3.5. Резюме

Таким образом, развитие сосудистой системы животных сопровождается становлением (дифференциацией и специализацией) внутренней эндотелиальной выстилки сосудов - эндотелиальной ткани. В процессе филогенеза сосудистой системы животных со­вершенствование системы циркуляции сопровождается усложне­нием организации эндотелия и его специализацией. При этом существует параллелизм между степенью развития системы кро­воснабжения и уровнем дифференцировки эндотелия. В своем фи­логенетическом становлении сосудистая система животных проходит несколько последовательных стадий или этапов:

1) этап выделения первичных (примитивных) сосудов кишеч­нополостных (у сцифоидных медуз), стенка которых представлена эндотелиобластами;

2) этап становления всех компонентов сосудистой стенки, ус­ловно подразделяемый на два подэтапа - появление в составе стен­ки сосудов немертин окончатой базальной мембраны и оформление базального слоя, включающего наряду с ней перицитарный пласт (у дождевого червя);

3) дифференцировка звеньев микрососудистого русла живо­тных также проходит последовательно два подэтапа: вначале осу­ществляется выделение артериального и венозного отделов микрососудистого русла у пиявки, затем у слизня завершается становление кровеносного микрососудистого аппарата выделением капиллярного звена;

4) этап формирования совершенной системы микроциркуля­ции с тремя подсистемами (отсеками). У костистых рыб появля­ются лимфатические микрососуды, осуществляющие резорбцию из окружающих тканей крупномолекулярных веществ, транспор­тируемых туда кровеносными микрососудами. Образуется система микроциркуляции, которая у амфибий, рептилий и птиц, совер­шенствуясь, приобретает черты тканевой специфичности;

5) этап закрепления сформированной системы микроциркуля­ции и адаптивных потенций зрелого эндотелия, выстилающего со­суды животных, с появлением специфической детерминации и специализации в кровеносном и лимфатическом русле соответст­вующей органной принадлежности у млекопитающих (6).

На основании сказанного подтверждается вывод о монофилетическом происхождении эндотелия, который в ходе филогенеза ста­новится самостоятельным тканевым типом, чрезвычайно полиморфным, но обладающим органоспецифической структурой.

В его детерминации определяющую роль играют потребности об­мена веществ, условия гемореологии и взаимодействия с окружа­ющими тканями. На примере становления эндотелия в филогенезе можно видеть значение гистогенетических влияний и зависимостей в составе целостного организма.

Глава 4 морфологические механизмы роста новых сосудов

4.1. Последовательность явлений

Можно выделить следующие стадии образования новых СОСУДИСТЫХ СЕТЕЙ: почкование, анастомозирование, ремоделирование, дифференциацию, специализацию сосудов. В процессе АНГИОГЕНЕЗА (образования нового сосуда) эндотелиальные клетки (ЭК) после стимулирующего воздействия проходят следу­ющие ЭТАПЫ: 1) выделение протеаз для разрушения базальной мембраны (БМ); 2) миграция с сохранением контактов друг с дру­гом (хотя накапливается все больше фактов, что мигрирующие ЭК могут разрывать контакты с другими ЭК); 3) деление ЭК; 4) обра­зование просвета; 5) формирование базальной мембраны (БМ) (354).

Тщательные исследования, проведенные E.Clark и E.Clark (104) и подтвержденные множеством других ученых, показали, что новый эндотелий в процессе ангиогенеза образуется только из уже существующих ЭК в основном из венул и капилляров. Ангиогенез, осуществляемый эндотелием крупных сосудов, встречается только в условиях патологии сосудистой стенки. Ангиогенез пред­определяет не только рост новых сосудов, но и их дилятацию и увеличение извитости, что существенно увеличивает емкость и функциональные возможности кровеносного русла (57).

