НОВОСТИ    БИБЛИОТЕКА    КАРТА САЙТА    ССЫЛКИ    О САЙТЕ

предыдущая главасодержаниеследующая глава

Системообразующая функция межклеточных контактов в эмбриогенезе животных (Л. В. Гербильский)

Взаимодействия клеток - один из определяющих факторов эмбрионального морфогенеза многоклеточных животных. Если в настоящее время основной задачей морфологии является описание морфогенеза и выяснение его механизмов, то в будущем ею станет разработка методов управления морфогенезом. Для решения этой задачи необходимо применение системного подхода в морфологии - системная органология (Л. В. Гербильский, 1980, 1981, 1982).

Согласно развиваемым нами представлениям, в любой биологической системе можно выделить системообразующие элементы, определяющие функциональные, генетические и структурные взаимоотношения остальных элементов этой системы. Направленного изменения состояния системы можно достигнуть воздействиями на системообразующие элементы (Л. В. Гербильский, 1978). Так, системообразующими элементами микрорайонов органов, по-видимому, следует считать базальные мембраны (В. И. Архипенко, Л. В. Гербильский, 1978), эндотелиоциты (С. Г. Майле-Августинович и др., 1979) и тканевые базофилы (Л. В. Гербильский и др., 1979). Системообразующими элементами клетки - клеточную поверхность, генетический и фибриллярный аппарат (Л. В. Гербильский, 1980, 1982).

Представление о МК как о системообразующих элементах тканевых систем (В. И. Архипенко и др., 1975) дает возможность рассмотреть с единой точки зрения различные аспекты регуляции функциональных, генетических и пространственных взаимоотношений клеток эмбриона. Последовательное рассмотрение системообразующей роли контактных взаимодействий клеток в процессе эмбриогенеза целесообразно начать с гаметогенеза. Контактные взаимодействия играют значительную роль в накоплении морфогенетической информации и питательных веществ в развивающейся яйцеклетке. Ооциты и оогонии животных многих типов связаны между собой цитоплазматическими мостиками, которые возникают в результате незавершенного цитокинеза. Цитоплазматические мостики образуют синцитиальную многоклеточную систему, обеспечивая межклеточный транспорт макромолекул и синхронизацию деления клеток. Не исключено, что большинство оогоний функционируют как питающие клетки для одной оогонии, которая развивается в яйцеклетку, затем остальные подвергаются атрезии.

У беспозвоночных животных нередко обнаруживают специализированные питающие клетки, связанные цитоплазматическими мостиками с развивающимся ооцитом. Так. у дрозофил ооцит соединен такими мостиками с 15 питающими клетками. В ооцитах ряда насекомых синтез РНК не происходит, а необходимые для оогенеза молекулы РНК синтезируются питающими клетками, а затем по мостикам поступают в ооцит.

У большинства типов животных ооциты вступают в контактные взаимодействия с окружающими фолликулоцитами, образуя вместе с ними многоклеточную систему - фолликул. Слой фолликулоцитов выполняет функцию барьера с избирательной проницаемостью, через который питательные вещества поступают в ооцит. По МК фолликулоцитов синтезирующиеся вне яичников липопротеиды переносятся к ооциту. Однако значение фолликулоцитов не сводится только к трофической функции. Очевидно, контактные взаимодействия между ооцитом и окружающими его клетками в большой мере обусловливают специфическую топологию яйцеклетки, в частности ее полярность и дорсовентральную ориентацию будущего зародыша. Определенную роль в интеграции фолликула могут играть цитоплазматические мостики между составляющими его клетками. Так, у ящериц обнаружена цитоплазматическая непрерывность между ооцитом и фолликулоцитами (S. Filosa, C. Taddei, 1976). Между фолликулоцитами (у насекомых) также выявлены цитоплазматические мостики. Предполагают, что эти мостики необходимы для синхронизации фолликулоцитов в процессе образования ими яйцевой оболочки (S. M. Meola и др., 1977; I. Mandelbaum, 1980; D. A. Lutz, E. Huebner, 1981).

Таким образом, фолликул представляет собой высокоинтегрированную систему, клетки которой тесно связаны пространственно, функционально (и в ряде случаев генетически) с развивающимся ооцитом. Однако в большинстве случаев основную роль в интеграции фолликула выполняют не межклеточные мостики, а специализированные соединения МК (H. Johnson, 1980).

