Дифференцировка клеток животного организма представляет собой определенный этап индивидуального и исторического развития. В провизорных органах клеточная дифференцировка протекает ускоренно, синхронно и исключительно по мономорфному типу, поскольку она завершается однородной идентичной специализацией всех клеток данной ткани. В дефинитивных тканях клеточная дифференцировка протекает чаще по полиморфному типу и приводит клетки к различной специализации. Мономорфный характер дифференцировки клеток тканей обычно наблюдается тогда, когда они не имеют прямого контакта с внешними факторами. К таким структурам относятся мезотелий, некоторые разновидности тканей внутренней среды и др. Клеточная дифференцировка служит проявлением гистогенеза. Свойства клеток по ходу гистогенеза значительно изменяются от тотипотентных на начальном этапе до клеток с весьма ограниченной потенцией на тканево этапе, при этом у разных тканей потенция не идентична [1].
Клетки кишечного эпителия в процессе пищеварения выполняют всасывательную, выделительную и защитную функции [2]. Вопросы дифференцировки кишечного эпителия крупного рогатого скота изучены недостаточно. Поэтому наши исследования посвящены вопросам закладки, дифференцировки и становления функций клеток эпителиального слоя слизистой оболочки тонкой кишки в эмбриогенезе.
Исследования проведены на 48 плодах коров черно-пестрой породы. Возраст плодов от 2 месяцев до рождения. Материалом исследования служили двенадцатиперстная, тощая и подвздошная кишки. Отобранный материал фиксировали для гистологических и цитохимических исследований.
Проведенными исследованиями установлено, что на раннеплодной стадии развития (от 2 до 5 мес.) эпителиальный слой слизистой оболочки представлен многорядным эпителием, а после формирования ворсинок, однорядным. До формирования ворсинок и крипт у 70–90-суточных плодов среди эпителиальных клеток основания ворсинок и формирующихся крипт выявляются бокаловидные клетки. Развиваются они из молодых «несозревших» призматических каемчатых клеток. Дифференциация бокаловидных клеток происходит в определенном порядке: вначале округло-овальные ядра призматических клеток сдвигаются к базальному краю и становятся круглыми. Одновременно в цитоплазме накапливаются мелкие зерна секрета, которые располагаются апикально. В ходе дальнейшего развития молодые бокаловидные клетки созревают, количество секрета увеличивается и ядра смещаются базально, принимая вогнутую форму. У плодов 4–5 месяцев бокаловидные клетки крипт и основания ворсинок лежат группами в 6–10 клеток, а на вершине и боковых поверхностях ворсинки они располагаются разрозненно среди призматических клеток каемчатого эпителия. Около внедрения протоков печени и поджелудочной железы бокаловидных клеток на ворсинках значительно больше, чем в других участках. Это свидетельствует о защитной функции бокаловидных клеток уже в эмбриогенезе. Бокаловидные клетки, секретируя слизь, участвуют в нейтрализации кислой среды содержимого желудка, печени и поджелудочной железы, в инактивации пепсина и в слизисто-бикарбонатном барьере кишечника.
У плодов 80–100-суточного возраста в кишечных криптах и у основания ворсинки между призматическими клетками появляются пирамидальные или клиновидные клетки. Расширенное основание их обращено к базальной мембране. В протоплазме этих клеток обнаруживаются мелкие гранулы, поэтому они называются базально-зернистыми клетками. Эти клетки развиваются из малодифференцированных призматических клеток крипт и начинают продвигаются на поверхность ворсинки. Вначале в цитоплазме этих призматических клеток образуются мелкие немногочисленные зернышки, плохо окрашивающиеся эозином. С дифференциацией таких клеток количество зернышек в цитоплазме увеличивается, и они интенсивно окрашиваются эозином. Ядра базально-зернистых клеток первоначально похожи на ядра соседних призматических клеток и лежат на одном уровне с ними. Позднее они продвигаются к центру клетки или даже ближе к ее апикальному полюсу и становятся более светлыми, чем ядра призматических клеток. У большинства клеток зерна заполняют только базальную часть и чуть касаются ядра. В остальных клетках зерна поднимаются до середины ядра и выше и, в редких случаях, зернышки заполняют всю цитоплазму и достигают ее вершины. Базально-зернистые или энтероэндокринные клетки вырабатывают гормоны гастрин, холецистокинин, желудочный ингибирующий пептид и другие, участвуют в формировании локальной эндокринной функции кишечника, оказывают стимулирующее действие на функцию поджелудочной железы и печени.
