DYNAMICS OF RAT SKIN FORMATION DURING THE TRANSITION FROM PRENATAL TO EARLY POSTNATAL ONTOGENESIS

Full Text

Кожа, как орган, представляет собой трехкомпонентную систему, образованную эпидермисом, дермой и гиподермой, которые находятся в морфофункциональном единстве. В ходе онтогенеза постепенно складывается структура кожного покрова, оптимально обеспечивающая все многочисленные функции, выполняемые кожей [1, 3]. Исследование структуры кожного покрова млекопитающих, в том числе экспериментальных животных, имеет фундаментальное и прикладное значение и может быть, в определенной степени, экстраполировано на человека [4]. Остаются дискуссионными многие вопросы, касающиеся временной этапности формирования таких структурных компонентов кожи, как волокнистый остов дермы, волос, жировой ткани и их изменение (перестройка) в процессе онтогенеза [2-7]. Недостаточность этих данных затрудняет использование лабораторных животных (крыс) для прикладных исследований в различных сферах медицины и биологии. ЦЕЛЬ РАБОТЫ Изучение формирования отдельных структурных компонентов и становления кожи млекопитающих как самостоятельного органа в раннем онтогенезе. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ Материалом исследования служили фрагменты кожи размером 0,5 * 5 см, взятые с латеральной поверхности спины 30 белых крыс линии Wistar, весом (10,0 ± 1,5) г, путем иссечения кожи указанного размера до фасции подкожной мышцы. Возраст животных был выбран следующий: 21 сутки внутриутробного развития (за 1 сутки до родов) и 2 суток после рождения. Животные содержались в стандартных условиях в соответствии с санитарно-эпидемиологическими требованиями к устройству, оборудованию и содержанию экспериментально-биологических клиник (вивариев) (утв. Постановлением Главного государственного санитарного врача РФ № 51 от 29 августа 2014 г.). Уход и содержание экспериментальных животных проводился в соответствии со стандартами, описанными Директивой 2010/63/EU Европейского Парламента и Совета Европейского Союза от 22 сентября 2010 г. по охране животных, используемых в научных целях, а также Правилами, утвержденными Приказом Минздрава России от № 199н 01 апреля 2016 г. «Об утверждении правил надлежащей лабораторной практики». Для сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) кожу фиксировали 10%-м забуференным нейтральным формалином, обезвоживали в замороженном состоянии в спиртах возрастающих концентраций. Для СЭМ исследований, после спиртового обезвоживания образцов, использовали метод сушки в критической точке с помощью аппарата Quorum K350 (Quorum gala instrument gmbh, Германия). Подготовленные таким образом образцы монтировали на специальный алюминиевый столик токопроводящим углеродным клеем, напыляли золотом или платино-паладиевым сплавом в напылительной установке Quorum Q150TS (Quorum gala instrument gmbh, Германия) и просматривали в сканирующем электронном микроскопе S 3400N (Hitachi, Япония). РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Кожный покров плода крысы на поздних этапах внутриутробного развития представлен эпидермисом (многослойный плоский ороговевающий эпителий) и подлежащей рыхлой волокнистой соединительной тканью, без четких границ переходящую в соединительную ткань соседних формирующихся органов. Толщина этого слоя имеет топографические вариации. При исследовании участков с латеральной поверхности спины толщина кожи составляла от (32,3 ± 0,5) мкм. На этом этапе внутриутробного онтогенеза отмечен достаточно выраженный полиморфизм, как в эпидермисе, так и в подлежащей соединительной ткани. В роговом слое эпидермиса можно выделить 3 подслоя: поверхностный чешуйчатый, толщиной (4,5 ± 0,2) мкм, центральный, непрерывный, гомогенный, и глубокий, подлежащий, прерывистый, толщиной (5,2 ± 0,7) мкм, состоящий из диффузного мелкозернистого и глыбчатого (гранулярного) кератогиа-лина. За счет частичного погружения в эпидермис роговой слой создает своеобразную складчатость, определяя, таким образом, ее поверхностный макрорельеф. Более глубокий слой, следующий после рогового, состоит из вытянутых клеток с многочисленными гранулами кератогиалина в цитоплазме. Базальный слой эпидермиса состоит из одного ряда клеток, большая часть из которых находятся в стадии митоза. Под клетками находится базальная (коллагеново-гликопротеидная пограничная) мембрана, являющаяся связующим звеном между эпидермисом и подлежащей рыхло-волокнистой соединительной тканью (рис. 1). В глубину от эпидермиса по плотности расположения волокнистых структур можно условно выделить 3 области. Первая с наиболее плотным расположением волокнистых и клеточных структур распространяется на глубину 100-150 мкм от эпидермиса. В этой области наибольшее представительство клеток фибробластического диффе-рона. Волокнистые структуры представлены индивидуальными фибриллами, до (32,0 ± 0,1) нм, и формирующимися из них коллагеновыми волокнами, (5,2 ± 0,3) мкм. Фибриллы имеют характерную поперечную исчерченность, периодичность которой составляет 64 нм и является их