Пространственная ориентация фолликулоцитов относительно ооцита обеспечивается у млекопитающих и других животных десмосомами. Эти соединения расформировываются к моменту овуляции, так как в это время необходимо снижение адгезии между клетками (D. Szollosi, 1975, H. N. Tung, N. J. Larsen, 1980).

Функциональная интеграция ооцита и фолликулоцитов осуществляется щелевыми соединениями (E. Anderson, D. F. Albertini, 1976). У дрозофил между питающими клетками и фолликулоцитами также находятся десмосомы (E. Huebner, 1981).

Контакты между фолликулоцитами необходимы для механической интеграции этих клеток (десмосомы, и в определенной степени другие специализированные соединения), функциональной интеграции (щелевые соединения) и изоляции ооцита от экстрафолликулярной среды (плотные соединения). Щелевые соединения между фолликулоцитами хорошо развиты (R. C. Burghardt, E. Anderson, 1981; E. Huebner, Н. Injegan, 1981).

При гипофизэктомии число щелевых соединений уменьшается, при введении животным гонадотропных или половых гормонов - увеличивается. Секреторные клетки соединительнотканной оболочки фолликула и клетки желтого тела также связаны между собой щелевыми соединениями и десмосомами (D. F. Albertini, E. Anderson, 1975; M. Hiura, H. Fujita, 1977). Особый тип соединений - "рефлексивные щелевые соединения" - выявлен между выростами одних и тех же клеток в яичниках беременных женщин (J. C. Herr, 1976).

Фолликул - развивающаяся система, степень интегрированности которой вначале, при образовании фолликула, повышается, а затем, перед его разрушением, понижается. Перед овуляцией резко уменьшается число специализированных соединений МК фолликулоцитов, что можно рассматривать как одну из причин разрушения фолликула.

Следовательно, МК при оогенезе выполняют системообразующую функцию, интегрируя развивающийся ооцит и окружающие его клетки в единую функциональную систему.

Важную роль играют МК и в процессе сперматогенеза. Извитой каналец, в котором осуществляется сперматогенез, представляет собой интегрированную систему, состоящую из поддерживающих клеток Сертоли и клеток сперматогенного эпителия, находящихся на разных стадиях дифференциации. Интеграция клеток сперматогенного эпителия (сперматогоний и сперматоцитов) обеспечивается у млекопитающих животных и человека межклеточными цитоплазматическими мостиками, которые образуются вследствие незавершенного цитокинеза и осуществляют синхронизацию деления и дифференциации этих клеток (T. Fukuda и др., 1975; P. В. Mons, A. D. Hugenholtz, 1975).

Адгезия развивающихся сперматозоонов и клеток Сертоли обеспечивается специализированными якорными соединительными комплексами МК (M. H. Ross, J. Dobler, 1975; L. Russell, Y. Clermont, 1976; C. J. Gravis и др., 1977; L. Russell, 1977; A. A. Sinha и др., 1977), отделение головки зрелого сперматозоона от клетки Сертоли - расформированием этого комплекса (M. H. Ross, 1976; J. Gravis, 1979).

Изоляция полости извитого семенного канальца от внешней по отношению к нему среды осуществляется хорошо развитыми плотными соединениями между клетками Сертоли (T. Nagano, F. Suzuki, 1976; M. H. Ross, 1977). Определенную роль в изоляции могут играть и щелевые соединения (T. Nagano, F. Suzuki, 1975). При развитии семенных канальцев между базальными отделами латеральных поверхностей клеток Сертоли вначале формируются щелевые соединения (видимо, обеспечивающие коммуникацию этих клеток в процессе дифференциации), затем они заменяются плотными (T. Nagano и др., 1977). Специализированные соединения между клетками Сертоли сохраняются и в условиях культивирования (E. Bigliardi и др., 1976). С этими соединениями связана сложная система актиноподобных микрофиламентов (Y. Toyama, 1976). Возможно, что при повышении уровня гонадотропных гормонов микрофиламенты участвуют в трансцеллюлярном транспорте веществ. Это предположение основано на появлении большого числа пиноцитозных пузырьков в области плотных соединений между клетками Сертоли под влиянием гонадотропинов (С. J. Connell, 1977, 1978; M. Camatini и др., 1979). У мужчин с нарушенным сперматогенезом обнаружены нарушения МК между клетками Сертоли (E. Schleiermacher, 1980).

