Глава 4 ИЗМЕНЕНИЯ В СТРУКТУРЕ МД ДЕТЕЙ ПЕРВОГО ГОДА ЖИЗНИ.

(Грудничковый период)

(Возраст от 10 дней до I года - 15 дисков)

Как показали наши исследования, среди многочисленных клеточ­ных элементов пульпозного ядра новорожденных преобладают незрелые фибро и хондробластические клетки.

1977/ рассматривают присутствие этих структур как показатель деге­неративных и регрессивных изменений клетки. Наряду со зрелыми, функционально менее активными хондроцитами наблюдаются активно секретирующие фибробласты. Цитоплазма таких клеток плотная, содер­жит много нитчатых филаментов и свободных рибосом. Канальцы ЗЭС расширены, КГ в виде мелких многочисленных везикул с.содержимым. Контуры этих клеток нечеткие вследствии разрушения цитоплазмати­ческой мембраны и отшнуровки поверхностных участков цитоплазмы, то есть наблюдаются явления клазмацитоза. Секреторные гранулы размером 40 нм располагаются как на поверхности цитоплазматичес­кой мембраны и на отшнурованных участках цитоплазмы, так и в пе­рицеллюлярной зоне (рис. 29).

Рис. 28. Электронная микрофотография зрелого хондроцита пуль- нозного ядра «Щ.

Увеличение 20 ООО.

Рис. 29. Электронная микрофотография секретирующей фиброблас­тической клетки с гранулами секрета в перицеллюлярной зоне. Цитоплазма плотная с канальцами ЗЭС, нитчатыми филаментами. Возраст I месяц.

Увеличение 20 ООО.

К 5-6 месяцам жизни ребенка в пульпозном ядре можно наблю­дать все описанные ранее типы клеток, от малодифференцированных до стареющих» Отмечается и повышенная секреторная активность кле­ток хорды. Секретируемый ими гранулярный материал в виде скопле­ний отчетливо виден как на цитоплазматической мембране, так и в перицеллюлярной зоне. При этом можно проследить связь секретируе­мых клетками гранул с формирующимися волокнистыми элементами - тончайшими филаментами и микрофибриллами, расположенными вблизи клеток (рис. 30). Среди клеток этого периода преобладают хондро­циты с крупным-, округлым ядром и светлой цитоплазмой, окруженные разреженной зоной основного вещества. Развитая система канальцев зернистой эндоплазматической сети (ЗЭС) и многочисленные уплощен­ные канальцы и ламели комплекса Гольджи (КГ) заполняют цитоплазму (рис. 31). В межклеточном веществе вокруг таких клеток наблюдают­ся коллагеновые фибриллы диаметром 20-30 нм и микрофибриллы. Лока лизация последних вблизи функционально активных клеток и их связь с гранулярно-филаментозными структурами, имеющими положительную реакцию при окраске на ПГ (протеогликаны), и характер коллагено­вых фибрилл и микрофибрилл позволяют думать об активизации процес са фибриллогенеза в этом периоде (рис. 32).

К концу года жизни мы отмечаем заметное уменьшение общего количества клеток в пульпозном ядре до 66+4 в поле зрения. При этом наблюдается увеличение количества зрелых хондроцитов, а так­же клеток с признаками старения и некроза.

В межклеточном веществе чаще вблизи клеток, появляются нео­бычные поперечно-исчерченные филаментозные агрегаты, состоящие из пучков филаментов диаметром 4-6 нм с отчетливыми поперечными чередующимися темными и светлыми полосами. Общая ширина периодов 120 нм. Среди них можно наблюдать скопления электронно-плотного

Рис. ЗО. Электронная микрофотография: а - Секретирующей клетки хорды пульпозного ядра, увеличение 4200. б - Скопления секреторных гранул на цитоплазматической мембране, уве­личение 30000. в - Связь этих гранул с микрофибриллами в перицеллюлярной зоне, увеличение 30000.

Рис. ЗІ. Электронная микрофотография активно функционирующей хрящевой клетки пульпозного ядра в цитоплазме, запол­ненных содержимым,канальцы ЗЭС и развитая система ком­плекса Гольджи (КГ). Возраст 6 месяцев.

Увеличение 30000.