главным идентификационным признаком. Они могут существовать индивидуально или образовывать фибриллярные агрегаты - коллагеновые волокна. Особенностью волокнистой составляющей соединительной ткани на этом этапе является то, что большая часть фибриллярных агрегатов имеет форму пластинок. При этом фибриллы в их составе не имеют какой-либо преимущественной ориентации. По толщине эти пластинки имеют одно- или двухслойную организацию. Значительная часть пластинок ориентирована своей плоскостью параллельно эпидермису. Из этих структур построена, в виде 3D сети, подлежащая рыхлая волокнистая соединительная ткань. Форма ячеек овальная и не имеет преимущественной анизотропии. Пространство между структурными компонентами заполнено основным веществом. Здесь также располагаются формирующиеся волосяные фолликулы, единичные и небольшие группы поперечно-полосатых мышечных фибрилл и капилляры. Следующая область менее плотная - в ней клеточный компонент преобладает над волокнистым и основного вещества больше, чем в предыдущей области. В третьей, самой глубокой области, присутствуют те же структурные компоненты, волокнистые элементы образуют крупноячеистые сети. Соединительная ткань этой области переходит в соединительную ткань, окружающую внутренние органы плода. У двухдневного новорожденного эпидермис имеет толщину (62,0 ± 0,4) мкм и все ранее представленные слои. Роговой слой представлен различными по толщине кератиновыеми пластинками или чешуйками, а также отделен от зернистого слоя эпидермиса и связан с ним локально в отдельных участках. Чешуйки имеют извилистую форму, и расстояние между ними увеличивается по мере удаления от зернистого слоя. На поверхности клеточного слоя сохраняется гомогенный слой кератогиалина, его толщина составляет (1,5 ± 0,1) мкм (рис. 2А). В отдельных местах наблюдается впячивание эпидермиса в волосяную воронку. В зернистом слое присутствуют цепочки гранул кератогиалина и их агрегаты, размер которых (0,62 ± 0,20) мкм. В этом слое присутствуют клетки округлой формы со светлой цитоплазмой и дегенерированным ядром. Часть цитоплазмы этих клеток занята кератогиа-лином. В нижележащем слое четко видны межклеточные мостики, в связи с чем слой этих клеток обозначен как шиповатый. В базальном слое наблюдается клеточный полиморфизм и большое количество митозов. Клетки этого слоя соединены с базальной мембраной полудесмосомами. Общий принцип строения волокнистой основы субэпидермальной соединительной ткани сохраняется. Наблюдается утолщение волокнистых структур и уменьшение межволоконных промежутков. Данный слой состоит из нескольких (3-4) волокон, общей толщиной (25,0 ± 0,2) мкм, расположенных параллельно поверхности эпидермиса. Среди коллагеновых волокон соединительной ткани визуализируется большое количество клеток фибробластического дифферона, сосуды. Волосы находятся на начальном этапе своего формирования. Внедряющийся эпидермис образует расширение в виде «чаши» над соединительнотканным В позднем пренатальном периоде, кожа, главным образом, выполняет барьерную функцию, отграничивающую внутренние органы от околоплодных вод. В ней нельзя четко идентифицировать 3 слоя (эпидермис, дерму и гиподерму), и, по данным многих авторов, верхний слой кожи называется перидермой [8]. Перидерма - временная структура и существует до полного завершения стратификации. Позже, за счет активного деления клеток базального слоя, появляется зернистый и шиповатый слой. Пока зародыш находится во внутриутробном состоянии и на первые сутки после рождения, роговой слой представляет собой сплошной слой кератогиалина, покрывающего эпидермис. Такой монослой обеспечивает выполнение роговым слоем барьерной функции. После рождения роговой слой эпидермиса при контакте с воздушной средой расслаивается, наблюдается активный процесс кератинизации, и на поверхности визуализируется большое количество роговых чешуек. Дерма до рождения представлена, в основном, клеточными компонентом, большую часть клеток которого составляют клетки фибробластического дифферона, и волокнистыми структурами, представленными индивидуальными фибриллами, до (32,1 ± 0,2) мкм, или тонкими волокнами, переходящими в соединительную ткань внутренних органов. После рождения происходит нарастание надмолекулярных агрегатов, объединение в волокна и формирование единого остова. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Формирование кожи как полноценного «барьерного органа» происходит в раннем постнатальном онтогенезе. Структурные компоненты как эпидермиса, так и дермы, заложенные в эмбриогенезе, увеличиваются в размерах, и наблюдается нарастание их числа.

About the authors

E. S Mishina

FSBEI HE «Kursk State Medical University» of the Ministry of Healthcare of the Russian Federation

Email: katusha100390@list.ru

M. A Zatolokina

FSBEI HE «Kursk State Medical University» of the Ministry of Healthcare of the Russian Federation

E. S Zatolokina

FSBEI HE «Kursk State Medical University» of the Ministry of Healthcare of the Russian Federation

References

Supplementary files