Плотные соединения изолируют полости канальцев сети семенника, ограничивая проницаемость стенки этих канальцев (R. Brown и др., 1980). Между эпителиоцитами сети семенника расположены также десмосомы (E. Bustos-Obregon, A. F. Holstein, 1976; M. Dym, 1976). Щелевые соединения связывают лежащие между канальцами клетки Лейдига (C. J. Connell, A. K. Christensen, 1975; F. J. Weaker, 1977; T. Y. Wing, H. S. Lin, 1977).

Следовательно, при сперматогенезе, так же как и при оогенезе, МК выполняют системообразующую функцию, обеспечивая интеграцию клеток различных типов в единую функциональную систему - извитой семенной каналец.

Контактные взаимодействия сперматозоона и яйцеклетки являются начальным этапом процесса оплодотворения, приводящего к образованию одноклеточного организма - зиготы (С. R. Austin, 1975). В связи с кратковременностью этого контакта его ультраструктура мало изучена. Обнаружено специализированное соединение (относящееся к классу септосодержащих) между сперматозооном и яйцеклеткой, однако его функция не выяснена. Не исключено, что нарушение контактных взаимодействий между яйцеклеткой и сперматозооном может играть роль в патогенезе бесплодия.

Следующий этап эмбрионального развития - дробление. Сущностью его является превращение одноклеточного организма (зиготы) в многоклеточный (бластулу). Интеграция бластомеров в единую многоклеточную систему осуществляется при помощи формирующихся в процессе дробления МК. На стадии 8 бластомеров у эмбрионов шпорцевой лягушки образуются плотные соединения, которые не ограничивают межбластомерное пространство, а представлены изолированными фрагментами. Вблизи плотных соединений располагаются группы по 5- 10 внутримембранных частиц диаметром 12 нм. На срезах этим группам соответствуют места сближения мембран соседних бластомеров до 2-3 нм. Поскольку на этой стадии между бластомерами имеется электрическая связь, можно считать, что группы внутримембранных частиц представляют собой формирующиеся щелевые соединения. На стадии ранней бластулы вместо этих структур появляются полностью сформированные щелевые соединения, состоящие из нескольких десятков внутримембранных частиц (E. J. Sanders, R. A. Dicaprio, 1976).

Подробно изучено строение МК в процессе дробления у грызунов- мышей, крыс и кроликов. У этих животных уже на стадии 8 бластомеров между клетками обнаруживаются щелевые соединения. На стадии 16 бластомеров между наружными клетками зародыша появляются плотные соединения, которые препятствуют проникновению La внутрь эмбриона (C. W. Lo, N. B. Gilula, 1979).

Формирование бластоцисты сопровождается изменением формы клеток и структуры МК. Возникновение бластоцеля совпадает по времени с образованием десмосом между клетками трофобласта. Изменяется структура клеточных поверхностей и цитоплазмы в области МК, что приводит к формированию межклеточных комплексов, транспортирующих вещества в бластоцель и создающих барьер, сопротивление которого достигает 2600 Ом/см2.

На стадии поздней бластоцисты завершается формирование соединительных комплексов между клетками трофобласта. Плотные соединения, состоящие из 4-8 линейных элементов, переплетающихся между собой (по данным криоскалывания), сопровождаются многочисленными щелевыми соединениями и десмосомами. В прилегающей к соединительным комплексам цитоплазме располагаются пучки микротрубочек и филаментов. Свободные поверхности клеток вблизи контакта покрыты микроворсинками. Щелевые соединения и соединения слипания обнаружены между клетками эмбриобласта (T. Ducibella, 1975; R. A. Hastings, A. C. Enders, 1975).

Такая последовательность формирования специализированных элементов МК в процессе дробления может быть объяснена следующим образом. Системообразующая функция МК на самых ранних стадиях развития сводится прежде всего к интеграции бластомеров в единый организм. Поэтому первыми образуются щелевые соединения, обеспечивающие коммуникацию между бластомерами. Однако в этот период дифференциации не происходит и все бластомеры по своей структуре сходны. Первичная дифференциация наступает при образовании эмбриобласта, для чего требуется изменение среды вокруг клеток, находящихся внутри эмбриона. Создание внутренней среды зародыша обеспечивается барьером из плотных соединений. Накопление жидкости в полости бластулы приводит к уменьшению площади контакта между клетками трофобласта. Необходимое повышение сцепленности между этими клетками и фиксация элементов поверхности достигаются путем образования десмосом.