Основой процесса неоангиогенеза во взрослом организме явля­ется рост микрососудов с помощью так называемого спроутинга - образования выростов или капиллярных почек (195). Предполагается, что первичным ответом микрососуда на ангиогенное влияние (рана, воспаление, опухоль и т.д.) является хемотаксическое вытягивание отростков ЭК по направлению к источнику индукторов ангиогенеза. При этом вначале происходит локальное разрушение базальной мембраны микрососуда и лишь затем образуются цитоплазматические отростки. Постепенно не­сколько ЭК из задействоанного в данном процессе микрососуда начинают амебоидное движение.

Миграционный процесс ЭК делится на БЫСТРУЮ и МЕД­ЛЕННУЮ фазы. Во время БЫСТРОЙ фазы образуются сосуди­стые почки с длинными истончающимися, лишенными просвета концами. Движения эндотелиоцитов во время быстрой фазы осу­ществляются с помощью скользящих перемещений друг относи­тельно друга. В течение МЕДЛЕННОЙ фазы цитоплазма и ядра эндотелиоцитов удлиняются, клетки поляризуются, а капиллярная почка становится широкой и тупой с открытым дилятированным просветом (349).

Воздействие стимуляторов ангиогенеза (СА) приводит не толь­ко к образованию большого числа отростков у эндотелиоцитов, но и к активации функций органелл, а также, как указывалось выше, к локальному расплавлению и к фрагментации базальной мембра­ны в предсуществующем сосуде. Неровность поверхности ЭК яв­ляется результатом их амебоидных движений. Местом образования почек роста могут являться выросты на базальной по­верхности эндотелиоцитов (7) (рис.11).

Вначале выросты ЭК проникают через капиллярную базальную мембрану, затем ядро эндотелиоцитов перемещается в отростки. Это приводит к образованию эндотелиальной шпоры. В окружаю­щем интерстициальном матриксе в направлении роста капилляр­ной почки образуется канал. Эндотелиоциты мигрируют путем альтернативных скользящих движений смежных клеток, причем эндотелиоциты сохраняют выраженную полярность. Вершина ка­пиллярной почки представляет собой скопление микровыростов и псевдоподий, не покрытых базальной мембраной. В отростки эн­дотелиоцитов врастают микротрубочки и пучки микрофиламентов, по которым скользят другие органеллы. Рост капиллярных почек происходит по своеобразным рельсам в интерстиции, роль которых выполняют эластические и коллагеновые волокна.

При миграции эндотелиоцитов через базальную мембрану про­исходит разрушение коллагена, входящего в ее состав, коллагена-зой, выделяемой эндотелиоцитами. Оказалось, что нейтральная протеаза, способная разрушать коллаген IV и V типа, связана с плазмалеммой ЭК (213). Возможно, что действие хемоаттрактанта способствует выходу коллагеназы на клеточную поверхность или начало миграции эндотелиоцита приводит к таким изменениям клеточной мембраны, при которых активный центр коллагеназы обнажается.

После достижения капиллярной почкой определенной длины в ней начинается формирование просвета, который образуется меж­ду эндотелиоцитами. В окружающем интерстиции начинается миграция фибробластов к капиллярным почкам, что в дальней­шем приводит к образованию характерной манжетки. Постепенно окружающие почку фибробласты превращаются в перициты, одно­временно они окутываются базальной мембраной (349).

Через 1-2 суток ЭК активно мигрируют из стенки сосуда в на­правлении стимулятора. Одновременно с клеточным движением обнаруживается расширение межклеточных щелей, и эндотелиальные клетки начинают синтезировать ДНК. Пик репликационного процесса приходится на 2-3-и сутки, индекс меченых ядер дости­гает 4%. Следовательно, эндотелиоциты в предсуществующих микрососудах проявляют миграционную (вначале) и пролиферативную активность еще до формирования капиллярных отростков.