В возрасте 5–5,5 месяцев среди эпителиальных клеток дна крипт выявляются апикально-зернистые или панетовские клетки. Панетовские клетки или экзокриноциты с ацидофильными гранулами располагаются группами. Гранулы окрашиваются эозином в ярко-красный цвет. При цитохимическом исследовании в них обнаруживаются белково-полисахаридный комплекс и ферменты. Исследованиями установлено, что панетовские клетки выделяют дипептидазы (эрипсин), которые расщепляют дипептиды до аминокислот и участвуют в эмбриональном пищеварении [3].
Морфометрические исследования эпителиальных клеток на плодном этапе развития показали, что динамика абсолютных величин площади ядер эпителиоцитов, лежащих в области вершины, боковых поверхностей и основания ворсинок тонкой кишки существенно не отличается. Она увеличивается в энтероцитах вершины и боковых поверхностей ворсинок у плодов 3 мес, по сравнению с 2-месячными, до 29,8+1,4 мкм. Площадь ядер энтероцитов области крипт возрастает до 5–6 мес. и остается на таком уровне до рождения. В динамике показателей роста площади эпителиоцитов, лежащих в области вершины, боковых поверхностей и основания ворсинок, крипт обнаруживается общая закономерность: прослеживается две фазы снижения — на 4-м и 7–8-м месяцах (от 150,3±8,6 до 95,615,0 мкм и от 109,3±5,1 до 91,9±4,2 мкм, Р < 0,05). Цитоплазменно-ядерное отношение эпителиоцитов различных участков ворсинок и крипт в абсолютных величинах различно, но динамика роста одинакова: подъем на 4–6 месяцах (Р < 0,05), максимальный уровень на 7 мес, и снижение его к рождению (Р < 0,05). Площадь ядер бокаловидных энтероцитов, кишечных эндокриноцитов, ацидофильно-зернистых энтероцитов (или панетовских клеток), как и площадь всей клетки, изменяется незначительно (от 32,2+1,2 до 29,7±1,2 мкм). Площадь панетовских клеток к моменту рождения постепенно снижается, начиная с 5-месячного возраста плода, от 132,0±6,1 до 108,2+5,0 мкм (Р < 0,05). Площадь бокаловидных клеток остается почти на одном уровне, за исключением 4-го месяца, площадь кишечных эндокриноцитов до 4 мес возрастает от 170,7±8,3 до 185,7+8,8 мкм, а затем постепенно уменьшается до 144,4±8,2 мкм (Р < 0,05). Цитоплазменно-ядерное отношение эндокриноцитов имеет различную динамику. У панетовских клеток оно повышается до 7-го месяца, снижается — на 8-м и вновь возрастает — на 9-м месяце, у кишечных эндокриноцитов -снижается на 4-м месяце и постепенно повышается на 9-м, у бокаловидных клеток — повышается до 6 мес, а затем отмечается снижение. Биометрические исследования эпителиоцитов тонкой кишки свидетельствуют о тесной взаимосвязи размеров клетки, их ядер со специфической функцией, которую они выполняют на различных участках ворсинок и крипт.
При исследовании митотической активности и дегенеративных процессов установлено, что на разных участках ворсинок и крипт наблюдается снижение в эмбриогенезе митотического индекса эпителиоцитов. Снижение наблюдается в эпителиоцитах вершины ворсинки у плодов на 4, 5, 6 мес. Митотически делящиеся клетки на вершине ворсинок у плодов на 8–9 мес. не выявляются. В эпителиоцитах боковых поверхностей ворсинок отмечается уменьшение — до 4,1 ± 0,2 %о (Р < 0,05). В области крипт и основания ворсинки митотического индекса эпителиоцитов снижается до 15,8 ± 0,6 и до 11,5 + 0,5 %о. Участки области крипт и основания ворсинок остаются камбиальными для эпителия тонкой кишки до рождения. Закладка и формирование камбиальности эпителия тонкой кишки у плода коровы наблюдается на 4–5 месяце, а на 6–7 месяце она четко ограничивается.
Таким образом, дифференцированные эпителиальные клетки отличаются не только по форме, но и по цитохимическому составу, что указывает на их специфическую функцию.
Литература:
1. Щелкунов, С. И. Основные принципы клеточной дифференцировки / С. И. Щелкунов. -М.: Медицина, 1977. — 256 с.
2. Уголев, А. М. Эволюция пищеварения и принципы эволюции функций /А. М. Уголев // Элементы современного функционализма. — М.: Наука, 1985. — 544 с.
3. Тельцов, Л. П. Полисахариды эпителия тонкого кишечника в эмбриогенезе /Л. П. Тельцов // Морфология и физиология сельскохозяйственных животных: науч. труды ОВИ. — Омск, 1971. — Т. 28. — Вып. 1. — С. 81–86.
