ОНТОГЕНЕЗ, 2009, том 40, № 2, с. 12б-135
^=ФИЗИОЛОГИЯ РАЗВИТИЯ
УДК 591.31;611.08.62;611.16;612.13.135
КРОВЕНОСНОЕ РУСЛО В СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦАХ КУР ВО ВТОРОЙ ПОЛОВИНЕ ЭМБРИОГЕНЕЗА: ФОРМА, КРОВОТОК И СОСУДИСТАЯ РЕАКТИВНОСТЬ
© 2009 г. В. М. Беличенко, К. А. Шошенко
ГУ НИИ физиологии СО РАМН 630117 Новосибирск, ул. Академика Тимакова, д. 4 E-mail: shoshenko@physiol.ru Поступила в редакцию 13.12.07 г.
Окончательный вариант получен 08.07.08 г.
Морфометрически показано, что в период 10-19 сут эмбриогенеза в скелетных мышцах кур происходит смена форм капиллярного русла - от эмбрионального, с трехмерной сетью широких и длинных сосудов-протокапилляров, к "зрелому", с большей плотностью тонких коротких капилляров, лежащих вдоль волокон. При этом объемная скорость кровотока и просвет капиллярного русла в 1 см3 мышцы сохраняются, а объем крови в нем значительно падает. Реакция мышечного кровотока на нитропруссид (повышение) и норадреналин (снижение) появляется у 19-суточных эмбрионов, но развивается она только в условиях исходно низкого или высокого кровотока соответственно. Предполагается, что при формировании внутриорганного русла - сначала эмбрионального, затем "зрелого" - сохраняется неизменным соотношение просветов артериальной магистрали и всех органных капилляров, обеспечивающее необходимую линейную скорость кровотока в капилляре.
Ключевые слова: скелетные мышцы, капилляры, кровоток, сосудистая реактивность, куры, эмбриогенез.
Интерес к птичьим эмбрионам как к удобной модели для изучения этапов морфофункциональ-ного развития сердечно-сосудистой системы обусловлен доступностью ее для наблюдений (в отличие от плацентарных животных) и возможностью изучать развитие вне влияния материнского организма как процесс, определяемый только генетической программой данного вида (Ruijtenbeek et al., 2002; Ferguson et al., 2005). Первоначально исследования эмбриогенеза кровеносных сосудов касались происхождения сосудистых компонентов и влияния на их генез различных гуморальных, прежде всего генетически обусловленных, факторов, поэтому неслучайно значительная часть информации была получена в опытах in vitro (Cines et al., 1998). В последние годы появился интерес к изучению механизмов образования сосудистых ансамблей, специализации сосудов на артерии, вены и капилляры и становления органоспецифических русел (Beck, D'Amore, 1997; Davis et al., 2002; Ferguson et al., 2005).
Многочисленные, в основном морфологические, исследования показывают, что кровеносная система в тканях эмбриона, будучи преимущественно продуктом васкулогенеза, имеет форму сети. Обнаружено, что первые сети кровеносных сосудов появляются вне тела эмбриона - в желточной оболочке, средний диаметр самого тонко-
го сосуда (протокапилляра) у 4-6-суточного куриного эмбриона составляет 23 мкм, а скорость кровотока в нем - 190 мкм/с (Baumann, Meuer, 1992). Однако и в тканях самого эмбриона ранних стадий развития еще до начала в них кровотока также возникают сети; больше того, происходит дифференцировка их на участки с разными по диаметру сосудами и ячейками (LaRue et al., 2003). Исследователи полагают, что сеть с тонкими сосудами и большими ячейками (для тканей 1.5-су-точного эмбриона перепелки средние диаметры сосуда и ячейки составляют 16 и 89 мкм соответственно) становится родоначальницей обменных капиллярных сосудов, а участки с плотно упакованными широкими сосудами (диаметром 66 и 25 мкм) преобразуются в артерии и вены. К сожалению, каких-либо описаний, тем более количественных, последующего изменения формы кровеносного русла в развивающихся органах, в том числе и в скелетных мышцах, нам найти не удалось.
Первые исследования реактивности эмбриональной сердечно-сосудистой системы проводились на сердце. Было, например, показано, что уже у 4-суточного куриного эмбриона сокращения сердца ускоряются при воздействии норадре-налина (НА) (Girard, 1973; Le Noble et al., 2000). Затем последовало изучение сосудистых реакций
у эмбрионов при кратковременной гипоксии. Обнаружено (Mulder et al., 1998), что типичное для такого воздействия межорганное перераспределение сердечного выброса, приводящее к централизации кровотока, начинает проявляться у кур с середины второй половины эмбриогенеза и хорошо выражено только у 19-суточных эмбрионов. К этому времени, как полагают, в аорте и сонных артериях созревают хеморецепторы (Hu, Clark, 1989), во внеорганных артериях появляются выраженные реакции на вазоактивные вещества, а в их стенке созревает и увеличивается мышечный слой (Le Noble et al., 2000). О возникновении и развитии сократительной способности внутриорган-ных сосудов во время эмбриогенеза нам ничего не известно.
Отсутствуют также литературные данные и о величинах органного кровотока во время эмбриогенеза. Известно лишь, что у 2-6-суточных куриных эмбрионов (Hu, Clark, 1989) с возрастом учащался пульс со 103 до 208 ударов в минуту, скорость кровотока в аорте повышалась от 0.9 до 15 мм/с, а ее диаметр увеличился со 112 до 450 мм. Рост рассчитанного сердечного выброса сначала был больше увеличения массы снабжаемых кровью тканей, затем пропорционально ей и у 6-суточ-ного эмбриона составлял 14 мл/(мин х 100 г массы эмбриона с оболочками) или 54 мл/(мин х 100 г массы только эмбриона). Одновременно росло системное артериальное давление, среднее его значение в аорте 2-суточного эмбриона составляло 0.3, а у 6-су-точного - 1.5 мм рт. ст.