Рис. 32. Электронная микрофотография активно функционирующей

хрящевой клетки пульпозного ядра. Сетчато-гранулярно- филаментозные структуры и коллагеновые фибриллы в перицеллюлярной зоне. Возраст 6 месяцев.

Увеличение х4900.

материала. При окраске рутениевым красным в этих структурах от­четливо выявляются рутениевоположительные гранулы, что свидетель­ствует о наличие в них протеогликанов (рис. 33 а, б). В этом воз­расте поперечно-исчерченные структуры немногочисленны. Кроме опи­санных необычных структур в межклеточном веществе пульпозных ядер ВД к концу первого года жизни наблюдаются тонкие ноллагеновые фиб­риллы Д около 20 нм и микрофибриллы Ю-Х2 нм, которые не име­ют строго упорядоченной ориентации. Плотность волокнистых элемен­тов не однородна, иногда можно видеть большие поля основного ве­щества, лишенные волокнистых элементов.

К концу года мы отмечаем появление эластических волокон в пе­риферической части пульпозного ядра. Они состоят из аморфного ком­понента, расположенного в центре и микрофибриллярного по перифе­рии (рис. 34). В этом возрасте они небольшие и немногочисленные.

При исследовании структуры пульпозного ядра в сканирующем микроскопе выявляется сглаженный рельеф поверхности, что подтвер­ждает отсутствие крупных коллагеновых фибрилл и пучков. Волокнис­тый рельеф поверхности появляется только в зоне фиброзного кольца (рис. 35).

Фиброзное кольцо в течение первого года жизни значительно увеличивается в объеме. Его наружные слои еще более уплотняются. Клетки принимают более удлиненную форму. Цитоплазма их плотная, клеточные органоиды малочисленны, часто содержатся лизосомы, ау­тофагосомы и липиды (рис. 36). Больше клеток с признаками дегене­ративных изменений.

Зона волокнистого хряща имеет большее разнообразие клеточных элементов, чем наружная. Среди них наблюдаются фибробластические клетки с оптически плотной цитоплазмой, заполненной фрагментами, свободными рибосомами и полисомами и многочисленными мелкими ве-

Рис. 33 а. Электронная микрофотография. Формирующиеся попереч' но исчерченные филаментозные агрегаты (ОВРА) и хлопьевидный материал (ХМ) в перицеллюлярной зоне. Возраст 10 мес.

Ув. х 20000.

Рис. 33 б. Электронная микрофотография. Рутений положительные гранулы в структуре GBPA. Окраска рутениевым красным.

Ув. х 30000.

Рис. 34. Электронная микрофотография межклеточного вещества пульпозного ядра. Волокнистые элементы представлены ’’эластическими волокнами’’ (эл.в), тонкими коллагено­выми фибриллами (КФ) и необычными поперечно-исчер­ченными агрегатами (СВРА), Возраст I год.

Ув. х 20000.

Рис. 35. СЭМ. Сглаженный рельеф поверхности пульпозного ядра и волокнистой поверхности фиброзного кольца.

Возраст 10 месяцев.

Ув. 200.

Рис. 36. Электронная микрофотография фиброцитов наружной зоны фиброзного кольца. Возраст 6 месяцев.

Удлиненная форма клеток, цитоплазма бедна клеточными органоидами, содержит лизосомы (Лз) и узкие профили канальцев ЗЭС.

Ув. х 4200.

зикулами и пиноцитозными пузырьками (рис. 37). Хондробластические клетки несколько удлиненной формы с округлым ядром. Хроматин кон­денсируется по ядерной мембране и в виде глыбок разной величины по всему ядру, ядрышек несколько. Цитоплазма оптически светлая, содержит умеренно развитую систему канальцев ЗЭС и комплекс Голь­джи в виде мелких вакуолей и везикул, расположенных вблизи ядра (рис. 38). Отмечаются и изогенные группы чаще из двух клеток (рис. 39). Многоклеточных изогенных групп в этом возрастном пери­оде не наблюдается.

К концу года в межклеточном веществе зоны волокнистого хряща выявляются эластические волокна. Последние несколько отличаются по форме от эластических волокон пульпозного ядра. Здесь они бо­лее крупные и имеют на поперечном срезе неправильную форму, напо­миная по виду гроздь (рис. 40).

