Розвиток кісткової тканини в онтогенезі безхвостих земноводних (стр. 3 из 4)

Кількісний розподіл кліток у різних зонах періосту характеризується наступними показниками: у діафізарної області протягом 340 мкм утримується 11 остеобластів і 10 фібробластоподібних кліток.

У личинок трав'яної жаби 49-й стадії розвитку в стегновій кісті помітне насамперед збільшення в її розмірах по довжині й у поперечнику. Перихондральна кісткова трубка добре сформована. У центрі діафіза в хрящовому стрижні до цього часу з'явилося вогнище енхондральної резорбції, у якому вже помітні зачатки мієлогенного ретикулума (мал. 7). У проксимальному і дистальному відділах хрящового стрижня чітко виступає зональна диференціювання хондроцитів, у зв'язку з чим по довжині хрящового стрижня виділяються території: епіфізів, пролиферируючих хондроцитів, гіпертрофованих хондроцитів, що відрізняються своєї цитоархітектонікой.

Періост також здобуває в масі переважно за рахунок збільшення кількості остеобластів, що розташовуються, як правило, у два ряди, і фібробластоподобних клітин. Цей показник відповідає помітної інтенсифікації остеопластичного процесу в зв'язку з прискоренням темпів росту кісткової ланки і кістяка в цілому. Товщина періосту зберігається більш-менш рівномірної на всьому протязі і складає приблизно 50 мкм.

На початковій стадії метаморфоза личинки трав'яної жаби мають уже сформовані трубчасті кісти в тазовій кінцівці. Періост у них зберігає вид порівняно тонкої по масі структури, що включає 3 (не більш 4) ряди клітин, укріплених фібриллярним каркасом. Помітною ознакою, що з'явилася до цього часу в періості, виступає не стільки його загальна структура, скільки стан клітин. На відміну від періосту в личинок жаб на цій стадії онтогенезу остеобласти в періості здобувають форму подовжених кліток із щільним штриховидним ядром (мал. 8). Фактично клітки, що обмежують фронт периостального остеогенезу, за формою мало відрізняються від більш поверхово розташованих клітин періосту. Такий метаморфоз остеогенних клітин зв'язаний, очевидно, з переходом періосту в стан зрілого дифінітивного тихорєцького диференціювання, для якої подовжена форма остеогенних клітин є звичайною. Якби зміни у формі остеобластів були сполучені зі зниженням інтенсивності остеопластичного процесу, то вони проявилися б у різних ділянках періосту нерівномірно, оскільки периостальний остеопластичний процес відбувається в різних зонах кістки з неоднаковою інтенсивністю. Про це ж свідчить і чисто кількісний показник розподілу остеобластів. Незважаючи на зміну форми, їхня кількість на еквівалентній довжині періосту залишається в межах 9-10 одиниць на 34 мкм.

Рис. 8. Періост проксимального метафиза стегнової кісти жаби після завершення метаморфоза. Видні подовжені за формою остеобласти (гематоксилін Майера - эозин; про. 40, ок. 7).

Рис. 9. У сформованій стегновій кісті статевозрілої R. temporarіa окістя представлене одношаровою структурою (гематоксилін Майера - эозин; про. 90, ок. 7).

Природно, виникає питання: яким шляхом поповнюється склад остеогенних клітин у періості? На гістологічних зрізах довгих кіст трав'яної жаби личинокових стадій розвитку в періості ми завжди знаходили клітки в стані мітозу. Частка цих кліток невелика: серед остеобластів мітотичний індекс не перевищує 0,2 %, а для кліток менш диференційованих (у зовнішньому шарі) він досягає 1,0-1,5 %. З цих спостережень можна припустити, що періост самопідтримується тканинними системам. Поповнення кліток у ньому відбувається переважно за рахунок менш диференційованих станів і частково за рахунок функціонально зрілих остеобластів.

З початком метаморфоза, коли стегнова кіста в зростаючій кінцівці вже майже сформована, періост у діафізарної області переходить у зрілий стан і його клітки, включаючи остеобласти, здобувають компактну-подовжену форму з порівняно дрібним щільним ядром також подовженої форми. У структурі періосту до цього часу підсилюється колагеновий волокнистий каркас, і весь періост стає більш щільним і міцним. Зрілий періост можна тому, додаючи визначене зусилля, відокремити від кісти у виді тонкої плівки, чого не можна зробити з періостом тільки формується, при такій спробі він звичайно руйнується.

У кістках, що закінчили ріст, або в періоди сезонного припинення росту клітки періосту стають морфологічно однотипними (мал. 9). Серед них не зустрічаються з ознаками функціонуючих остеобластів, хоча всі клітки такого періосту є потенційно остеогенними. При зміні умов у ньому можуть активізуватися остеопластичні функції з появою морфологічно ідентифікованих остеобластів у зонах поновлення процесів ремоделювання кістки або її росту.

З цієї причини в дорослих жаб у період літнього активного стану завжди виявляються зональні особливості в структурі періосту, кількості в ньому клітинних рядів, а також формі і розмірах самих клітин. При цьому в діафізарної області структура періосту істотно не змінюється, оскільки периостальний ріст кістки в діафізі в дорослих жаб практично припиняється.