Бластоциста перемещается в матку и имплантируется в ее стенку. Имплантация требует фиксации бластоцисты на поверхности маточного эпителия, и для осуществления последней между клетками трофобласта и эпителиоцитами матки формируются десмосомы. Это свидетельствует о возможности образования МК между клетками различных организмов.

В эмбриональном развитии млекопитающих животных вслед за имплантацией происходит формирование плаценты. Динамику МК при образовании плаценты лучше рассмотреть на примере мышевидных грызунов. У эмбрионов мыши на 7-е сутки внутриутробного развития между клетками эктоплацентарного трофобласта обнаруживаются два типа соединений - десмосомы и щелевые соединения. Последние разнообразны по форме, достигают до 2 мкм в диаметре и содержат до 5000 частиц. Средняя плотность расположения частиц в этих соединениях - 4000 на 1 мкм2. Кроме того, иногда к щелевым соединениям прилегают, как видно на сколах, так называемые неплотные соединения. Можно предположить, что это остатки плотных соединений. Непроницаемого барьера данный слой не образует, метка свободно проникает между клетками. Сходные контакты формируются между клетками эктоплацентарного конуса и хориальной эктодермы (C. Arguello, A. Martinez-Palomo, 1975; C. W. Lo, N. B. Gilula, 1979).

На более позднем этапе развития у эмбрионов хомяка - на 9-е сутки эктоплацентарный трофобласт становится двухслойным: наружный слой сохраняет клеточное строение, внутренний, вследствие образования межклеточных мостиков, становится синцитиальным. Между клетками наружного слоя и синцитием появляются десмосомы. Через МК наружного слоя высокомолекулярные соединения могут проникнуть, но они задерживаются синцитием. Третий, внутренний, слой образуется клетками хориальной эктодермы. Вначале она имеет клеточное строение, между клетками находятся щелевые соединения и десмосомы. Затем этот слой становится также синцитиальным.

Таким образом, барьер между кровью матери и кровью плода в сформированной плаценте мышевидных грызунов состоит из трех слоев, из которых наружный имеет клеточную, а два внутренних - синцитиальную структуру. Наружный слой обладает высокой проницаемостью для макромолекул, и его клетки прикрепляются к среднему слою с помощью интердигитаций и десмосом. Между двумя синцитиальными слоями обнаружены многочисленные щелевые соединения, а также единичные десмосомы и рудиментарные плотные соединения, которые, по-видимому, являются остатками соединительных комплексов, сохранившихся при образовании синцития.

Благодаря многочисленным щелевым соединениям, два внутренних слоя образуют, по терминологии авторов, "двойной функциональный синцитий". Эта структура представляется соответствующей функции трофобласта - избирательному переносу веществ от матери к плоду. В то же время крупные молекулы таким синцитием задерживаются (W. G. Forssmann и др., 1975). Щелевые соединения формируются также между децидуальными клетками плаценты грызунов (T. A. Parkening, 1976). В плаценте человека клетки цитотрофобласта связаны десмосомами, которые особенно хорошо развиты в якорных ворсинках, выполняющих механическую функцию (J. Metz, E. Weihe, 1980).

Очевидно, наиболее выраженно системообразующая функция МК проявляется в процессах дифференциации клеток, происходящих во время гистогенеза и органогенеза. Эти процессы сопровождаются взаимодействиями клеток, среди которых значительную роль играют контактные взаимодействия (Г. Д. Туманишвили, 1980). Интересны изменения МК, происходящие при образовании сосудов. В желточном мешке мышиного эмбриона на 7-й день беременности мезодерма представлена одним слоем клеток, связанных между собой соединительными комплексами. На 8-й день в результате пролиферации клеток мезодермы образуются клеточные скопления - кровяные островки. Наружные клетки островков уплощаются, превращаясь в эндотелиоциты, площадь МК между ними резко уменьшается, соединительные комплексы разрушаются, так что остаются лишь десмосомы. Внутренние клетки островков теряют связь друг с другом, превращаясь сначала в фиксированные эритробласты, сохраняющие контакты с эндотелиоцитами, а затем, округляясь и отделяясь от эндотелиоцитов,- в свободные эритробласты (J. L. Haar, G. A. Ackerman, 1979). Следовательно, изменения структуры превращают простое скопление клеток в сложную систему - кровеносный сосуд.

