Структурные и иммуногистохимические особенности процесса становления иннервации воздухоносных путей и легких крыс

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Цель настоящей работы состояла в иммуногистохимическом исследовании нервных аппаратов и мышечных структур легкого крысы на ранних этапах постнатального онтогенеза. Объектами изучения служили экстрамуральные и интрамуральные отделы легкого (трахея, главные бронхи и долевые отделы легкого, включая респираторный отдел) крыс Вистар в возрасте от одних до четырнадцатых суток. Нервные структуры изучали с помощью иммуногистохимических маркеров: белок PGP 9.5, тирозингидроксилазу, синаптофизин; для выявления мышечных клеток использовали актин саркомерный. Установлено, что у новорожденных крыс плотность распределения холинергических структур (парасимпатических ганглиев, микроганглиев нервных сплетений и терминальных синаптических сетей) преобладает над катехоламинергическими (симпатическими нейронами и пучками постганглионарных волокон). Выраженные ганглиозные сплетения имеются вокруг трахеи и главных бронхов. Обнаружена закономерность изменения иннервации тканей в стенке бронхов легкого в кранио-каудальном направлении: для проксимальных отделов характерна высокая плотность распределения нервных сплетений, в альвеолярных областях — их отсутствие. Прослежены тесные взаимоотношения основного терминального нервного сплетения с клетками мышечной ткани стенки бронхов разных калибров вплоть до бронхиол. Отмечена слабая иннервации клеточных элементов в дольках вокруг легочных мешочков и отсутствие нервных терминалей в межальвеолярных септах. С помощью реакции на белок S100β в альвеолярном отделе выявлены отростчатые клеточные элементы, морфологически сходные с глиальными клетками Кахаля, без включенных в их цитоплазму аксонов. Отмечена важная особенность: мышечная стенка магистральных легочных вен средостения и краниального отдела легкого состоит из пучков кардиомиоцитов, а в альвеолярных отделах стенка легочной вен мелкого калибра–преимущественно из гладких миоцитов и образованных ими сфинктеров. Вопросы о различиях гистологического строения и иннервации приносящих, выносящих и обменных артериальных и венозных сосудов микроциркуляторного русла легкого, требуют дальнейшего специального изучения. Отмечено отсутствие в исследованном материале на ранних сроках развития бронхо-ассоциированной лимфоидной ткани, характерной для половозрелых животных. Установлена синхронность возникновения межнейронных и нейро-мышечных синапсов, имеющих значение для регуляции начала процесса дыхания у животного.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. И. Чумасов

Институт экспериментальной медицины; Санкт-Петербургский государственный университет ветеринарной медицины

Автор, ответственный за переписку.
Email: ua1сt@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург; Санкт-Петербург

