THE OHARAOTERisTic oF MAiN GELL DiFFERoNEs iN uTERINE OERviX DEFiNITivE TiSSUES

Abstract


We investigated the principal role of fibroblastic and smooth muscles cell differones in human and rat uterine cervix. The predominance of smooth muscle differon in a rat and fibroblastic differon in human results from specific differentiation due to the tissue functional features. Smooth muscle tissue is known to have contractile function and be able to perform temporally blocking, but not support function. We reveal the connective tissue predominance in human cervix results from the necessity to retain the fetus in uterine cavity during pregnancy in two-leg uprightness in evolution.

Full Text

Цервикс представляет собой нижний отдел матки млекопитающих и является своеобразным мостом, соединяющим полость матки и влагалище. У животных его основу составляет гладкая мышечная ткань, из которой формируется круговой сфинктер [2]. У человека шейка матки не имеет мышечного жома, практически не содержит гладкой мышечной ткани и состоит в основном из плотной волокнистой неоформленной соединительной ткани [8]. Несмотря на столь принципиально разное строение шейки матки животных и человека, она выполняет сходные функции, а именно - констрикции просвета цервикального канала с целью удержания плода в полости матки в течение беременности, а также его дилатации для своевременного раскрытия маточного зева и обеспечения беспрепятственного изгнания плода по родовым путям во время родов [1, 4]. Известно, что важные функции матки или ее функционально значимого отдела - цер-викса осуществляются посредством сложного дифференцированного клеточного состава. Учитывая сказанное, целью исследования явился морфологический анализ клеточного состава средней оболочки дефинитивной шейки матки человека и биологической модели - лабораторной крысы - с позиций учения о клеточно-дифферонной организации тканей. Материалы и методы В работе использован материал - шейка матки от 10 белых беспородных половозрелых крыс и аутопсийный материал от 10 нерожавших женщин в возрасте от 16 до 55 лет. Экспериментальные исследования проводились в соответствии с «Руководством по содержанию и использованию лабораторных животных», а также с соблюдением правил гуманного обращения с животными. Аутопсийный материал получен в патологоанатомическом отделении ГБУЗ СО «ТГКБ № 5». На проведение исследования получено разрешение комитета по биоэтике при СамГМУ (протокол № 176 от 03.08.2016 г.). В работе использованы методы: иммуногистохимии, щелочной диссоциации тканей и трансмиссионной электронной микроскопии. Иммуногистохимическое исследование тканей матки осуществляли с применением набора моноклональных антител к гладкомышечному актину и С-kit гену (маркеру интерстициальных клеток Кахаля). Типирование проводили с использованием антител фирмы DACO. Для получения изолированных клеток использован метод щелочной диссоциации тканей по В.Я. Бродскому. Ультраструктурный уровень организации изучали на электронном микроскопе JEOL JEM-1400 PLUS. Для морфометрического исследования использовали компьютерную программу обработки и анализа изображений ImageJ v1.50i (c применением плагина Densitometry 1Ch). Статистическую обработку данных проводили в программе IBM SPSS Statistics v24. Результаты и обсуждение Использование комплекса гистологических методов позволило установить, что основными клеточными дифферонами дефинитивной шейки матки являются фибробластический и гладкомышечный. Дефинитивная гладкая мышечная ткань представляет собой единый гладкомышечный дифферон, развивающийся из мезенхимного предшественника [6]. Рис. 1. Гладкие миоциты шейки матки крыс. Метод щелочной диссоциации тканей. Окраска гематоксилином и эозином. Увел. х400 Fig. 1. Smooth myocytes in the cervix of the rat. Method of alkaline tissue dissociation. Staining with hematoxylin and eosin. Increase х400 Метод щелочной диссоциации тканей позволил выявить, что лейомиоциты средней оболочки матки преимущественно имеют веретеновидную форму с палочковидным ядром (рис. 1). Однако независимо от объекта исследования они отличаются по линейным параметрам (таблица 1). Кроме того, стоит заметить, что преобладающей популяцией являются малые и средние миоциты. В свою очередь, субпопуляция малых клеток представлена малодифференцированными предшественниками и растущими миоцитами, что позволяет говорить о высоких адаптационных и компенсаторных возможностях данного отдела органа. При электронно-микроскопическом исследовании установлено, что выявленные лейо-миоциты характеризуются различным уровнем электронной плотности цитоплазмы, то есть среди них различают темные