ANATOMICAL AND HISTOLOGICAL ASPECTS OF THE UTERINE STRUCTURE IN ALBINO RAT

全文:

Одним из основных ароморфозов, возникших у плацентарных млекопитающих, является плацента. Ее появление, в свою очередь, привело к изменению в строении органов репродуктивной системы. Изучению их строения посвящены многочисленные работы отечественных и зарубежных ученых [1, 4, 11, 12]. Однако некоторые аспекты строения половых органов млекопитающих продолжают уточняться и до настоящего времени [9, 13]. Матка, как орган, в котором происходят процессы развития эмбриона и вынашивания плода, в процессе эволюции претерпевала ряд последовательных изменений, наиболее выраженных в ее каудальном отделе - шейке матки. Клеточный и ультраструктурный уровни организации шейки матки у ряда плацентарных млекопитающих, в том числе у крыс, остаются малоизученными. Белая крыса является одним из самых распространенных экспериментальных животных. Для исследователя особенно важно знание строения лабораторных животных, что, по мнению А. Д. Ноздрачева и Е. Л. Полякова (2001), является непременным условием квалифицированной подготовки специалистов в области биологии, медицины и ветеринарии [7]. Материал и методы. Исследовали матку 10 нерожавших половозрелых белых крыс. Материал получали в Институте экспериментальной медицины и биотехнологий (ИЭМБ), где из всех отделов забирали кусочки ткани из рогов, тела и шейки матки крыс. На проведение исследования получено разрешение комитета по биоэтике при Самарском ГМУ (протокол № 176 от 03.08.2016 г.). Животных содержали в виварии, уход за ними осуществляли по нормам и правилам обращения с лабораторными животными [5] в соответствии с «Международными рекомендациями по проведению медико-биологических исследований с использованием животных» (1985), с правилами лабораторной практики в Российской Федерации (приказ МЗ РФ от 19.06.2003 г. № 267) и законом «О защите животных от жестокого обращения» (гл. V, ст. 104679-ГД от 01.12.1999 г.). Для световой микроскопии материал фиксировали в забуференном формалине, проводку осуществляли в гистологическом процессоре замкнутого типа с вакуумом Leica ASP300 (Германия). Материал заключали в парафин «Histomix» фирмы BioOptica (Россия). Срезы толщиной 4 мкм готовили на роторном микротоме Sakura Accu-Cut SRMTM200 (Япония). Препараты окрашивали гематоксилином - эозином и исследовали с применением световой микроскопии. Иммуногистохимическое исследование проводили с примене нием набора моноклональных антител к α-гладкомышечному актину, клон 1А4. Типирование осуществляли с использованием антител фирмы «Dako» (Дания). Постановку иммуногистохимической реакции проводили с одношаговой системой визуализации BioGenex (QD 630-XAK) Super Sensitive one-step Polymer - HRP Kit/DAB (США). Результаты оценивали после постановки положительного и отрицательного контролей. Изучение изолированных миоцитов проводили с помощью морфометрии с последующей статистической обработкой. Изолированные клетки получали методом щелочной диссоциации тканей по В. Я. Бродскому. Для электронной микроскопии материал фиксировали в глутаровом альдегиде и заливали в эпон-аралдитовую смесь, контрастировали уранилацетатом и цитратом свинца (EMS, США). Для установления прицельного участка исследования сначала готовили полутонкие срезы толщиной 1-2 мкм и далее ультратонкие срезы толщиной 200-500 нм. Срезы изучали на электронном микроскопе JEOL JEM-1400 PLUS (Япония). Для морфометрического исследования использовали компьютерную программу обработки и анализа изображений ImageJ v.1.50i (c применением плагина Densitometry 1Ch). Статистическую обработку данных проводили в программе IBM SPSS Statistics v.24. Статистическое исследование включало проверку данных на соответствие нормальному распределению (построение гистограмм с наложенной нормальной кривой и нормальных вероятностных графиков; проверку одновыборочным тестом Колмогорова-Смирнова). Для описания выборочной совокупности данных использовали средние значения со стандартной ошибкой среднего показателя, медиану с минимумом и максимумом значений. Для определения статистической значимости различий между значениями показателей в группах данных использовали непараметрические критерии Манна-Уитни (для двух независимых групп) и Краскала-Уоллиса (для более чем двух независимых групп) с оценкой уровня значимости этих различий. Для выявления групп миоцитов по размерам использовали кластерный анализ (кластеризацию проводили методом Варда). Результаты исследования. Установлено, что матка крысы состоит из двух рогов и двойных тела и шейки. Несмотря на то, что стенки правого и левого маточных рогов в каудальной части срастаются, формируя тело и шейку, их полости остаются отделенными друг от друга тонкой перегородкой и открываются в одно общее влагалище двумя