Старении и некоторых патологических процессах

Общим изменением с возрастом, которое свойственно всем видам соединительной ткани, является уменьшение воды и соотношения основное вещество/волокна. Уменьшение этого коэффициента происходит как за счет нарастания содержания коллагена, так и в результате снижения концентрации гликозаминогликанов. В первую очередь значительно уменьшается содержание гиалуроновой кислоты. Однако не только уменьшается общее количество кислых гликозаминоглнканов, но изменяются и количественные соотношения между отдельными гликанаыи. Одновременно происходит также изменение физико-химических свойств коллагена (снижение содержания растворимых фракций коллагена, увеличение числа и прочности интра-и интермолекулярных поперечных связей, снижение эластичности и способности к набуханию, развитие резнстентности к коллагеназе и т. д.), повышается структурная стабильность коллагеновых волокон, или, как еще иначе называют, прогрессирование процесса «созревания» фибриллярных структур соединительной ткани. Следует помнить, что старение коллагена in vivo не равнозначно износу. Оно является своеобразным ито­гом протекающих в организме метаболических процессов, вли­яющих на молекулярную структуру коллагена.

Среди многих поражения соединительной ткани особое место занимают коллагенозы. Для них характерно повреждение всех структурных составных частей соединительной ткани —волокон, клеток и межклеточного основного вещества. К коллагенозам обычно относят ревматизм, ревматоидный артрит, системную красную волочанку, системную склеродермию, дерматоми-озит и узелковый пер и артериит. Однако каждое из этих заболевания имеет своеобразное течение и сугубо индивидуальные проявления. Среди многочисленных теорий механизма развития коллагенозов наибольшее признание получила теория инфекционно-аллергического происхождения.

Кроветворение, или гемопоэз.До сих пор рассматривались только форменные элементы крови, циркулирующие в кровеносных (и лимфатических) сосудах, то есть прошедшие уже длительный путь развития. Ясно, что, кроме этих более или менее дифференцированных элементов, должны быть энергично размножающиеся клетки, пополняющие естественную убыль отживающих форменных элементов. В разных местах организма (красный костный мозг, лимфатические узлы, селезенка и др.) существуют скопления ретикулярной ткани (особой разновидности соединительной ткани), где и происходит кроветворение.

Эмбриональное кроветворение.На ранних этапах развития зародыша функцию опорно-трофических тканей выполняет еще совершенно недифференцированная мезенхима, но уже очень скоро в ней возникают первые кровяные островки. Прежде всего, они закладываются в стенке желточного мешка, несколько позже начинаются образование сосудов и кроветворение и в теле зародыша.

Первым признаком этого процесса служит обособление от мезенхимного синцития отдельных округляющихся клеток.

При электронной микроскопии в большинстве случаев оказывается, что образующие синцитий клетки отделены друг от друга поверхностными мембранами. Округлившиеся клетки мезенхимы энергично размножаются и заполняют полость кровяного островка (рис. 45).

Рисунок 45. Кровяной островок 8½-дневного зародыша кролика (по А.А. Максимову): 1 – мезенхимная клетка; 2 – эндотелий; 3 – первичная кровяная клетка; 4 – митоз первичной кровяной клетки; 5 – эндотелиальная клетка, превращающаяся в первичную кровяную клетку; 6 – энтодермальные клетки; 7 – частично срезанная клетка; 8 – внутренняя полость кровяного островка.

Это – первичные кровяные клетки. Окружающие их участки мезенхимы растягиваются в плоские, синцитиально связанные между собой клетки – эндотелий, образующий стенку первичного кровеносного сосуда. Следовательно, клетки крови и эндотелий возникают из одного и того же участка мезенхимы; тесная связь между ними сохраняется в течение всей жизни животного; всюду, где протекает кровь или лимфа, встречается и выстилающий эти сосуды эндотелий.