и светлые. Последние отличаются меньшим количеством компонентов сократительного аппарата и содержат в цитоплазме более развитую гранулярную эндоплазматическую сеть. Статистически достоверных данных о преобладании темных или светлых миоцитов в шейке матки нами не обнаружено. Таким образом, гладкомышечный диффе-рон в шейке матки как человека, так и лабораторной крысы представлен не только клетками с разной степенью дифференцировки, но и светлыми и темными, которые характеризуются различной функциональной направлен- Сводная описательная статистика лейомиоцитов шейки матки по линейным параметрам у человека и лабораторной крысы summary descriptive statistics of cervical leiomyocytes by linear parameters in humans and laboratory rat объект среднее медиана стандартное отклонение стандартная ошибка среднего значения Человек Объем клетки, мкм2 Большие 6900,22 6900,22 1483,38 1048,91 Средние 3620,36 3410,36 833,03 135,14 Малые 1512,75 1504,79 492,88 63,11 Объем ядра, мкм2 Большие 401,11 401,11 162,74 115,08 Средние 264,25 261,42 101,29 16,43 Малые 218,25 202,64 75,61 9,68 ЯЦО Большие 0,07 0,07 0,04 0,03 Средние 0,08 0,08 0,04 0,01 Малые 0,18 0,18 0,07 0,01 Крыса Объем клетки, мкм2 Большие 8722,65 8362,74 2235,54 999,76 Средние 3695,38 3519,85 737,17 150,47 Малые 1534,24 1601,43 581,73 69,04 Объем ядра, мкм2 Большие 402,34 338,89 130,18 58,22 Средние 439,88 433,24 140,62 28,70 Малые 249,79 241,27 103,89 12,33 ЯЦО Большие 0,05 0,05 0,01 0,01 Средние 0,14 0,14 0,04 0,01 Малые 0,18 0,19 0,23 0,03 ностью, проявляющейся в виде сократительного и секреторного фенотипов [6]. Электронно-микроскопическое исследование ткани шейки матки показывает, что кроме миоцитов здесь имеются также клетки отрост-чатого строения с боковыми ответвлениями, со светлыми ядрами, в цитоплазме которых заметно развита гранулярная эндоплазматическая сеть. Также встречаются клетки с уменьшенным количеством отростков, лежащие свободно между толстыми пучками соединительной ткани. При иммуногистохимическом исследовании эти клетки не экспрессируют гладкомышечный актин. Данные клетки нами идентифицированы как фибробласты и фиброциты, призванные регулировать состав межклеточного вещества, синтезировать и разрушать его компоненты [3, 5]. Данные клетки также являются производными мезенхимы. При количественной оценке содержания гладкой мышечной и соединительной тканей в шейке матки у лабораторной крысы отмечается преобладание первой над второй, а у человека - наоборот. Кроме того, в средней оболочке шейки матки встречаются клетки - иммунопозитивные к С-kit гену, которые в ряде литературных источников расцениваются как миофибробла-сты, являющиеся производными фибробласти-ческого дифферона. Иммуногистохимическое типирование показывает, что данные клет- Рис. 2. Шейка матки человека с иммунопозитивными клетками, экспрессирующими C-kit ген. ИГХ. Увел. х200 Fig. 2. Cervix of the human uterus with immunopositive cells expressing the C-kit gene. IHH. Increase х200 B ки локализуются разрозненно и одиночно. В шейке матки человека они встречаются рядом с кровеносными сосудами в прослойках рыхлой соединительной ткани (рис. 2). В шейке матки лабораторных крыс эти клетки определяются преимущественно в сосудистом слое миометрия. В многочисленных зарубежных источниках показано, что клетки, экспрессирующие C-kit ген, обладают пейсмейкерной активностью и являются не просто автоматическими организаторами работы сфинктеров, но и посредниками между гладкомышечными и нервными эффекторными клетками Догеля 1-го типа [7, 10]. Также имеются данные, что при нарушении синтеза с-kit интерстициальные клетки могут трансформироваться в гладкомышечные клетки [9]. Выводы 1. Независимо от объекта исследования, в шейке матки млекопитающих приоритетными являются диффероны клеток мезенхимальной ткани, а именно: фибро-бластического и гладкомышечного типа, выполняющие сократительную, секреторную и пейсмейкерную функции. 2. Преобладание в тканевом составе шейки матки человека соединительной ткани связано с увеличением потребности удержать плод в полости матки при беременности в связи с прямохождением. Превалирование в цервиксе других млекопитающих, в том числе и лабораторной крысы, мышечной ткани определяется ее свойством сократимости, которая во время беременности предназначена выполнять запирательную, а не опорную функцию. Таким образом, преобладание одного типа дифферона над другим в данном отделе органа является проявлением специфической дифференцировки тканей, которая обусловлена их органоспецифической детерминацией, сложившейся в ходе эволюционного развития вида млекопитающего животного. Конфликт интересов отсутствует.