Очень часто ЭК, лежащие в пределах предсуществующего мик­рососуда (обычно венула или посткапилляр), смещаются одна по отношению к другой и формируют добавочный просвет (рис.11). Усиленное размножение эндотелиоцитов приводит к удлинению почки роста. Обычно отпочковывающийся сосуд представляет со­бой тяж эндотелиоцитов. Отпрыски чаще всего отходят от выпук­лой части материнского микрососуда, ближе к венозному отделу капилляра, где выше митотическая активность. Рост их происхо­дит сначала в направлении, перпендикулярном предсуществующему сосуду (7).

Многократно повторяющееся образование боковых и концевых отпрысков приводит к возникновению ветвящихся структур. Затем в течение нескольких часов тяжи ЭК превращаются в трубки путем канализации за счет расширения щелей между противолежащими слоями эндотелия. На 3-й сутки отпрыски приобретают вид гисто­логически самостоятельных сосудов (рис.13Б).

Миграция преимущественно происходит на вершине почки, а наибольшая митотическая активность обнаруживается несколько ближе к предсуществующему сосуду, где стенка наиболее проница­ема для макромолекул. Синтезирующие ДНК эндоителиоциты видны в стенке как формирующихся ростков, так и материнских сосудов. Многие перициты также находятся в 8-фазе клеточного цикла (7). На вершине почки роста делящихся эндотелиоцитов не обнаружено. Около вершины почки роста внеклеточный матрикс обогащен гиалуроновой кислотой, а в зоне репликации больше сульфатированных гликозаминогликанов. В области верхушки больше фибронектина, более проксимально - появляются коллаген IV и V типов и ламинин (87,353).

Роль перицитов заключается в укреплении нежных и весьма ра­нимых почек роста. Они предупреждают выход в соединительную ткань форменных элементов и плазмы крови. В ряде случаев они просто «затыкают» отверстия (как зонтик) в стенке формирующегося сосуда. Однако постепенно в процессе дифференцировки со­суда контакты и межэндотелиальные соединения укрепляются, те­чи исчезают, и прилипшие к стенке клетки становятся типичными перицитами. По мере созревания стенок сосудов (если капилляры дифференцируются в артериолы или венулы) перициты, по мнению J.Rhodin и H.Fujita (349), трансформируются в гладкие мы­шечные клетки (ГМК) (рис.18).

Данные, полученные J.Rhodin и H.Fujita (349), находятся в не­котором противоречии с общепринятыми положениями, выска­занными еще в прошлом веке. Так, по данным E.Platner (пег (328), соединительнотканные клетки, располагающиеся между предсуществующими капиллярами, никогда не принимают участия в обра­зовании капиллярной стенки (не контактируют с кровью).

При анализе процессов ангиогенеза необходимо отличать ис­тинные капиллярные почки роста от редуцирующихся микрососу­дов. При этом J.Rhodin и H.Fujita (349) рекомендуют пользоваться следующими критериями: форма и размеры эндотелиальных вы­ростов, проникающих через БМ; биполярная переориентация миг­рирующих ЭК; присутствие примитивного просвета в выростах; форма и топографическое отношение лидирующей вершины поч­ки к прилежащим тучным клеткам, макрофагам и фибробластам; ультраструктурная организация и упаковка клеточных органелл в мигрирующих биполярных ЭК.

Начальная стадия ангиогенеза имеет некоторые отличия в за­висимости от тканевого субстрата. Так, в грануляционной ткани существующие капиллярные ростки могут просто удлиняться. При одномоментном растяжении мышцы новые капилляры обра­зуются путем формирования цитоплазматических выростов ЭК предсуществующих капилляров. На модели гомотрансплантированной мышцы показано, что собственные сосуды в трансплантате частично сохраняются. Рост их идет как в сторону сосудов окружа­ющей ткани, так и в направлении мышечных элементов. Процесс восстановления микрососудистой сети трансплантата происходит до начала циркуляции в ней крови, при этом новые капилляры за­меняются синусоидными (140).