- •Ангиогенез
- •Глава 1 12
- •Глава 2 18
- •Глава 3 41
- •5.7. Резюме 70
- •Глава 6 72
- •6.7. Резюме 91
- •Глава 7 92
- •7.7. Резюме 102
- •Введение
- •Глава 1 методы изучения ангиогенеза
- •1.1 Метод прозрачной камеры
- •1.2. Васкуляризация роговицы
- •1.3. Васкуляризации хориоаллантоисной мембраны
- •1.4. Метод тканевых культур
- •1.5. Трансплантация органов и тканей
- •1.6. Наблюдение роста сосудов на различных объектах
- •Глава 2 ангиогенез и васкулогенез в пренатальном и постнатальном периодах онтогенеза
- •2.1. Вводные замечания
- •2.2. Ранние этапы образования и развития кровеносных сосудов в эмбриональном периоде
- •2.2.1. Механизмы васкуло- и ангиогенеза в эмбрионе
- •2.3. Гистогенез стенок сосудов
- •2.3.1. Механизмы формирования просвета сосудов
- •2.3.2. Изменения структурной организации компонентов сосудистых стенок в процессе эмбриогенеза
- •2.3.3. Процессы регрессии сосудов
- •2.3.4. Гистогенез стенки аорты человека (раздел написан с участием м.Д.Рехтера и в.А.Колпакова)
- •2.3.5. Гистогенез эндотелия аорты крысы в постнатальном онтогенезе (раздел написан с участием о.А.Салапиной)
- •2.4. Механизмы формирования кровеносного русла некоторых органов в эмбриогенезе
- •2.4.1. Васкуляризация мозга
- •2.4.2. Васкуляризация сердца
- •2.4.3. Васкуляризация надпочечников
- •2.4.4. Формирование внутриорганного сосудистого русла в плаценте
- •2.4.5. Васкуляризация конечностей
- •2.4.6. Васкуляризация почек
- •2.4.7. Закономерности организации и формирования внутриорганного кровеносного русла большого сальника (раздел написан совместно с а.В.Кораблевым)
- •2.5. Резюме
- •Глава 3 развитие сосудистого эндотелия в филогенезе
- •3.1. Простейшие
- •3.2. Черви
- •3.3. Моллюски
- •3.4. Позвоночные
- •3.5. Резюме
- •Глава 4 морфологические механизмы роста новых сосудов
- •4.1. Последовательность явлений
- •4.1.1. Механизмы образования просвета нового сосуда
- •4.1.2. Механизмы образования сосудистых сетей
- •4.2. Строение и проницаемость новообразованных сосудов
- •4.2.1. Топический анализ субмикроскорической организации растущих сосудов
- •4.3. Резюме
- •Глава 5 регуляция ангиогенеза
- •5.1. Оценка ангиогенной активности
- •5.2. Индукторы ангиогенеза
- •5.2.1. Стимуляторы ангиогенеза
- •5.2.1.1. Характеристика основных са пептидной природы
- •5.2.2. Ангиогенная активность различных клеток и тканей
- •5.2.2.1. Эндотелиоциты как источники са
- •5.2.3. Стимуляторы ангиогенеза в опухолях
- •5.2.4. Механизмы действия индукторов ангиогенеза
- •5.2.5. Ангиогенез и воспаление
- •5.2.5.1. Гепарин - естественный модулятор ангиогенеза
- •5.2.6. Неспецифические ангиогенные факторы
- •5.3. Роль внеклеточного матрикса в ангиогенезе
- •5.3.1. Участие в регуляции ангиогенеза окружающих тканей
- •5.4. Влияние на ангиогенез механических факторов
- •5.4.1. Моделирование ангиогенеза при растяжении тканей (раздел написан с участием м.Д.Рехтера и с.В.Филиппова)
- •5.5. Управление процессами ангиогенеза (раздел написан с участием о.Ю.Гуриной)
- •5.6. Ингибиторы ангиогенеза
- •5.6.1. Механизмы действия ингибиторов ангиогенеза
- •5.6.2. Ангиостатнческие стероиды - новый класс иа
- •5.7. Резюме
- •Глава 6 особенности ангиогенеза в различных условиях
- •6.1. Физиологический (циклический) ангиогенез
- •6.1.1. Закономерности ангиогенеза
- •6.2. Регенерационный ангиогенез
- •6.2.1. Развитие и рост сосудов при заживлении ран
- •6.2.2. Особенности ангиогенеза при заживлении кожных ран . В условиях воздействия жидкой среды и некоторых ферментов (раздел написан с участием т.В.Ершовой)
- •6.2.3. Регенерация кровеносных сосудов париетальной брюшины при инкапсуляции инородного тела
- •6.3. Коллатеральный ангиогенез
- •6.4. Реактивный (адаптационный) ангиогенез
- •6.4.1. Реактивный (рабочий) ангиогенез в скелетных мышцах (б.С.Шенкман и т.Л.Немировская)
- •6.5. Опухолевый ангиогенез
- •6.5.1. Методы изучения опухолевого ангиогенеза
- •6.5.2. Механизмы роста сосудов при опухолевом ангиогенезе
- •6.5.3. Морфология прорастающих в опухоль сосудов
- •6.5.4. Морфологические особенности сосудистого русла опухолей
- •6.5.5. Причины хаотичного роста сосудов в опухолях
- •6.6. Моделирование ангиогенеза in vitro
- •6.6.1. Значение экспериментов с моделированием ангиогенеза in vitro
- •6.7. Резюме
- •Глава 7 репаративный ангиогенез
- •7.1. Восстановление эндотелия
- •7.2. Интрамуральный ангиогенез (раздел написан с участием с.Л.Вялова)
- •7.3. Регенерация эндотелия in vitro
- •7.4. Взаимодействие эндотелия и гмк
- •7.5. Регенерация эндотелия в патологии
- •7.6. Регенерация гладких мышечных клеток (раздел написан с участием м.Д.Рехтера и о.А.Бауман)
- •7.7. Резюме
- •Вместо заключения
- •Использованная литература
- •60Х90 1/16. Усл. Печ. Л. 12,5. Тираж 2500 экз.