Таким чином, у ростучих кістках скелету амфібій окістя представлене складною структурою, що складається з остеогенних клітин, що знаходяться на різних стадіях диференціювання. У кістках сформованого і ріст кістяка, що закінчився, вона перетворюється в одношарову структуру, що складається з зовні однотипових фібробластоподобних клітин.

Розділ 3. Пролиферативні властивості клітин окістя в амфібій

У спеціальній літературі є нечисленні загальні відомості про розвиток кістяка довгих трубчастих кісток в амфібій (Кащенко, 1896; Eggelіng, 1911; Lubosch, 1928; Румянцев, 1958; Житников, 1980; Домашевская, 1984, 1989). При цьому фактично відсутня інформація про проліферативних потенції кліток окістя, що відіграє велику роль в апозиційному рості кістки. Для більш повного з'ясування особливостей росту і розвитку кістяка в амфібій представляється важливим вивчення не тільки структури окістя, але і проліферативних потенцій її клітин.

Дослідження проводили на личинках, маса яких складала 4-5 м, і на однорічних часночницах (Pelobates fuscus). ³Н-тимидин уводили внутрішньочеревно однократно в дозі 74 кбк/м живої маси з наступною фіксацією періосту з підлягаючим шаром компакт стегнової кістки в 10 %-м нейтральному формаліні через 1; 24 і 48 год. (личинки) і через 1; 24 і 72 год. (жабенята).

На гістоавтографах з ³Н-тимидином визначали (у %) відношення мічених кліток до загального числа кліток на умовну одиницю площі гістологічного зрізу, а також інтенсивність синтезу дезоксирибонуклеїнової кислоти по концентрації мітки над ядром клітки (інтенсивність мічення). Мітотичний індекс ядер обчислювався на 1000 клітин. Отримані дані обробляли методом варіаційної статистики (Терентьєв, Ростова, 1977).

У період розвитку личинки (стадія 46, 47, 49 по Н. В. Дабагяну) окістя довгих трубчастих кіст у зонах закладки кісти діафіз, метафіз і "перехідна зона" різна по товщині (кількості клітинних рядів) і функціональним проявам кліток. Так, у личинок (на стадії 46) окістя починає диференціюватися в діафізарній зоні майбутньої кісти в період, коли хрящова закладка підготовлена до заміщення. У найглибшому шарі перехондра ще до появи тут кісткової манжетки клітки здобувають характерний вид остеобластів і починають продукувати фермент - лужну фосфатазу. У цей час у земноводних відзначається типове для амфібій грибоподібне розростання хрящового епіфіза, краю якого далеко заходять на метафізи. Клітки окістя в "перехідній зоні" (на границі перихондр -і окістя) розташовані в 2-3 ряду, з яких внутрішній шар складається з остеобластів, а поверхневий - хондробластів. У кінцевому верхівковому відділі щілини, куди край кісткової трубки не доходить, утримуються тільки хондробласти (малюнок, а).

Уже через годину після введення ³Н-тимидина індекс мічення клітин, як по шарах перихондра, так і по зонах хрящової закладки кісти, неоднаковий (малюнок, б): він, по-перше, значно вище в зоні діафізу закладки кістки і, по-друге, великий відсоток мічених ядер відзначається в його поверхневому шарі. Варто звернути увагу на те, що і показник мітотичного розподілу цих клітин вищий.

Очевидно, сумарний показник концентрації всіх клітин окістя, як і фракції в кожній зоні закладки кістки, безпосередньо зв'язаний з інтенсивністю протекаючого тут перихондрально-періостального остеопластичного процесу. Тому що в метафізарній зоні приріст йде повільно, те тут і зосереджено на еквівалентній площі мінімальна кількість проліферуючих клітин.

Приблизно така ж картина розподілу кліток у зоні метафиза зберігається і через 24 год. після введення ³Н-тимидина (личинки досягають 47-й стадії розвитку), однак до цього часу вагомо (майже в 2 рази) зменшується інтенсивність мічення кліток поверхневого шару - свідчення розподілу, що пройшли за цей час їх, (від 13 до 27 %).

У цей час перихондральна кісткова трубка в області діафаза здобуває трохи великі розміри по довжині і масі. Якщо на попередній стадії зачаток кісткового діафізу виглядав на гістологічному зрізі як тонка (10-12 мкм) пластинка, то на стадії 47 товщина її досягає 24 мкм, і в ній уже є одиничні остеоцити.

Паралельно з цим слід зазначити кількісне збільшення мічених остеобластів (з 17 до 38 %) і незначна кількість мічених фібробластоподобних клітин. Однак якщо збільшення мічених остеобластів відбулося за рахунок дозрівання як позначених преостеобластів, так і розподілу самих остеобластів, ту утримуючу мітку фібробластоподібні клітки розподіляються в межах своєї ж популяції поверхневого шару.

Гістоавтографи окістя стегнової кісти личинки P. fuscus на стадії 47 (по Н. В. Дабагяну). Видні численні мічені клітки окістя (а) і окістя зони діафізу (в) через 1 год. після внутріочеревного введення ³Н-тимідину (Гемат.-еозин Делафильда; про. 40. ок. 7).