Ранее мы наблюдали, что в скелетных мышцах кур во второй половине эмбриогенеза форма и размер капиллярного русла существенно меняются. При этом объемная скорость мышечного кровотока (отнесенная к единице их массы) остается неизменной (Беличенко и др., 2004). В настоящей работе эти особенности исследованы более подробно. Кроме того, сделана попытка определить сроки появления реакций внутримышечных сосудов на воздействие вазоактивных веществ.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА
Работа проведена на двух скелетных мышцах (Ogata, 1988) - грудной (белой гликолитической) и икроножной (преимущественно красной окси-дативной) - куриных эмбрионов (линия Шавер, производство ГППЗ "Новосибирский"). Возраст эмбрионов составлял 9-11 и 18-20 сут (в дальнейшем мы называем их 10- и 19-суточными), масса тела (без внезародышевых оболочек) 1.5-3.7 и 17-30 г соответственно.
Для морфометрии капиллярного русла сосуды заполняли желатиной, окрашенной тушью. Эту процедуру проводили посмертно через катетеры, введенные в подключичные артерии и в каудаль-
ную часть дорсальной аорты, после чего эмбрион фиксировали в 5%-ном формалине. Измерение диаметра и длины капилляров вели на срезах мышц толщиной около 100 мкм, изготовленных на микротоме в криостате и просветленных в глицерине. В работе использовали микроскоп МБИ-15 с окулярной линейкой и ценой деления от 0.8 до 7 мкм.
Мышечный кровоток измеряли с помощью лазерного анализатора капиллярного кровотока ЛАКК-01 (НИИ "Лазма", Россия), используя игольчатый зонд с наружным диаметром 1.1 мм. Этот прибор оценивает скорость перфузии ткани в перфузионных единицах (пф. ед.), которая пропорциональна объемной скорости кровотока в мл крови/(мин х мм3 ткани). Эту величину далее называем "удельным кровотоком". Методические подробности таких измерений на скелетных мышцах описаны ранее (Беличенко и др., 2007).
Иервичную подготовку мышц к измерению кровотока проводили в помещении с дополнительным подогревом эмбриона настольной лампой. Яйцо из лабораторного инкубатора, где развивался эмбрион, помещали на специальную подставку, после этого аккуратно удаляли скорлупу и подскорлупную оболочку в области воздушной камеры и разрезали хориоаллантоис в местах отсутствия крупных сосудов, предотвращая геморрагии каутером. В тело эмбриона вводили 0.2 мл раствора уретана из расчета 4 и 40 мг на 10- и 19-суточный эмбрион соответственно. Затем, поворачивая эмбрион, через отверстия в хориоал-лантоисе выводили конечность (лапу или крыло) и фиксировали ее лейкопластырем на скорлупе так, чтобы нужная мышца была в поле зрения, и удаляли с нее покровные ткани. Эмбрион на подставке переносили в камеру с температурой в пределах 30-38°С и повышенной влажностью, для чего на дно камеры помещали широкую кювету с водой. Мышцу располагали наиболее плоско по отношению к торцу лазерного зонда и устанавливали его на высоту около 0.8-1 мм. Вокруг исследуемого участка мышцы под зондом укладывали тонкую хлопковую нить, на которую по ходу опыта наносили растворы с вазоактивными веществами. Ирисутствие нити обеспечивало медленное распространение раствора в мышцу и предотвращало изменение ее отражательной способности из-за появления дополнительного слоя жидкости под зондом. Использовали растворы 1%-ного НА и 0.4%-ного нитропруссида натрия (НИ). Ири объеме капли 5 мкл наносимые на поверхность мышцы концентрации НА и НИ составляли соответственно 50 и 20 мкг.
Опыт начинали с измерения исходного кровотока через 30-50 мин после помещения эмбриона в камеру. Затем на каждую мышцу воздействовали два-три раза названными веществами, чередуя
Таблица 1. Параметры капиллярного русла в скелетных мышцах 10-суточного куриного эмбриона
Параметр, мкм Икроножная мышца Грудная мышца
поперек вдоль в целом поперек вдоль в целом
оя 39 ± 5.4 (8) 40 ± 1.4 (30) 40 ± 2.7 (38) 56 ± 6.7 (20) 49 ± 2.62 (47) 51 ± 2.73 (67)
Ок 16 ± 1.3 (10) 13 ± 1.2 (22) 14 ± 1.0 (32) 28 ± 2.91 (26) 17 ± 1.02 (47) 21 ± 1.43 (73)
Ьк 683 ± 51х(3) 789 ± 28 (16) 777 ± 26 (19) 1130 ± 1152 (11) 895 ± 97 (17) 989 ± 763 (28)
Примечания. Ок, Оя - внутренние диаметры ячейки и капилляра в сети, Ьк - длина капилляра, равная расстоянию по прямой от его начала до конца, умноженному на я/2. В скобках - число измеренных сосудов на поперечных и продольных срезах мышц. Приводится различие показателей, р « 0.05 между: 1 срезами в каждой мышце, однотипными срезами в разных мышцах, 3 мышцами в целом.
их и измеряя исходный кровоток перед каждым воздействием. Оценку начинали примерно через 1 мин после воздействия; измерение кровотока длилось 2-3 мин. При отсутствии ожидаемой реакции наносили вторую каплю испытуемого вещества. Опыт на одном эмбрионе
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.