Кровяные островки соединяются в кровеносные сосуды; одновременно происходит и дальнейшее дифференцирование кровяных клеток. Они размножаются внутри сосудов, но могут образовываться и путем продолжающегося еще обособления мезенхимных клеток. Первоначально это еще совершенно недифференцированные клетки с базофильной цитоплазмой, но уже очень скоро можно заметить, что многие первичные кровяные клетки постепенно утрачивают базофилию, их цитоплазма сначала слабо, а затем все сильнее окрашивается кислыми красителями. Происходит это в связи с появлением в цитоплазме гемоглобина. Такие содержащие гемоглобин клетки называют первичными эритробластами. Параллельно с накапливанием гемоглобина изменяется строение ядра. Вместо нежной хроматиновой сеточки, типичной для ядер первичных кровяных клеток, на окрашенных препаратах появляются довольно крупные клубки хроматина, вещество ядра постепенно уплотняется. Нередко ядро даже распадается и исчезает. Такие безъядерные клетки называются первичными эритроцитами.

Первое поколение красных кровяных клеток очень разнообразно по размерам, однако чаще всего встречаются крупные шаровидные клетки. Показательно, что и у взрослых животных бывают случаи (злокачественное малокровие), когда в их крови вместо обычных эритроцитов появляются клетки, чрезвычайно сходные с первичными эритробластами и первичными эритроцитами. Их называют мегалобластами и мегалоцитами (то есть гигантскими клетками). Считают, что при таких заболеваниях происходит как бы возврат к примитивному эмбриональному кроветворению. Поэтому в клинической литературе первичные эритробласты и эритроциты эмбрионов обычно называют мегалобластами и мегалоцитами, что нельзя признать правильным. Настоящего возврата к эмбриональному типу кроветворения у взрослых животных не может быть, процессы развития необратимы, и внешнее сходство мегалобластов с первичными эритробластами еще не говорит об их тождестве.

Далеко не все первичные кровяные клетки накапливают гемоглобин и превращаются в первичные эритробласты и эритроциты. Часть из них продолжает интенсивно размножаться, более или менее сохраняя характер малодифференцированных клеток. Это так называемые гемоцитобласты. У них относительно крупное ядро с нежной хроматиновой сетью (эту сеть часто сравнивают с мелкой рябью на поверхности воды или с кожей). Характерная особенность их – в ядре 2 – 5 и более ядрышек. Цитоплазма гемоцитобласта базофильна. Она узкой лентой опоясывает ядро,но нередко встречаются и более крупные гемоцитобласты с широким поясом цитоплазмы.

Таким образом, первый этап кроветворения осуществляется по следующей схеме:

мезенхима		первичная кровяная ---- клетка	первичный эритробласт		первичный эритроцит
гемоцитобласт
эндотелий

Пунктирная стрелка показывает, что на ранних стадиях гемопоэза эндотелий еще способен превращаться в первичные кровяные клетки. На схеме видно, что мезенхима, первоначально выполнявшая крайне примитивно основные функции соединительных тканей, в дальнейшем дифференцируется в различные тканевые элементы. В частности, в кровяных островках из нее возникают эндотелий и первичные кровяные клетки. Последние, в свою очередь, развиваются в двух направлениях, давая начало или эритроцитам, или гемоцитобластам. Гемоцитобласты в дальнейшем развиваются в различные форменные элементы крови, поэтому их и считают родоначальниками всех последующих поколений кровяных клеток.

Первичные эритробласты и эритроциты дифференцируются быстро. Это еще очень несовершенные клетки, крайне разнообразные по величине и, следовательно, не имеющие того стандартного оптимального размера, который наблюдается у более поздних поколений красных кровяных клеток. Тем не менее, на этом этапе развития они полностью удовлетворяют еще скромные потребности зародыша в кислороде. Пока они справляются с этой функцией, из гемоцитобластов успевают развиваться новые, совершенные поколения эритроцитов, способные обеспечить быстро возрастающую интенсивность газообмена.

Вначале сосудов, так и вне их, кроветворение осуществляется и в стенке желточного мешка и в мезенхиме самого зародыша. Позже в связи с дифференцированием мезенхимы, то есть превращением ее в различные виды соединительных тканей, кроветворение сосредоточивается в развивающихся к тому времени скоплениях ретикулярной ткани (в печени, зобной железе, костном мозге, селезенке и лимфатических узлах). В первое время основным источником клеток крови является печень. Эндотелий сосудов печени некоторое время еще может давать начало новым первичным кровяным клеткам, а затем образование этих клеток прекращается, вместо них роль источника пополнения крови клетками переходит к гемоцитобластам, формирующимся уже вне сосудов из малодифференцированных элементов мезенхимного происхождения, окружающих кровеносные сосуды печени.

Позже в печени начинают усиленно развиваться эпителиальные железистые клетки, она превращается в орган пищеварения, и кроветворение в ней угасает. С этого времени и до конца жизни животного кроветворными органами становятся красный костный мозг, селезенка, лимфатические узлы и некоторые другие скопления ретикулярной ткани. В костном мозге развиваются эритроциты (эритропоэз), зернистые лейкоциты (гранулопоэз) и кровяные пластинки, в остальных кроветворных органах – лимфоциты (о развитии моноцитов см. ниже). В зобной железе лимфопоэз происходит лишь у молодых животных и постепенно прекращается с наступлением половой зрелости.

Так, примитивное кроветворение, осуществляемое путем прямого превращения мезенхимы в первичные кровяные клетки, заменяется дифинитивным кроветворением, источником которого являются уже гемоцитобласты. Наряду с этим дифференцируются и кроветворные органы. Вначале гемопоэз возможен в желточном мешке и во всей мезенхиме зародыша, позже он временно локализуется в печени, пока не разовьются постоянные кроветворные органы с четко определившимися функциями. Правда, в условиях патологии подобное «разделение функций» может нарушаться. После значительной потери крови эритропоэз можно обнаружить в селезенке и в лимфатических узлах, хотя нормально он осуществляется только в костном мозге.

Кроветворение во взрослом организме.Кроветворение не следует понимать так, что каждый гемоцитобласт должен закончить свой жизненный цикл в виде зрелой клетки крови. В кроветворных органах беспрерывно размножаются клетки, находящиеся на разных стадиях развития. Возникающие при этом дочерние клетки делятся в свою очередь; часть из них при этом меняет свойства и дает начало новым поколениям клеток, уже более дифференцированных, но также способных к делению.

Так продолжается до тех пор, пока окончательно созревшие клетки не перейдут из кроветворного органа в кровь.

Условия, определяющие развитие клеток крови и момент выхода их в кровяное русло, чрезвычайно сложны. Кроветворение нельзя отделить от противоположного ему процесса разрушения дегенерирующих клеток крови. Дегенерация, в сущности, является первым и обязательным этапом регенерации; продукты распада кровяных клеток и потеря крови стимулируют кроветворение. Макрофаги селезенки захватывают и разрушают стареющие эритроциты, а макрофаги костного мозга снабжают освободившимися железом развивающиеся будущие эритроциты. Деятельность макрофагов костного мозга и развитие новых эритроцитов индуцируются особым веществом эритропоэтином, содержащимся в крови. Сильнейшее влияние на кроветворение оказывают внешние условия – барометрическое давление, кормление животных, в частности наличие в рационе кобальта. Не менее важны, конечно, внутренние факторы – состояние нервной системы, органов пищеварения и внутренней секреции. Например, под действием самых различных факторов в организме может создаться состояние перенапряжения (такое состояние обычно обозначают английским словом «stress»). При этом усиленно выделяются некоторые гормоны надпочечника, подавляющие лимфопоэз, что и приводит к резкому уменьшению количества лимфоцитов в периферической крови. Под влиянием одного из гормонов надпочечников эозинофилы исчезают из крови и переходят в окружающие ткани.

Эритропоэз. Начало развития красных кровяных телец определить довольно трудно. Можно только заметить, что структура ядра гемоцитобласта несколько грубеет; в нем появляютсяболее толстые и интенсивнее окрашивающиеся хроматиновые нити; в ядре ещё видны ядрышки, цитоплазма не содержит гемоглобина и становится даже еще более базофильной. Такие клетки называют проэритробластами.

Клетки, вступившие в следующую стадию развития стадию эритробластов, характеризуются дальнейшими изменениями ядра. Хроматин собирается в довольно грубые глыбки, располагающиеся радиально и делающие ядро похожим на колесо со спицами. Базофилия цитоплазмы постепенно уменьшается, основными красителями последняя окрашивается бледнее, а вокруг ядра появляется светлая перинуклеарная зона, в которой начинает накапливаться гемоглобин. Такие клетки называются базофильными эритробластами. При дальнейшем накапливании гемоглобина на фоне еще оставшейся базофилии становится все более заметной и оксифилия. Цитоплазма окрашивается в смешанный розово-синий цвет, что и послужило поводом назвать эти клетки полихроматофильными эритробластами. Они еще продолжают интенсивно размножаться и постепенно, из поколения в поколение, уменьшаются в размерах, так что, в конце концов, возникают эритробласты с чисто оксифильной цитоплазмой – оксифильные эритробласты, или нормобласты, имеющие размеры нормального эритроцита. Оксифильные эритробласты всегда располагаются островками и окружают ретикулярную клетку (см. следующий раздел). Последняя в данном случае играет роль «клетки-няньки»,обеспечивая эритробласты железом – глыбками ферритина, легко различимого под электронным микроскопом.

В дальнейшем ядра эритробластов уплотняются, количество содержащейся в них ДНК постепенно уменьшается; когда это уменьшение дойдет до определенного критического уровня, ядра с небольшим количеством цитоплазмы отторгаются и немедленно захватываются этой же ретикулярной клеткой. Выходу ядра способствует то обстоятельство, что имеющиеся у эритробластов краевой пучок микротрубочек к этому времени распадается. У ядерных эритроцитов «краевой обруч» из микротрубочек сохраняется во все время существования клеток, что хорошо показано на эритроцитах амфибий.

Даже в нормальных условиях эритропоэза 3 – 10% эритробластов не завершают развития и погибают, опять-таки, будучи фагоцитированными центральной ретикулярной клеткой островка. Для бесперебойного течения эритропоэза необходим ряд условий, например наличие некоторых микроэлементов (см. курс физиологии). Процесс созревания эритроцитов требует затраты значительного количества энергия, поэтому уменьшение содержания АТФ, вызванное, например, дачей животному 2,4-динитрофенола, делает это созревание невозможным, хотя более молодые формы эритробластов продолжают размножаться.

Рисунок 46. А – эритробластический островок (по Бесси и Бретон-Гориус). Видна лежащая в центре ретикулярная клетка, окруженная эритробластами. Справа внизу – поперечный разрез через часть островка. Б – схема, показывающая выталкивание ядра из нормобласта и захватывание его ретикулярной клеткой (по Бесси): 1 – нормобласт; 2 – отторгнутое им ядро, захватываемое ретикулярной клеткой (3); 4 – митохондрии; 5 – цистерны эндоплазматической сети

Следовательно, эритропоэз у взрослых животных протекает по схеме: гемоцитобласт – проэритробласт – эритробласт базофильный – эритробласт полихроматофильный – эритробласт оксифильный (старшие поколения оксифильного эритробласта обычно называют нормобластами) – ретикулоцит – эритроцит.

Гранулопоэз. Первым этапом этого процесса является превращение гемоцитобласта в промиелоцит. Так как этот переход постепенный, через ряд сменяющихся поколений клеток, отличить гемоцитобласт от промиелоцита не всегда легко. В клинике самую молодую форму промиелоцита нередко выделяют под названием лейкобласта. Промиелоцит, подобно проэритробласту, может быть или с узким, или с широким поясом цитоплазмы. Хроматиновая сеть вследствие утолщения составляющих ее нитей более резко выражена, чем у гемоцитобласта. Лучше заметно чередование темных и светлых участков ядра (бази - и оксихроматина). У старших поколений промиелоцитов ядро овальное или бобовидное. Цитоплазма менее базофильна; в ней появляются зерна, по-разному относящиеся к красителям. Даже в одном и том же промиелоците зерна могут быть различными по окраске.

Клетки, перешедшие в следующую стадию развития, называются миелоцитами. У ранних поколений этих клеток ядро еще рыхлой, сетчатой структуры; в дальнейшем в нем образуются компактные темные хроматиновые тяжи, чередующиеся со светлыми промежутками. Удается различать базофильные, эозинофильные и нейтрофильные миелоциты, хотя отдельные, недавно возникшие зерна еще могут у всех миелоцитов окрашиваться основными красителями.

Миелоциты некоторое время продолжают размножаться, становясь при этом все более похожими на гранулоциты. Ядро вытягивается в длину и изгибается. Число зерен в цитоплазме увеличивается. Наконец, клетки перестают делиться и превращаются в юные, затем в палочкоядерные и сегментоядерные лейкоциты. Ниже приводится схема гранулопоэза:

Некоторые авторы считают эту схему неправильной. По их мнению, палочкоядерные и сегментоядерные формы различаются не возрастом, а происхождением: палочкоядерные возникают из размножающихся миелоцитов, а сегментоядерные развиваются ускоренно-прямым превращением в них промиелоцитов.

Действительность всегда несравненно сложнее любой схемы. Даже в нормальных условиях многие клетки гранулопоэтического ряда не завершают своего развития. Подсчитано, например, что у собак из одного гемоцитобласта в результате шестикратного деления теоретически должны образоваться 64 лейкоцита. В действительности же в среднем образуется только 30 миелоцитов, из которых только 12 дозревают и выходят в кровяное русло. Отсюда понятно, насколько важно изучение условий, необходимых для нормального гранулопоэза.

Развитие лимфоцитов. Самые молодые клетки этого ряда – лимфобласты – еще очень трудно отличить от гемоцитобластов. Они очень сходны и с большими лимфоцитами. Поэтому некоторые авторы вообще не выделяют эту стадию и утверждают, что гемоцитобласт и большой лимфоцит – только два разных названия одной и той же клетки. В клинической литературе принято выделять лимфобласт – клетку с несколько менее правильной хроматиновой сетью ядра, чем у ядра гемоцитобласта, и с отчетливо выраженной светлой перинуклеарной зоной цитоплазмы. Размножаясь, лимфоцитобласты быстро превращаются в большие лимфоциты, также способные к размножению и последовательно переходящие в средние и малые лимфоциты.

Развитие лимфоцитов может быть выражено схемой:

гемоцитобласт → лимфобласт → лимфоцит большой → лимфоцит средний → лимфоцит малый

У новорожденных образование лимфоцитов особенно интенсивно протекает в зобной железе, в которой в это время клеток, находящихся в состоянии митоза, в 4 – 6 раз больше, чем в других кроветворных органах. Увеличение количества тимоцитов в крови у новорожденных связано с возникновением защитных иммунологических реакций в организме, впервые сталкивающемся с множеством антител, поступающих из внешней среды. В связи с разработкой способов пересадки органов у животных и человека изучение лимфопоэза становится особенно важным, так как лимфоциты, становясь иммунокомпетентными, превращаются в «клетки отторжения трансплантата». Делаются многочисленные попытки временного подавления лимфопоэза удалением зобной железы, перевязкой грудного протока, применением соответствующих сывороток и медикаментов.

Развитие моноцитов.Значительное разнообразие в строении моноцитов и в их биологических свойствах объясняется тем, что в эту группу входят клетки различного происхождения. Моноциты возникают как в красном костном мозге, так и в селезенке. Они могут образовываться из гемоцитобластов, из клеток соединительной (ретикулярной) ткани и, вероятно, из лимфоцитов. В таблице VI показаны пути возникновения моноцитов непосредственно из ретикулярной клетки и из клеток, являющихся производными гемоцитобласта, – из лимфобласта и лейкобласта. Другими словами, моноциты могут иметь гистиогенное и гематогенное происхождение, то есть возникать из клеток соединительной ткани и из клеток крови.

В клинической гематологии самые молодые формы моноцитов принято выделять под названием монобласт. Это крупная клетка с сетчатой структурой ядра, двумя-тремя ядрышками и с довольно узким пояском базофильной цитоплазмы. Следующая стадия – моноцит – характеризуется тем, что ядро из округлого превращается в овальное или бобовидное, цитоплазма становится менее базофильной, ее количество резко увеличивается и в ней может быть обнаружена мелкая азурофильная зернистость. К этому времени многие моноциты уже приобретают способность к фагоцитозу.

Следовательно, развитие моноцитов можно представить следующим образом. Они возникают из клеток соединительной ткани красного костного мозга и селезенки. Следует помнить, что у всех моноцитов один общий родоначальник – мезенхима и они близкородственны между собой. Некоторые исследователи считают, например, что моноциты могут происходить и из малых лимфоцитов, хотя большинство современных гематологов это отрицают.

Развитие кровяных пластинок. В красном костном мозге и в селезенке некоторые гемоцитобласты значительно уклоняются от рассмотренных выше путей развития. В результате неправильного многочисленного митоза возникают гигантские клетки с очень сложным дольчатым ядром и базофильной цитоплазмой. Их называют мегакариоцитами, то есть клетками с гигантским ядром. У молодых животных мегакариоцитов больше, чем у старых. Особенно много этих клеток появляется при некоторых заболеваниях, в частности при пневмониях. Мегакариоциты очень нестойки и быстро разрушаются, причем от их цитоплазмы отрываются мелкие частички, очень сходные с кровяными пластинками. Поэтому и предполагают, что кровяные пластинки развиваются по следующей схеме: гемоцитобласт – мегакариоцит – кровяные пластинки.

Таким образом, на примере гемопоэза можно еще раз убедиться в том, что развитие идет от простого к сложному, от мезенхимы к разнообразно дифференцированным клеткам крови. Для большей наглядности ход гемопоэза можно схематически представить в следующем виде.

1. Имеется только мезенхима, выполняющая, конечно примитивно, все функции опорно-трофических тканей.

2. В мезенхиме желточного мешка обособляются кровяные островки. Появляются первичные кровяные клети и эндотелий, окруженный еще не дифференцированной мезенхимой.

3. Возникает замкнутая система сосудов. Кроветворение совершается как внутри них, так и в окружающей мезенхиме. Из первичных кровяных клеток развиваются первичные эритробласты и эритроциты, а также гемоцитобласты. Гемоцитобласты дают начало вторичным (дефинитивным) эритроцитам и мегакариоцитам. В окружающей мезенхиме появляются первые примитивные гранулоциты.

4. Мезенхима превратилась в различные разновидности опорно-трофических тканей. Кроветворение сконцентрировано главным образом в печени зародыша. Оно протекает только вне сосудов, в так называемой ретикулярной ткани. Содержащиеся в этой ткани гемоцитобласты становятся исходной формой не только для эритроцитов и мегакариоцитов, но и для гранулоцитов.

5. С угасанием кроветворной функции печени у зародыша и в течение всей жизни животного гемопоэз сосредоточивается в селезенке, лимфатических узлах и в некоторых других скоплениях ретикулярной ткани (лимфобластическая система). Дальнейшее дифференцирование свойств гемоцитобластов прогрессирует. Гемоцитобласты костного мозга дают начало эритроцитам, гранулоцитам и мегакариоцитам. Гемоцитобласты других кроветворных органов участвуют в образования лимфоцитов. Моноциты развиваются из гемоцитобластов и ретикулярных клеток селезенки, костного мозга. В условиях патологии все эти отношения могут изменяться.

Развитие нервной ткани.Развитие нервной ткани начинается с образования нервной пластинки в дорсальной части эктодермы. Нервная пластинка превращается в нервную трубку, за исключением самых боковых частей, не входящих в состав нервной трубки и дающих начало некоторым периферическим отделам нервной системы (см. курс микроскопической анатомии).

Только что сформировавшаяся нервная трубка зародыша состоит из малодифференцированных элементов. Они нерезко отграничены друг от друга, и не имеют в строении никаких признаков, для нервной ткани. На следующем этапе уже замечаются два пути развития этих элементов. Одни из них принимают грушевидную форму, в их расширенном конце располагается округлое ядро, в цитоплазме (на препаратах, обработанных серебряной солью) выявляется первый завиток нейрофибрилл, направляющийся к острому концу клетки и переходящий в небольшой аксон. Эти клетки называются нейробластами.

Клетки другого типа лишены нейрофибрилл, имеют немногочисленные отростки и в целом представляют губчатую массу, поэтому и получили название спонгиобластов. С этого момента пути развития клеток нервной трубки уже расходятся: нейробласты превращаются в нервные клетки, а спонгиобласты – в различные разновидности макроглии. Из нейроглиальных элементов первой дифференцируется эпендима. Другие виды макроглии возникают позднее, тогда как клетки микроглии, как мезенхимные производные, появляются одновременно с врастанием в мозг кровеносных сосудов.

Нервные клетки и нейроглиальные элементы в разных частях нервной системы дифференцируются не в одно время. Нейробласты дифференцируются группами (гнездами), причем все их аксоны растут в одном направлении в форме пучка нервных волокон. Так возникают ядра – скопления нервных клеток, выполняющих однородную функцию, и образованные их отростками проводящие пути, идущие как в пределах самой центральной нервной системы, так и следующие на периферию (рис. 47.).

Рисунок 47. Первые стадии развития нейробласта (по Хельду).

Входящие в состав этих пучков нервные волокна также появляются разновременно. Сначала они представлены отростками пока еще немногочисленных нейронов, наиболее продвинувшихся в развитии. Эти первые нервные волокна – волокна-пионеры быстро растут в определенном направлении. Первоначально они состоят только из осевого цилиндра, то есть являются «голыми» но уже скоро вдоль них начинают смещаться из центра клетки дифференцирующейся олигодендроглии, формирующие оболочки нерва или превращающиеся в различные специальные клетки нервных окончаний. Постепенно к волокнам-пионерам присоединяются подрастающие позже осевые цилиндры. Миелин появляется уже перед или даже после рождения животного. Миелинизация в известной мере совпадает с включением данного пучка нервных волокон в функцию нервного проведения, поэтому наблюдение за миелинизацией различных нервных волокон дает богатый материал для изучения возрастной физиологии.

Рисунок 48. Поперечный разрез туловища цыпленка 60 часов инкубации (по Хельду). Видны нейробласты в нервной трубке и в закладках спирального (рядом с нервной трубкой) и симпатического (около аорты) узлов: 1 – нервная трубка; 2 – хорда; 3 – аорта.

Предполагают, что по растущим в направления к периферии осевым цилиндрам могут смещаться (эмигрировать) не только элементы олигодендроглии, но и клетки, дифференцирующиеся затем в нейроны. Дело в том, что во внутренних органах и вообще в периферических отделах нервной системы есть свои многочисленные нервные клетки. Большинство исследователей допускают, что эти клетки попадают сюда в результате эмиграции из центра вдоль по волокнам-пионерам.

Факторы, от которых зависит направленность роста нервных волокон, еще плохо изучены, и пока трудно объяснить ту изумительную точность, с какой аксоны посылают свои отростки в строго определенные части тела. Решающую роль в этом отношении играют унаследованная от предков взаимообусловленность и совпадение развития разных органов во времени. Если, например, в данный момент в нервной системе дифференцируется группа эффекторных нейронов, которая должна обслуживать определенную группу мышц, то одновременно развиваются и эти мышцы. Надо полагать, что усиление обмена веществ в дифференцирующейся мышце и оказывает направляющее воздействие на подрастающий к ней нерв. Об этом свидетельствуют опыты с пересадкой развивающейся конечности на другое место. Оказалось, что в этих случаях нервы, предназначенные для обслуживания данной конечности (развивающиеся в это же время), меняют в известных пределах направление роста и все-таки врастают в конечность, пересаженную в необычное место. С другой стороны, и нерв, врастая в конечность, влияет на ее дальнейшее развитие. Если перерезать нерв, растущий к какому-нибудь органу, последний заметно отстает в развитии.

Так, последовательно, одна за другой, устанавливаются связи нейронов друг с другом и с обслуживаемыми ими органами, и можно проследить, как у зародыша и у новорожденного животного постепенно возникают все новые и новые рефлексы.

Регенерация нервной ткани заслуживает особого внимания. Создающиеся в онтогенезе нервные связи не остаются неизменными. Организм продолжает развиваться, и старые связи при этом часто перестают удовлетворять новым потребностям. Массовое разрушение нервных волокон описано у высших животных, например в процессе развития желез с внутренней секрецией, половой системы, органов дыхания и др. Поразительная приспособляемость организмов к меняющимся условиям среды и изменяемость органов теснейшим образом переплетаются со способностью нервной системы к перестройке.

Рисунок 49. Дегенерирующие нервные волокна периферического отрезка седалищного нерва кролика (по О.В. Александровской): 1 – варикозные утолщения; 2 – фрагментация; 3 – зернистый распад осевого цилиндра.

Довольно подробно изучен особенно важный вопрос о регенерации нервных волокон. Давно известно, что потеря чувствительности и неподвижность конечностей, вызванные повреждением нерва, могут со временем пройти благодаря регенерации. Если отрезать отросток любой клетки, он быстро дегенерирует. То же происходит и с осевыми цилиндрами периферического отрезка перерезанного нерва, то есть части нерва, утратившего связь с остальной нервной системой. Уже в первые дни после повреждения контуры осевых цилиндров становятся неровными. По их ходу появляются утолщения (варикозы), чередующиеся с истонченными участками. На 2 – 5-й день истонченные участки разрываются, и осевой цилиндр оказывается фрагментированным, то есть распавшимся на части (рис. 49).

В дальнейшем остатки осевого цилиндра рассасываются и примерно к 10-му дню исчезают.

Осевой цилиндр рассасывается при активном участии шванновских клеток (и лейкоцитов). Не получая более нервных импульсов, поддерживающих нормальный уровень их обмена веществ, шванновские клетки быстро изменяются. Они уже больше не могут сохранять сложную структуру, в них начинается быстрый распад миелина и насечек Шмидт – Лантермана. Так как миелин представляет собой свернутую в спираль плазмалемму шванновской клетки и, следовательно, состоит из чередующихся слоев белковых и липоидных молекул, то при его распаде образуется множество постепенно рассасывающихся «миелиновых фигур», то есть клеточных включений, состоящих из концентрически наслоившихся липопротеиновых мембран. В то же время ядра шванновских клеток вместе с окружающей их цитоплазмой активизируются и усиленно размножаются сначала амитозом, а по мере освобождения от миелина (примерно с 5-го дня) – митотическим делением. Подобно тому, как в поврежденном мышечном волокне активизируются ядросодержащие участки саркоплазмы и, превратившись в миобласты, сползают с разрушающегося волокна, так и в шванновских клетках распад миелина сопровождается размножением ядросодержащих участков цитоплазмы. Перехваты Ранвье сглаживаются, а размножившиеся шванновские клетки формируют вокруг остатков миелина и осевого цилиндра своеобразные «переваривающие камеры», или «овоиды», в которых и завершается рассасывание отмерших частей.

Рисунок 50. Дегенерирующие волокна периферического отрезка седалищного нерва кролика через 4 дня после перерезки (по Кахалу): А и С – ядра шванновских клеток; В – перинуклеарная зона цитоплазмы шванновской клетки; Е – прослойка цитоплазмы между двумя овоидами; D – распадающийся фрагмент осевого цилиндра, заключенный в овоид.

С окончанием этого процесса (через 10 – 20 дней) «переваривающие камеры» исчезают, и шванновские клетки бывшего нервного волокна, утратившие типичное строение, располагаются тонким лентовидным тяжем – лентой Бюнгнера.

Все эти процессы около 100 лет назад были названы вторичной, или уоллеровской (валлеровской), дегенерацией. Этим термином продолжают пользоваться и сейчас, хотя он совершенно не отражает сущности описываемых явлений. Если, например, при повреждении нерва будет сильно нарушено его кровоснабжение, шванновские клетки не смогут активизироваться, вместе с этим задержится распад осевого цилиндра и миелина, а в результате может возникнуть парадоксальное явление: отмершие нервные волокна долгое время (до 9 месяцев) могут сохранять более или менее «нормальный» вид (явление мумификации).

Таким образом, в типично протекающем процессе восстановления дегенерация является очень важной стороной прогрессивных изменений шванновских клеток, приспосабливающихся к существованию в условиях отсутствия трофического влияния центра. Происходящий при этом распад миелина и осевого цилиндра, то есть регрессивный процесс, обусловливает освобождение энергии, необходимой для осуществления этой перестройки. Вместе с тем образование бюнгнеровских лент – необходимая предпосылка последующей регенерации осевого цилиндра.

За миллионы лет существования жизни на земле у животных выработалась сложная система защитных реакций, завершающихся восстановлением нарушенной нервной связи, и чем более дифференцированным было поврежденное нервное волокно, тем сложнее и длительнее перестройка шванновских клеток. Так, в безмякотных волокнах не столь сложного строения не наблюдается резкого активизирования шванновских элементов, и все явления «вторичной дегенерации» сводятся лишь к быстрой фрагментация и рассасыванию осевого цилиндра.

Электронно-микроскопические исследования показывают, что быстрое исчезновение осевых цилиндров может зависеть от набухания шванновских клеток. При набухании шванновской клетки мезаксоны расправляются, и осевые цилиндры оказываются вытолкнутыми за пределы волокна.

Что касается центрального отрезка нерва, если не считать той его части, которая непосредственно граничит с местом повреждения и обычно отмирает в результате травмы, весь он сохраняет нормальное строение. Лишь в первые дни заметна слабая реакция шванновских клеток, выражающаяся в умеренном амитозе ядросодержащих участков цитоплазмы и в некотором набухании осевых цилиндров. Начиная со 2 – З-го дня осевые цилиндры уже обнаруживают первые признаки роста.