отдельными отверстиями. Тело матки представляет собой трубчатый орган, расположенный между рогами и шейкой матки и повторяет строение рогов. Шейка матки, в свою очередь, имеет вид небольшого толстостенного участка между телом матки и влагалищем. При гистологическом исследовании установлено, что стенка матки во всех отделах состоит из 3 оболочек: слизистой (эндометрия), мышечной (миометрия) и серозной (периметрия). Толщина стенки матки у крысы в различных отделах представлена в табл. 1. Из таблицы видно, что в рогах матки наиболее выражен эндометрий, а в шейке матки - миометрий. Эндометрий образован двумя пластинками - эпителиальной и собственной. Эпителиальная пластинка представлена однослойным столбчатым эпителием, участками - многорядным эпителием. В составе эпителия определяются реснитчатые и железистые, а также базальные клетки. В цитоплазме секреторных клеток во все периоды эстрального цикла выявляются вакуоли, количество которых увеличивается на стадии эструса. Собственная пластинка, образованная рыхлой волокнистой соединительной тканью, содержит маточные и шеечные железы. Железы имеют морфологические отличия в рогах, теле и шейке матки. Так, в рогах матки железы располагаются плотно, они глубокие, малоразветвленные. В теле матки они сильно разветвленные, располагаются одиночно. Влагалищная часть шейки матки у крыс покрыта многослойным плоским эпителием, который может вдаваться внутрь цервикального канала и образовывать стык с однослойным призматическим эпителием. Со сменой эпителиального пласта в шейке матки цервикальные железы исчезают. Среди волокнистых структур собственной пластинки слизистой оболочки преобладают коллагеновые волокна, эластические волокна немногочисленны. Согласно классическому представлению, функциональную основу матки составляет миометрий, образованный гладкой мышечной тканью. С помощью иммуногистохимического исследования матки с применением моноклональных антител к α-гладкомышечному актину установлено, что во всех отделах матки миометрий состоит из 3 слоев - внутреннего (подслизистого), образованного преимущественно циркулярноориентированными миоцитами; среднего (сосудистого) с небольшим количеством косоориентированных гладких миоцитов; наружного (надсосудистого) с лейомиоцитами косопродольного направления. Толщина слоев миометрия представлена в табл. 2. Из таблицы видно, что толщина слоев миометрия отличается в рогах и шейке матки. В шейке матки у крыс внутренний слой миометрия образует утолщение - сфинктер (рис. 1). Миометрий каудальной части стенки матки со стороны медиальной поверхности отличается от миометрия ее передней, задней и латеральных поверхностей. В этой части органа медиальные стенки правого и левого рогов матки сливаются. В участке слияния периметрий, а также надсосудистый и сосудистый слои миометрия объединяются. В каудальном направлении формируется срединная перегородка, разделяющая две полости нечетко разграниченных тела и шейки матки (рис. 2). Срединная перегородка в своем строении образована эндометрием и миометрием. Миометрий перегородки состоит из единого сосудистого слоя, окруженного подслизистыми слоями. Таким образом, сосудистый слой играет важную роль в слиянии медиальных стенок каудальных отделов матки (рис. 3). Гладкая мышечная ткань выполняет важную функцию в стенке матки, поэтому в нашем исследовании ей уделено особое внимание. Методом изучения изолированных клеток установлено, что миоциты миометрия матки имеют преимущественно веретеновидную форму, но встречаются и отростчатые клетки. Лейомиоциты представляют собой гетероморфную популяцию, они различаются по своим линейным параметрам; среди них можно выделить субпопуляции больших, средних и малых клеток. Морфометрический анализ размеров изолированных клеток шейки матки показал, что у крыс одной возрастной группы с дефинитивным строением матки существуют значимые различия гладких миоцитов по размерным параметрам (табл. 3). Преобладающей популяцией являются малые и средние миоциты, что указывает на высокий потенциал клеток в направлении их дальнейшей дифференцировки и регенерации. С помощью электронной микроскопии в миометрии матки крысы выявляются темные и светлые миоциты с различным уровнем плотности цитоплазмы (рис. 4). Для темных миоцитов характерна упорядоченная организация филаментов, которая проявляется в их параллельной ориентации, более плотном расположении и однонаправленной локализации. В светлых гладкомышечных клетках контрактильный аппарат расположен более рыхло и беспорядочно. Ядра миоцитов находятся в центре клетки, в них преобладает эухроматин, часто выявляются 1-2 ядрышка. Митохондрии развиты слабо, имеют округлую форму, в светлых миоцитах они располагаются преимущественно около плазмалеммы и вокруг ядра. В темных миоцитах митохондрии встречаются и