобронхиальной системы. В своей совокупности полученные данные создают предпосылки для последующего развития научной базы прикладных аспектов клинической пульмонологии, а также для дальнейшего развития учения о биологин тканей.
Внедрение. Результаты диссертационной работы внедрены в учебный процесс на кафедре гистологии Оренбургской медакадемии. кафедре анатомии и гистологии Оренбургского аграрного университета, кафедре валеологии Оренбургского педагогического университета.
Основные положения, выносимые на зашиту:
-
Онтогенетические и экспериментальные исследования покровной и железистого эпителиев внутрилегочных бронхов человека и животныз свидетельствуют об эпидермальных чертах реализации ими генетическ* детерминированных гисто- и органотипических потенций.
-
Этапный характер реорганизации эпителиальных структур внутри легочных бронхов человека, гистохимические и морфометрические особен нести возрастной смены характера секреции бронхиальныхжелез, количест венная динамика аргентафинных клеток слизистой оболочки бронхої рассматриваются в аспекте паракринной регуляции эмбрионального і постнатального развития эпителиального покрова воздухоносных путеі легкого.
3. Нейрогуморальные факторы ядер гипоталамуса в условия:
органотипических культур in vivo играют существенную роль как регуляторь
клеточной репродукции, роста, синтеза ДНК и цитодифференцировкі
эпителиоцитов и стромальных элементов слизистой оболочки внутри
легочных бронхов.
4. Характер и объем имплантационных превращений покровного и железистого бронхиального эпителия, фснотипические преобразования эпителиоцитов, фибробластических элементов, макрофагов и эндотелио-цитов свидетельствуют об идентифицированной аффинности указанных структур к прямому регулирующему воздействию нейроэндокринных факторов крупноклеточных ядер гипоталамуса.
Апробапия работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на:
1. Конференциях молодых ученых (Оренбург, 1991,1992. 1993, 1994, 1995, 1996. 1997).
2.8-й зональной конференции ученых медиков Севера (Архангельск, 1992).
3.2-й Всероссийской конференции "Влияние антропогенных факторов на структурные преобразования органов, тканей, клеток человека и животных (Саратов, 1993).
-
3-м Всероссийском съезде анатомов, гистологов и эмбриологов (Тюмень. 1994).
-
Юбилейной научной конференции, посвященной 50-летию Оренбургского мединститута (Оренбург, 1994).
6.4-й Всероссийской конференции "Нейроэндокринология-95"(Санкт-Петербург, 1995).
-
2-м съезде физиологов Сибири и Дальнего Востока (Новосибирск, 1995).
-
Научно-практической конференции морфологов Тюменской области (Тюмень, 1996).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 17 научных работ.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 257 страницах машинописноготекста. Работа состоит из введения, обзора литературы, главы "Материал и методы исследования", 3-х глав собственных исследований, обсуждения собственных результатов с данными литературы и выводов. Диссертация иллюстрирована 96 рисунками, 13 таблицами. Библиография включает 147 отечественных и 228 зарубежных источников. Диссертация написана на русском языке.