Е. С. Петрова

Институт экспериментальной медицины

Email: ua1сt@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

Д. Э. Коржевский

Институт экспериментальной медицины

Email: ua1сt@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Кошевая ЕГ, Данилова ИА, Сидорин ВС, Моисеева ОМ, Митрофанова ЛБ (2022) Иммуногистохимическое исследование экспрессии белков экстрацеллюлярного матрикса и иннервации легких у пациентов с легочной артериальной гипертензией. Артер гипертенз 28(2): 198–210. https://doi.org/10.18705/1607-419X-2022-28-2-198-210
  2. Имнадзе ГГ, Серов РА, Ревишвили АШ (2004) Морфология легочных вен и их мышечных муфт, роль в возникновении фибрилляции предсердий. Вестн Аритмологии 34: 44–49.
  3. Mortola JP, Marghescu D, Siegrist-Johnstone R, Matthes E (2020) Respiratory sinus arrhythmia during a mental attention task: the role of breathing-specific heart rate. Respirat Physiol Neurobiol 272: 103331. https://doi.org/10.1016/J.Resp.2019.103331
  4. Филиппова ЛВ, Ноздрачев АД (2013) Сенсорные структуры легких и воздухоносных путей. Усп. Физиол. наук 44 (3): 93–112.
  5. Шемяков СЕ, Федосов АА (2024) Анатомия и гистология легких / В кн.: Респираторная медицина: руководство: в 4 т. / под ред. А. Г. Чучалина. — 3-е изд., доп. и перераб. — Москва: ПульмоМедиа 1: 18–47.
  6. Чумасов ЕИ, Ворончихин ПА, Коржевский ДЭ (2011) Иннервация сердечной поперечнополосатой мышечной ткани легочных вен крысы. Морфология 140(6): 53–55.
  7. Чумасов ЕИ, Ворончихин ПА, Коржевский ДЭ (2012) Эфферентная иннервация сосудов и бронхов легкого крысы (иммуногистохимическое исследование). Морфология 142(4): 49–53.
  8. Чумасов ЕИ, Колос ЕА, Петрова ЕС, Коржевский ДЭ (2020) Иммуногистохимия периферической нервной системы. СПб.: СпецЛит.
  9. Weichselbaum M, Sparrow MP (1999) A confocal microscopic study of the formation of ganglia in the airways of fetal pig lung. Am J Respir Cell Mol Biol 21(5): 607–620. https://doi.org/ 10.1165/ajrcmb.21.5.3721
  10. Sparrow MP, Weichselbaum M, McCray PB (1999) Development of the innervations and airway smooth muscle in human fetal lung. Am J Respir Cell Mol Biol 21(55): 607–620.
  11. Целуйко СС, Гордиенко ЕН, Колесников СИ (2014) Сравнительный морфометрический анализ паренхимы легкого крыс на этапе позднего эмбриогенеза. Дальневосточн. Мед. Журн. 2: 71–75.
  12. Schittny JC (2017) Development of the lung. Cell Tissue Res 367(3): 427–444. https://doi.org/10.1007/s00441-016-2545-0
  13. Haley KJ, Drazen JM, Osathanondh R, Sunday ME (1997) Comparison of the ontogeny of protein gene product 9.5, chromographin A and proliferating cell nuclear antigen in developing human lung. Microsc Res Tech 37: 62–68.
  14. Sparrow MP, Lamb JP (2003) Ontogeny of airway smooth muscle: structure, innervation, myogenesis and function in the fetal lung. Respirat Physiol Neurobiol 137(2-3: 361–372. https://doi.org/10.1016/s1569-9048(03)00159-9
  15. Grigorev IP, Korzhevskii DE (2018) Current technologies for fixation of biological material for immunohistochemical analysis (review). Modern Technol Med 10(2): 156–165. https://doi.org/10.17691/stm2018.10.2.19
  16. Polak JM, Bloom SR (2004) Regulatory peptides and neuron-specific enolase in the respiratory tract of man and other mammals. Exp Lung Res 1982 3(3–4): 313–328. https://doi.org/10.3109/01902148209069660
  17. Cavallotti C, Tonnarini GF, Tranquilli Leali FM (2004) Cholinergic innervation of BALT (bronchus associated lymphoid tissue) in rat. Lung 182(1): 27–35. https://doi.org/10.1007/s00408-003-1042-x.
  18. Sparrow MP, Warwick SP, Everett AW (1995) Innervation and function of the distal airways in the developing bronchial tree of fetal pig lung. Am J Respir Cell Mol Biol 13(5): 518–525. https://doi.org/10.1165/ajrcmb.13.5.7576686
  19. Блинова СА, Юлдашева НБ, Хотамова ГБ (2021) Вегетативная иннервация легких в постнатальном онтогенезе. Вопр. наук образ. 19 (144): 52–57.
  20. Shurin MR, Wheeler SE, Shurin GV, Zhong H, Zhou Y (2024) Schwann cells in the normal and pathological lung microenvironment. Front Mol Biosci 11:1365760. https://doi.org/ 10.3389/fmolb.2024.1365760
  21. Rumessen JJ, Mikkelsen HB, Qvortrup K, Thuneberg L (1993) Ultrastructure of interstitial cells of Cajal in circular muscle of human small intestine. Gastroenterology 104 (2): 343–350.
  22. Лаврентьев БИ (1983) Теория строения вегетативной нервной системы. М.: Медицина.
  23. Gabella G (2022) Enteric glia: Extent, cohesion, axonal contacts, membrane separations and mitochondria in Auerbach’s ganglia of guinea pigs. Cell Tissue Res 389(3): 409–426. https://doi.org/ 10.1007/s00441-022-03656-3
  24. Rumessen JJ, Vanderwinden JM, Horn T (2010) Ulcerative colitis: ultrastructure of interstitial cells in myenteric plexus. Ultrastruct Pathol. 34(5): 279-287. https://doi.org/10.3109/01913121003770701.
  25. Furness JB, Stebbing MJ (2018) The first brain: Species comparisons and evolutionary implications for the enteric and central nervous systems. Neurogastroenterol Motil 30(2). https://doi.org/ 10.1111/nmo.13234
  26. Sander KM, Ward SM, Koh SD (2014) Interstitial cells Regulatiors of smooth muscle function. Physiol Rev 94: 859–907.
  27. Артюхина ЕА, Кузнецов НМ, Васковский ВА, Яшков МВ, Дедух ЕВ, Таймасова ИА, Ревишвили АШ (2023) Сравнение эффективности криобаллонной и комбинированной методик изоляции легочных вен у пациентов с пароксизмальной формой фибрилляции предсердий: интраоперационные и госпитальные результаты. Диагностич. Интервенцион. Радиол. 17(1): 25–33.
  28. Шиленко ЛА, Чепурной ЗИ, Маметов МВ, Воротилов АВ, Мухина АА, Шиленко А А., Ваулина ДД, Смирнов СС, Карпов АА (2022) Иннервация сосудов малого круга кровообращения в норме и при легочной гипертензии. Универс. Тер. Вестн. 3(4): 40–52.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Органно-тканевые структуры, локализующиеся в средостении (а), включая левую легочную дольку (b) новорожденной крысы. E — пищевод; L — легкое; Tr –трахея, B –главный бронх; Bb — ветви бронхов в дольке; TC –хрящи трахеи; V — легочные вены; ↑↑ — нервные стволики, ганглии, пучки нервных сплетений. Иммуногистохимическая реакция на выявление белка PGP 9.5. Подкраска гематоксилином. Ув.: х40