Ярко демонстрирует системообразующую роль МК миогенез у амфибий (B. P. Hayes, 1975; J. S. Keeter и др., 1975). У аксолотлей и шпорцевых лягушек между клетками несегментированной мезодермы существует электрическая связь (S. E. Black- shaw, А. E. Warner, 1976). Сегментация начинается с исчезновения ее между клетками в том месте, где в последующем про- изойдет отделение сомита от еще не сегментированной мезодермы. По-видимому, это связано с деструкцией щелевых соединений.

Последняя дает возможность клеткам образующегося сомита, потерявшим электрическую связь с недифференцированными мезодермальными клетками, вступить в процесс дифференциации. Уменьшение адгезии с соседними клетками позволяет миобластам, расположенным вначале перпендикулярно к длинной оси тела, осуществить морфогенетические движения-повернуться на 90° и расположиться вдоль длинной оси (A. Roster, 1980; В. W. Young, G. M. Malacinski, 1981).

Ход дальнейшего развития неодинаков у двух данных видов, что обусловлено различиями в двигательной активности зародышей. У эмбрионов аксолотля, которые защищены плотной капсулой, двигательная активность начинается только после завершения иннервации 20 первых сомитов, в связи с этим образующиеся сомиты остаются электрически не связанными друг с другом. У свободноплавающих личинок шпорцевой лягушки спонтанные и рефлекторные движения начинаются на стадии 12-16 пар сомитов, когда иннервирована лишь первая пара. Поэтому, чтобы обеспечить распространение волны сокращения, между клетками соседних сомитов вновь формируются щелевые соединения.

Подобным образом щелевые соединения обеспечивают синхронизацию сокращения миоцитов сердца у развивающихся эмбрионов. Как показали исследования культуры тканей, синхронизация сокращений сердечных миоцитов блокируется при подавлении синтеза белка. Очевидно, щелевые соединения между сердечными миоцитами формируются вследствие дерепрессии в этих клетках генов, ответственных за синтез белков, входящих в состав щелевых соединений. Следовательно, системообразующая функция межклеточных контактов находится под контролем генетического аппарата клеток (E. B. Griepp, M. R. Bernfield, 1975; Y. Sako, 1975). В наших опытах подавление синтеза РНК актиномицином также привело к нарушению контактов между клетками щитовидной железы (Л. В. Гербильский, 1974).

Примером системообразующей роли МК в процессе гистогенеза является развитие глаз у насекомых (S. Eley, P. M. Shelton, 1976). Основные этапы развития глаза следующие: пролиферация и детерминация клеток эпидермиса, образование клеточных кластеров - преомматидиев - и формирование рабдома. Для детерминации клеток, происходящей на первом этапе, необходимы межклеточные коммуникации, которые обеспечиваются щелевыми соединениями. В процессе дальнейшего развития глаза последние исчезают и вместо них возникают другие типы соединений. Временное появление щелевых соединений обнаружено также при развитии глаз у других животных (L. Owen, 1980).

Для группировки клеток, приводящей к формированию преомматидиев, необходимо образование соединений, выполняющих функцию адгезии. Ее осуществляют септированные соединения, вначале незрелые, с расстоянием между септами, варьирующим от 5 до 20 нм, а затем зрелые, длиной до 1 мкм, с постоянным интерсептальным расстоянием 5 нм. В дальнейшем, при появлении рабдома, между ретинальными клетками формируются многочисленные десмосомы, обеспечивающие розеткоподобную ориентацию клеток вокруг рабдома.

В полностью сформированном омматидии системообразующая роль МК ограничивается поддержанием уже сформированной тканевой организации, что требует меньших, чем на предыдущем этапе, адгезивных сил. Поэтому в сформированном омматидии уменьшаются размеры и электронная плотность десмосом, а все остальные, ранее упомянутые, типы соединений исчезают.

Развитие глаз у позвоночных, как и у насекомых, сопровождается временным образованием щелевых соединений, которые необходимы для коммуникации клеток в процессе их дифференциации.

Межклеточные взаимодействия играют роль в дифференциации различных клеток развивающегося глаза (О. Г. Строева, К. К. Никифоровская, 1970). Так, коммуникация клеток хрусталика с помощью щелевых соединений соответствует их дифференциации (E. L. Benedetti и др., 1974). Важное значение имеет коммуникация клеток и при развитии сетчатки. У эмбриона человека (в возрасте 8 нед) и головастика лягушки (на 30-й стадии развития) между нервными клетками сетчатки и клетками пигментного эпителия формируются щелевые соединения (J. S. Dixon, J. K. Cronly-Dillon, 1974; S. K. Fisher, K. A. Linberg, 1975). Очевидно, эти соединения необходимы для индуктивных взаимодействий между клетками, так как на более поздних стадиях развития они расформировываются и в сетчатке обнаруживаются только плотные соединения. Доказано, что индуцированный синтез ферментов в клетках развивающейся сетчатки зависит от взаимодействия между клетками.

Подобным образом щелевые соединения формируются между нейробластами спинальных ганглиев куриного эмбриона на 4-й день развития, а расформировываются на 10-й день инкубации. Авторы считают, что эти соединения необходимы для дифференциации нейробластов. Щелевые и плотные соединения образуются также между мантийными глиоцитами, окружающими нейробласты (E. Pannese и др., 1977).

Следовательно, появление многочисленных щелевых соединений на определенном этапе онтогенеза, а затем резкое уменьшение их количества можно считать общей закономерностью эмбрионального развития различных органов и тканей (A. S. Mendoza и др., 1980). Этот феномен можно интерпретировать как проявление биогенетического закона, в связи с тем что подобное образование большого числа щелевых соединений наблюдается на раннем этапе эволюции многоклеточных животных. Не исключено, что период формирования щелевых соединений в органе или ткани соответствует критическому периоду в развитии этих структур и нарушение этого процесса является одним из факторов тератогенеза.

Хорошо изучено участие МК в гистогенезе эпидермиса и его производных. Известна интегрирующая роль в образовании конечностей позвоночных особой структуры - апикальной складки. Она представляет собой утолщение эпидермиса на вершине зачатка конечности, регулирует ориентацию развивающейся конечности и пальцев. Интеграция клеток апикальной складки в единую систему обеспечивается крупными (по 1,2 мкм) и многочисленными щелевыми соединениями. Между клетками окружающей апикальную складку эктодермы зачатка конечности щелевые соединения значительно меньше и встречаются редко (J. E. Fallon, R. O. Kelley, 1977).

Адгезия клеток развивающегося эпидермиса осуществляется с помощью десмосом. Наблюдающаяся в ряде случаев асимметрия десмосом в эпидермисе, видимо, объясняется тем, что сначала в одной из клеток формируется половина десмосомы, а затем она индуцирует образование второй половины десмосомы в соседней клетке (M. Schliwa, 1974). Это предположение подтверждается результатами экспериментов с образованием гибридных десмосом между клетками эпидермиса эмбриона мыши и куриного зародыша в культуре. Индукция морфогенеза гибридных десмосом обеспечивается эпидермальными клетками мышиных эмбрионов (J. Overton, 1977). Многочисленные десмосомы образуются при развитии производных эпидермиса, обладающих высокой прочностью, например при образовании волос.

Удобным объектом для исследования процессов образования специализированных соединений МК в эмбриональном эпидермисе является органная культура кожи куриного зародыша. Добавление ретинола к среде культивирования приводит к образованию плотных соединений и увеличению размеров щелевых между клетками эпидермиса. Десмосомы, соединяющие данные клетки, при этом не изменяются (P. M. Elias, D. S. Friend, 1976).

Авторами детально описано формирование плотных соединений двух разновидностей. Первая разновидность образуется в апикальных отделах клеток, вторая окружает щелевые соединения. По мере перемещения клеток в верхние слои эпидермиса щелевые соединения расформировываются и окружающие их элементы плотных соединений включаются в соединения этого же класса, расположенные более апикально.

Хорошо исследовано взаимодействие эктодермальных клеток эмалевого органа и мезенхимных клеток зубного сосочка - преодонтобластов - в процессе гистогенеза тканей зуба - змали и дентина. Эти клетки не способны дифференцироваться в изолированных культурах, а в смешанных культурах происходит их дифференциация и осуществляется гистогенез, приводящий к образованию эмали и дентина.

Поскольку дифференциация одонтобластов требует индуцирующего влияния клеток эмалевого органа, в процессе одонтогенеза базальная мембрана последнего теряет свою непрерывность и его клетки формируют контакты с одонтобластами (J. M. Meyer и др., 1977). В дальнейшем, при образовании эмали, для обеспечения транспорта веществ через несколько слоев эпителиоцитов эмалевого органа между этими клетками появляется большое число щелевых соединений. Митохондрии ассоциируются с ними, очевидно, для энергетического обеспечения транспортных процессов.

Существенные изменения структуры МК выявлены при метаморфозе амфибий. У головастиков озерной лягушки уже до вступления в метаморфоз между гепатоцитами сформированы зоны замыкания, ограничивающие крупные желчные канальцы (Ю. П. Черненко и др., 1973). Стенка таких канальцев может быть образована 2-5 гепатоцитами. В просвет канальцев выступают многочисленные удлиненные, регулярно расположенные микроворсинки. Непосредственно за соединительными комплексами плазмолеммы контактирующих гепатоцитов расходятся, образуя широкие щели, простирающиеся до вокругсинусоидного пространства. Обращенные друг к другу поверхности гепатоцитов покрыты многочисленными микровыростами. В перибилиарной области цитоплазмы можно видеть скопления крупных лизосом, часто содержащих ламеллярные структуры.

На ранних стадиях метаморфоза свободные клеточные поверхности гепатоцитов в отдельных участках сближаются, образуя зоны простых соединений. Эти зоны отличаются от подобных элементов дефинитивного контакта большей вариабельностью ширины межмембранного пространства (до 40 нм) и отсутствием строгой комплементарности контактирующих плазмолемм. Изредка выявляются единичные десмосомы. На поздних стадиях метаморфоза области несформированных контактов встречаются все реже и к концу метаморфоза структура МК гепатоцитов соответствует дефинитивной (Ю. П. Черненко и др., 1973). Адгезиометрические исследования показали, что при метаморфозе существенно возрастает величина сцепленности между гепатоцитами головастиков различных видов амфибий (Л. В. Гербильский, Г. А. Чуич, 1970). У личинок озерной лягушки 1-5-й стадий метаморфоза по Л. Я. Бляхеру, выловленных в районе Карадагской биостанции, сцепленность определяли методом жидкостной дезинтеграции. Установлено, что у головастиков 5-й стадии число сорванных струей изотонической жидкости гепатоцитов уменьшается в 4 раза. Тироксин вызывает увеличение сцепленности гепатоцитов головастиков озерной лягушки и чесночницы 2-3-й стадий метаморфоза. Ингибирование синтеза РНК актиномицином резко уменьшает сцепленность. Следовательно, при метаморфозе формирующиеся МК выполняют системообразующую функцию, ограничивая перемещение гепатоцитов и стабилизируя тканевую организацию печени головастиков.

Приведенные данные указывают на важную роль МК как системообразующих элементов в процессах эмбрионального (а также постэмбрионального) развития. Во время гаметогенеза, на этапях дробления, имплантации, гаструляции и в особенности при гистогенезах, а также при метаморфозе контактные взаимодействия обеспечивают регуляцию и согласование функциональных, генетических и пространственных взаимоотношений клеток.

Представление о МК как о системообразующих элементах тканевых систем позволило рассмотреть с единой позиции разрозненные данные, полученные на различных объектах, с применением разных методик. Задачей дальнейших исследований, проводимых на стыке эмбриологии и контактологии, является раз работка методов управления морфогенезом путем воздействия на системообразующие элементы клеток, тканей и органов. В качестве потенциальных управляющих воздействий можно использовать контактотропные факторы, изменяющие системообразующую функцию контакта (АФ, гормоны, ретинол, двухвалентные катионы и др.), действие которых на МК описано ниже.

предыдущая главасодержаниеследующая глава



Новое древо жизни включит «симбиомов» как отдельные организмы

Предок энтерококков появился 450 миллионов лет назад

Эксперимент на улитках подтвердил классическую идею о «двойной цене самцов»

Генетики строят родословное древо архей

Одноклеточные существа изобрели гарпунные пулеметы

Раскрыт один из секретов тихоходок

Обнаружены гигантские вирусы с расширенным репертуаром генов для синтеза белка

Первые шаги земной жизни




© Злыгостев Алексей Сергеевич, 2001-2017
При копировании материалов проекта обязательно ставить активную ссылку на страницу источник:
http://biologylib.ru/ 'BiologyLib.ru: Библиотека по биологии'

Рейтинг@Mail.ru