- •101882, Москва, Петроверигский пер., 6/8
2.2.1. Механизмы васкуло- и ангиогенеза в эмбрионе
Важную роль в процессах образования сосудов играют ростовые факторы. Так, являющийся митогеном и принимающий самое активное участие в процессах ангиогенеза во взрослом организме щелочной ФРФ и трансформирующий фактор роста-бета играют центральную роль в морфогенетических процессах и во время эмбриогенеза. В настоящее время к спектру факторов роста фибробластов относят пять субстанций, характерным признаком которых является связывание с гепарином. Эти факторы не изменялись в онтогенезе и филогенезе и имеют важнейшее значение как морфогены (319). Щелочной ФРФ существенно ускоряет процесс дифференцировки ангиобластов и их инвазивность, является хемоаттрактантом для них. Антитела к щелочному ФРФ блокируют этот процесс (333). В процессах ангиогенеза принимают участие механизмы передачи внутриклеточных сигналов с участием как инозитол-липидных взаимодействий, так и протеинкиназы С (95). В координации процессов миграции ЭК и образования почек роста важную роль играют щелевые соединения. Ткани эмбриона уже содержат ингибиторы ангиогенеза. Одним из них является трансформирующий ростовой фактор-бета (128, 275), который способствует регрессии сосудов эмбриона.
2.3. Гистогенез стенок сосудов
Процесс развития сосудов в эмбрионе можно разделить на две фазы: 1) формирование ПЕРВИЧНОЙ КАПИЛЛЯРНОЙ СЕТИ и 2) морфологическое и функциональное СОЗРЕВАНИЕ СТЕНОК СОСУДОВ. Первые признаки организации сосудов выявляются на стадии трех-пяти сомитов. Сосуды имеют вид нитевидных выростов, тянущихся от головы к сомитам. Кроме того, по бокам от оси зародыша на вентральной стороне сомитов, в области, где в последующем локализуются дорзальные аорты, появляется слабовыраженная сеть из нитевидных структур. В дальнейшем идет формирование кровеносных сосудов сердца и мозга, а также развитие и перестройка сосудов тела эмбриона и сомитов. Эти процессы описаны в учебниках эмбриологии (15) и здесь нами подробно не разбираются.
Сердце образуется из листка мезодермальных клеток и так называемого сердечного студня на ранней стадии развития зародыша - стадии нейрулы (на третьей неделе гестации) как пара трубочек, которые позднее сливаются. В конце третьей недели сформировавшееся сердце начинает свою работу. На смену колебательным пассажам крови приходит целенаправленный ее ток. После слияния кровяных островков и образования первичного капиллярного сплетения и включения сократительной активности сердца начинается циркуляция крови. При этом исчезают анастомозы, некоторые капилляры сливаются и дают начало артериям и венам, однако направление кровотока в течение некоторого времени может несколько раз меняться. Важную роль в формировании крови. Образующиеся первичные капилляры выделяют через ба-зальную плазмалемму хемотаксические факторы, которые мобилизуют в стенку перициты, гладкие мышечные клетки (ГМК), фибробласты (428). .
Все ДЕФИНИТИВНЫЕ кровеносные сосуды формируются из первичных капиллярных сплетений. Если в то время, когда уже установилась циркуляция крови, крупные кровеносные сосуды разрушить или удалить, то они начинают вновь расти от ЭК (356).
Сканирующая электронная микроскопия подтвердила, что ЭК, образующие дорзальные аорты и заднюю кардинальную вену, образуются in situ путем отделения от мезодермы единичных клеток (331), которые в последующем объединяются в непрерывные тяжи и сплетения. На стадии 4-7 сомитов прерывистый слой развивающихся ЭК окружают центральный кластер примитивных клеток крови, что ведет к образованию кровяного островка. ЭК к периферии от островка анастомозируют с формированием первичной капиллярной сети. В этот период вокруг сосудов нет базальной мембраны (БМ) (356).
Первичные капиллярные сети также образуются за счет ЭК, не окруженных БМ. Примитивные эндотелиоциты начинают секретировать предшественники компонентов БМ в период формирования аортальных дуг. У зародыша курицы БМ впервые обнаруживается через 96 часов после начала инкубации яйца. Созревание базальных мембран заканчивается только после вылупления цыпленка (195). Во время самых ранних стадий развития все кровеносные сосуды окружены внеклеточным матриксом, богатым фибронектином. Однако самым ранним маркером созревания сосудистой стенки является обнаружение во внеклеточном матриксе ламинина. В последующем содержащий фибронектин и ламинин бесструктурный внеклеточный матрикс преобразуется в БМ (356).
Гетерогенность ЭК в одном и том же сосуде объясняется тем, что они имеют разное происхождение: из ангиобластов желточного мешка, из ангиобластов дорсальной аорты, из мезенхимных клеток, коммитированных к трансформации в ангиобласты и расположенных in situ. Процессы миграции и пролиферации ЭК у эмбриона должны строго контролироваться, в противном случае быстро развивается гемангиома. В области головы и шеи ЭК, проникающие в органы с помощью процесса ангиогенеза, имеют внешнее происхождение, а ГМК ведут свое начало из местных клеток (307).
Другие клеточные компоненты сосудистой стенки также характеризуются неодинаковым происхождением. Так, для определенной части ГМК артерий, развивающихся из аортальных дуг, в качестве предшественника выступает эктомезодерма (307), другая часть мионитов происходит из клеток мезенхимы, расположенных in situ. Источником образования перицитов служит мезенхима тимуса, которая в свою очередь развивается из нейронального гребня (эктомезодерма) - цепочки нервных клеток в зародыше, расположенных параллельно спинному мозгу. Мезоэктодермальные ГМК играют важную роль в формировании подушек в сердце, корне аорты и, возможно, в образовании эластических пластин (384).
Развитие стенок крупных кровеносных сосудов из капиллярной сети происходит путем аппозиции мезенхимных клеток и (или) перицитов, которые в дальнейшем дифференцируются в ГМК. Последние в свою очередь продуцируют эластические и коллагеновые фибриллы. Этот процесс продолжается и после рождения. Количество коллагена в грудной аорте крысы в первые 5 дней после рождения утраивается (55).
На стадии 10-13 сомитов уже один или два слоя мезодермальных клеток входят в состав сосудистой стенки. В этот период внутренняя оболочка сосуда состоит из прерывистого слоя примитивного эндотелия, наружная - из спланхноплевральной мезодермы. Различий между артериями и венами нет. В последующем эндотелий становится непрерывным, в нем появляются фенестры и плотные соединения. В прилежащих клетках мезодермы образуются пучки микрофиламентов и промежуточных филаментов. В дальнейшем стенка артерий начинает утолщаться. Вокруг клеток средней оболочки появляется БМ (356).
У куриного эмбриона на стадии 6 сомитов зачаток дорзальной аорты состоит из непрерывной массы ангиобластов. На стадии 7-8 сомитов формируются сосудистые структуры с прерывистым просветом. Вплоть до стадии 16 сомитов аорта состоит из рыхлого слоя эндотелия без полностью сформированной БМ, хотя вокруг встречаются островки фибриллярного материала. Циркуляция крови начинается на стадии 16-17 сомитов. Через 3 дня дорзальная аорта содержит один слой мезодермальных клеток. Число слоев примитивных ГМК постепенно увеличивается, достигая 20 на 13-й день эмбриогенеза, и сохраняется постоянным до тех пор, пока цыпленок не вылупится из яйца. Примитивные миобласты вначале имеют круглую форму. В процессе дифференцировки они уплощаются. Прерывистая БМ вокруг миобластов становится заметной начиная с 15 дня (299).
Процесс пренатального развития стенки аорты крысы можно разделить на 4 фазы (299): 1) через 12 дней аорты состоят из эндотелия и рыхлого слоя мезенхимальных клеток, 2) через 13-16 дней мезенхимальные клетки начинают дифференцироваться в миобласты, образуя компактные клеточные слои вокруг эндотелия, эластогенез начинается во внутренних слоя стенки и прогрессирует (в отличии от куриного эмбриона-211) по направлению кнаружи; 3) через 17-19 дней миобласты превращаются в типичные ГМК, эластические волокна увеличиваются в количестве и размерах, 4) через 20 дней и позднее ГМК имеют хорошо развитые миофиламенты, появляется внутренняя эластическая мембрана (ВЭМ).