Скачать (504KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Сравнительные картины поперечных срезов трахеи новорожденной крысы. Tr –трахея; C — хрящевая ткань; Ev — эпителиальные ворсины слизистой между хрящевыми кольцами; М — гладкомышечные слои; G — ганглии; E — пищевод; Cc — хромаффинные клетки, ↑↑ – синаптические терминальные варикозные аксоны в мышечной и слизистой пластинках трахеи; N — парасимпатические нейроны. Иммуногистохимические реакции на выявление белка PGP 9.5 (а, c) и тирозингидроксилазу (b, d). Ув.: х100(а, b); х400 (c, d).

Скачать (1MB)
Метаданные
4. Рис. 3. Ганглии и микроганглии в средостении у крыс разного возраста: Р7 (а, c), Р1 (b), P10 (d). a, c — ганглии перибронхиального нервного сплетения крысы P7; b — синапсы преганглинарных волокон на развивающихся нейронах Р1 (стрелки); d — молодые нейроны в мышечной оболочке крупного бронха крысы Р10. ↑↑ — синаптические контакты; Cc — хромаффинные клетки. Иммуногистохимические реакции на выявление белка PGP 9.5(а), на синаптофизин (b), на тирозингидроксилазу (c). Докрашивание астровым синим (b, c) и толуидиновым синим (а, d). Ув.: х400.

Скачать (890KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Ганглиозные нервные сплетения вокруг бронхов разного калибра в дольке левого легкого крысы Р7 (а) и Р10 (b, c). L — долька легкого; B — главный бронх; Ev — ворсинки слизистого эпителия бронха; N — нервная клетка; V — венозный сосуд; ↑↑ — синатнофизин-иммунопозитивные терминали (СФПТ). Иммуногистохимическая реакция на выявление белка PGP 9.5 (а), тирозингидроксилазу (b) и синаптофизин (c). Докрашивание толуидиновым синим (а, b) и астровым синим (c). Ув.: х100.

Скачать (713KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Участки перехода кубического бронхиального эпителия в плоский альвеолярный у крыс Р5-7. А — альвеола; Аc — ацинарный легочный мешочек; SMC — гладкомышечные клетки; Br — бронхиола; ↑↑ — нервные терминали. Иммуногистохимические реакции на выявление белка PGP 9.5 (а) и на актин саркомерный (b). Докрашивание астровым синим (b). Ув.: х400.

Скачать (351KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Различные типы клеток мышечной ткани в стенках бронхов и легочной вены: (а) — мышечные клетки в дольке легкого крысы Р1; (b) — диффузно расположенные ГМК в альвеолярном отделе крысы Р7; (c) — пучки ГМК в стенке бронха; (d) — слой кардиомиоцитов в стенке легочной вены (PV) на Р1; (e) — сфинктер (“муфта”) из гипертрофированных гладкомышечных клеток в альвеолярном отделе легкого крысы Р7. V — венозный сосуд; А — альвеола; Аc — ацинарный легочный мешочек; тонкие стрелки — диффузно расположенные ГМК; толстые стрелки — ядра кардиомиоцитов; B — бронх; Br — бронхиола; L — альвеолярный отдел легкого. Иммуногистохимическая реакция на выявление актина саркомерного. Ув.: х100 (a, b); x400 (c, d, e).

Скачать (761KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Фрагменты легкого новорожденной крысы (a, b). А — альвеолы. ↑↑ — тела и отростки S100β+ глиоцитов в межальвеолярных септах. Иммуногистохимическая реакция на выявление белка S100β. Ув.: х400.

Скачать (152KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025