About the authors

Yu V Grigoryeva

Samara State Medical University

Email: histology@bk.ru

Candidate of Medicine, Associate Professor of Histology and Embryology Department.

G N Suvorova

Samara State Medical University

Email: gsuvmed@yandex.ru

Doctor of Biology, Professor, The head of Histology and Embryology Department.

O N Tulaeva

Samara State Medical University

Email: tulaevaolga@yandex.ru

Candidate of Medicine, Associate Professor of Histology and Embryology Department.

O V Kulakova

Samara State Medical University

Email: olesvk@mail.ru

Candidate of Medicine, Associate Professor of Histology and Embryology Department.

N N Vologdina

Samara State Medical University

Email: natalya.vologdina@mail.ru

Candidate of Medicine, Senior lecturer of Histology and Embryology Department.

S N Chemidronov

Samara State Medical University

Email: gfrs@inbox.ru

Candidate of Medicine, Head of Human Anatomy Department .

References

  1. Занько Ю.В., Наумов А.Д. Анализ рисков при подготовке шейки матки к родам // Молодой ученый. -2015. - № 7 (87). - С. 293-296
  2. Константинов В.М., Шаталов С.П. Сравнительная анатомия позвоночных животных. - М.: Академия, 2005. - 304 с.
  3. Омельяненко Н.П., Слуцкий Л.И. Соединительная ткань (гистофизиология и биохимия). Том I / Под редакцией академика РАН и РАМН С.П. Миронова. - М.: Известия, 2009. - 380 с.
  4. Романенко Т.Г., Кротик О. Истмико-цервикальная недостаточность как одна из причин невынашивания беременности // Здоровье женщины. - 2012. - № 7 (73). - С. 50.
  5. Серов В.В., Шехтер А.Б. Соединительная ткань (функциональная морфология и общая патология). - М.: Медицина, 1981. - 132 с.
  6. Шубникова В.А., Юрина Н.А., Гусев Н.Б., и др. Мышечные ткани. - М.: Медицина, 2001. - 237 с.
  7. Mei F, Han J, Huang Y, et al. Plasticity of interstitial cells of Cajal: A study in the small intestine of adult Guinea pigs. Anat Rec (Hoboken). 2009;292(7):985-993. doi: 10.1002/ar.20928.
  8. Oxlund BS, Ørtoft G, Brüel A, et al. Collagen concentration and biomechanical properties of samples from the lower uterine cervix in relation to age and parity in non-pregnant women. Reprod Biol Endocrinol. 2010;8:82. doi: 10.1186/1477-7827-8-82.
  9. Sanders KM, Ordög T, Koh SD, et al. Development and plasticity of interstitial cells of Cajal. Neurogastroenterol Motil. 1999;11(5):311-38.
  10. Takaki M. Gut Pacemaker Cells: the Interstitial Cells of Cajal (ICC). J Smooth Muscle Res. 2003;39(5):137-161.

Statistics

Views

Abstract - 24

PDF (Russian) - 9

Cited-By


PlumX

Dimensions

Refbacks

  • There are currently no refbacks.

Copyright (c) 2018 Grigoryeva Y.V., Suvorova G.N., Tulaeva O.N., Kulakova O.V., Vologdina N.N., Chemidronov S.N.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies