Развитие поджелудочной железы человека - эмбриогенез, морфогенез
Зрелая поджелудочная железа человека синтезирует и секретирует более 25 белков и ферментов, большинство из которых необходимы для процесса пищеварения. На ранних этапах развития поджелудочной железы при гистологическом исследовании выявляются преимущественно недифференцированные эпителиальные клетки, которые на сроке гестации 9-12 нед образуют лобулярно-тубулярную структуру, гранулы зимогена отсутствуют, но аппарат Гольджи уже есть.
Примитивные дольки, содержащие грубый эндоплазматический ретикулум и различимые гранулы зимогена, выявляются на сроке гестации 14-16 нед. На этом же сроке можно увидеть везикулы Гольджи и впервые проявляется активность секретируемых ферментов. На сроке гестации 16—20 нед уже присутствует большое количество гранул зимогена. По мере созревания поджелудочной железы просвет протока уменьшается, а количество ацинарных клеток увеличивается. На сроке гестации 20 нед эти клетки содержат созревающие гранулы зимогена, хорошо развитый эндоплазматический ретикулум и хорошо развитые базолатеральные мембраны.
По мере развития плода объем стромы продолжает сокращаться, ацинарные клетки выглядят зрелыми. После рождения объем той части поджелудочной железы, которая отвечает за экзокринную функцию, продолжает увеличиваться; за первый год жизни он практически утраивается (с 5,5 до 14,5 г). Масса поджелудочной железы взрослого человека составляет 85 г. В течение первых 4 мес жизни отношение объема ацинарных клеток к объему соединительной ткани увеличивается в 4 раза.
Центроацинарные и протоковые клетки, которые отвечают за секрецию воды, электролитов и бикарбонатов, выявляются начиная с 20 нед гестации. Система протоков занимает менее 5% общего объема экзокринной части поджелудочной железы. Фактический объем системы протоков составляет только 0,5% общего объема поджелудочной железы. В постнатальном периоде просвет протока увеличивается параллельно с увеличением объема ацинарных клеток.
Островки впервые определяются на сроке гестации 12-16 нед. В это же время в В-клетках появляется иммунореактивный инсулин. Также могут обнаруживаться смешанные клетки, имеющие характеристики как ацинарных, так и островковых клеток. Смешанные клетки очень редко выявляются у взрослых. Эндокринные клетки плода, в отличие от таковых у взрослого человека, могут содержать более одного гормона, и более одного гормона можно обнаружить внутри одной гранулы. Гистологическая картина поджелудочной железы у доношенного ребенка идентична таковой у взрослого человека.
По мере развития плода становятся более понятны сигналы, которые контролируют морфогенез и дифференцировку клеток — процесс, в результате которого клетки поджелудочной железы дифференцируются в различные структурные элементы.
Несмотря на то что многими исследователями было доказано наличие активности протеазы в двенадцатиперстной кишке и стуле, время первого появления пищеварительных ферментов в поджелудочной железе плода описывают по-разному. К сожалению, большинство из имеющихся на сегодняшний день данных были получены с помощью методов, которые в настоящее время нельзя назвать научными. Более того, их применение зачастую было противопоказано. В данной главе использованы только те сведения, которые были получены в результате применения современных разрешенных технологий.
В исследовании Lieberman была выявлена протеолитическая активность как в поджелудочной железе плода массой 500 г после активации энтерокиназой гомогената поджелудочной железы, так и в меконии плода такой же массы и того же срока гестации. Track и соавт. обнаружили, что трипсин, химотрипсин, фосфолипаза А и липаза присутствуют в низких концентрациях у плода длиной 14 см (14 нед гестации), причем их количество постепенно увеличивается по мере увеличения срока гестации. Амилаза не была выявлена.
Jodl и соавт. определили, что с увеличением гестационного возраста повышалась активность химотрипсина в стуле у 42 маловесных новорожденных, имевших при рождении массу 750-2570 г. Активность химотрипсина сразу после рождения была низкой, достигала своего пика в возрасте 3 дней, а затем медленно снижалась. Mullinger и Palasi также обнаружили трипсин и химотрипсин в стуле новорожденных, причем концентрация фермента имела широкую вариабельность.
Используя иммуногистохимические технологии, Carrere и соавт. показали, что трипсиноген и химотрипсиноген присутствуют во всех ацинарных клетках на 16-й неделе гестации и их концентрация прогрессивно увеличивается к моменту рождения. Содержащие липазу клетки, напротив, редко встречаются до 21-й недели гестации. Fukayama и соавт. обнаружили ингибитор панкреатической секреции трипсина у плодов со сроком гестации 10 нед.
Используя электрофорез и иммуногистохимический анализ с моноклональными антителами, Davis и соавт. продемонстрировали, что панкреатическая амилаза присутствует в амниотической жидкости на сроке гестации 14 нед. Иммунная активность определяется в поджелудочной железе с 16 нед гестации. Вместе с тем Mally и соавт. не удалось обнаружить мРНК амилазы в поджелудочной железе плода человека. Таким образом, амилаза, липаза, трипсиноген и химотрипсиноген появляются в поджелудочной железе плода на сроке гестации 16 нед, что совпадает со временем быстрого развития гранул зимогена.
Batra и соавт. провели анализ экспрессии гена муцина человека (MUC1) в поджелудочной железе плода, установив, что MUC1 мРНК — маркер дифференцировки панкреатических клеток — не обнаруживается до 18-19 нед гестации. У взрослых экспрессия MUC1 коррелирует с определенной стадией дифференцировки опухолей поджелудочной железы.
Учебное видео по развитию желудочно-кишечного тракта (эмбриогенезу)