между миофиламентами. Гранулярная эндоплазматическая сеть наиболее развита в светлых миоцитах. Компоненты белоксинтезирующего аппарата в виде многочисленных рибосом, собранных в розетки, часто определяются по периферии клеток. Все лейомиоциты посредством различных функциональных контактов интегрированы в единую функциональную систему. Среди межклеточных соединений наиболее часто встречаются неспециализированные простые контакты и десмосомы, призванные обеспечивать механическую связь миоцитов при сокращении. Кроме того, часто встречаются нексусы или щелевидные контакты, которым отводится роль коммуникативных соединений клеток. Иногда образуются единичные интердигитации. Соединительная ткань мышечной оболочки шейки матки представлена небольшим количеством фибробластов, а также межклеточного вещества с аморфным компонентом и коллагеновыми волокнами. Между миоцитами располагаются коллагеновые фибриллы, имеющие характерную для них поперечную исчерченность. В прослойках соединительной ткани проходят кровеносные сосуды и безмиелиновые нервные волокна, контактирующие с миоцитами. Периметрий снаружи покрыт мезотелием. Шейку матки на участке перехода надвлагалищной части во влагалищную окружает тонкая прослойка жировой ткани, формирующая параметрий. Обсуждение полученных данных. Проведенное исследование подтверждает наличие у белых крыс двурогой матки. Анализ литературы показывает, что по данному вопросу существуют несоответствия в описании строения каудальной части матки у крыс. Нередко их матку расценивают как двурогую и двураздельную [3, 5, 8]. Последняя, по сути своей, является двурогой с очень короткой общей шейкой. По нашим данным, у крыс на уровне наружного зева шейки матки имеется участок стыка двух морфологически и гистогенетически разных эпителиев. У кроликов, в отличие от крыс, несмотря на общий тип строения матки у обоих видов, эпителий влагалищной части шейки стыка не имеет, он располагается на уровне перехода влагалища в урогенитальный синус [2]. На основании проведенного исследования уточнены гистологическая структура матки двойного типа и организация ее цервикального сфинктера. Последний представляет собой локальное утолщение циркулярного слоя миометрия до 534,74±127,78 мкм в поперечнике, тогда как аналогичный слой миометрия других отделов матки составляет 87,94±18,79 мкм. Сфинктер состоит из гладкой мышечной ткани и в соответствии с основными представлениями о сфинктерных устройствах позволяет регулировать величину и(или) длительность сообщения между надсфинктерным (со стороны полости матки) и подсфинктерным (со стороны влагалища) компартментами [6, 10]. Функция данного участка максимально реализуется при беременности и родах, формировании родовых путей. Статистический анализ объема гладких миоцитов в шейке матки позволил определить, что преобладающими популяциями в шейке матки являются малые и средние миоциты. Полученные нами данные не противоречат результатам работы О. В. Долгих и соавт. [3]. Однако в работе этих авторов отмечена тенденция к увеличению процентного содержания больших миоцитов по направлению от рогов к шейке матки крысы, что расценивают как оптимальное условие поддержания постоянного тонического напряжения и создания более частого ритма сократительной активности. Нами такой зависимости у нерожавших крыс с дефинитивным строением органа не отмечено. Таким образом, комплексный анатомо-гистологический анализ дефинитивного строения матки у крыс позволяет отнести ее к типу «двойная матка». Результаты исследования позволяют рассматривать гладкомышечную ткань матки в качестве комплекса клеток с различным уровнем дифференцировки. В нем преобладают малые и средние миоциты, что может указывать на высокий потенциал клеток в направлении их дальнейшей дифференцировки и возможности к регенерации. Строение эпителия шейки матки у крыс имеетсходствосостроениемэпителияшейкиматки у человека, что следует учитывать при использовании крыс для экспериментального изучения проблем жизнедеятельности, связанных с репродуктивной системой организма. Вклад авторов: Концепция и дизайн исследования: Ю. В. Г., Г. Н. С. Сбор и обработка материала: Ю. В. Г. Статистическая обработка данных: С. Н. Ю. Анализ и интерпретация данных: Ю. В. Г., С. Н. Ю. Написание текста: Ю. В. Г., Г. Н. С. Авторы сообщают об отсутствии в статье конфликта интересов.

作者简介

Yu. Grigoryeva

Samara State Medical University

Email: Juliagrig-va@yandex.ru
Department of Histology and Embryology 227 Chapayevskaya St., Samara 443001

G. Suvorova

Samara State Medical University

Department of Histology and Embryology 227 Chapayevskaya St., Samara 443001

S. Yukhimets

St. Joseph University in Tanzania

Department of Anatomy; St. Joseph College of Health and Allied Sciences Dar es Salaam, Tanzania, PO Box 11007

参考

补充文件