В хрящевых замыкательных пластинках через месяц после рожде­ния видимых изменений в структуре не наблюдается. Иногда можно видеть зоны разрежения межклеточного вещества, либо полости, за­полненные клеточными элементами и сосудами (рис. 41). Клеточные элементы,как и у новорожденных, разнообразны по составу. Отмеча­ются хондробластические клетки, удлиненной формы с крупным оваль­ным ядром, в котором отчетливо выявляются глыбки конденсированно­го хроматина и ядрышки. Цитоплазма светлая, с умеренно развитой системой канальцев ЗЭС и слабо развитым КГ, липидами и вакуолями с электронно прозрачным содержимым (рис.

Рис. 37. Электронная микрофотография активно секретирующего

фибробласта. В цитоплазме многочисленные везикулы (В) и пиноцитозные пузырьки (ІШ), Зонд волокнистого хряща фиброзного кольца. Возраст 6 месяцев.

Увеличение 20000.

Рис. 38. Электронная микрофотография хондробластической

клетки зоны волокнистого хряща. Цитоплазма свет­лая, КГ везикулярный, ЗЭС развита умеренно. Возраст I месяц.

Увеличение 4200.

0Ut

Рис. 39. Электронная микрофотография изогенной группы из двух молодых клеток с крупными ядрами и узким слоем цитоплазмы, содержащей везикулы КГ и корот­кие канальцы ЗЭС. Возраст 5,5 месяцев.

Увеличение 4500.

Рис. 40. Электронная микрофотография межклеточного вещества зоны тонковолокнистого хряща фиброзного кольца, эластические волокна (Эл.в) и микрофибриллы (МФ). Возраст 10 месяцев.

Увеличение 20000.

Рис. 41. іійикрофотография ЗХП с зонами разрежения межклеточного вещества. Возраст I месяц. Окраска гематоксилин-эозин. Увеличение окуляра 10, объектив 6.

Рис. 42. Электронная микрофотография хондробластической клетки хрящевой замыкательной пластинки с признаками снижения функциональной активности: слабо развит КГ, наличие жировых капель и вакуолей с оптически светлым содер­жимым. Возраст I месяц.

Увеличение 4500.

Рис. 43. Электронная микрофотография изогенной группы функцио­нально активных клеток хрящевой замыкательной пластин ки. В цитоплазме клеток развитая сеть канальцев ЗЭС и вакуоли комплекса Гольджи (КГ). Возраст I месяц. Увеличение 4200.

К концу года клеточный состав замыкательных пластинок стаби­лизируется. Из клеточных элементов наблюдаются только хрящевые клетки разной степени зрелости. Среди них можно видеть зрелые хон дроциты с признаками снижения функциональной активности. - Такие клетки обычно имеют небольшое плотное ядро неправильной формы. В цитоплазме содержится зернистая эндоплазматическая сеть в виде узких канальцев, липидные капли, крупные вакуоли с прозрачным,ли­бо мелкогранулярным.содержимым и/£//ф^зяо рассеянные гранулы гли­когена (рис. 44).

В межклеточном веществе замыкательных пластинок мы отмечаем необычные очень широкие фибриллы, которые чаще локализуются вбли­зи клеток и всегда группой. Ширина таких фибрилл очень неоднород­на, от 250 до 1700 нм даже в пределах одной группы. Фибриллы име­ют равномерную поперечную периодизацию, отличную от периодизации нормальных коллагеновых фибрилл. Ширина периодов колеблется от 20 до 35 нм.

Концы фибрилл суживаются либо расщепляются на множество тон­ких фрагментов. На поперечном срезе такие фибриллы имеют гомоген­ный вид и напоминают эластические волокна, но отличаются от пос­ледних отсутствием микрофибриллярного компонента по периферии. Иногда эти фибриллы разбухают на одном из концов и приобретают неопределенную форму и поперечная периодизация в таких участках становится менее отчетливой (рис, 45). Подобные структуры описа­ли Sylvest с соавт. (1979) в пролабированных дисках челове­ка. Авторы не связывают наличие этих фибрилл с патологическим процессом. Ghadiaily т. с соавт. (1979) наблюдали аналогич­ные структуры в хряще коленного сустава при деформирующем остеоар трозе и в хондросаркоме (1980) и назвали их асбестоидными или амиантоидными волокнами и связывают появление этих волокон с раз­витием патологического процесса. Есть и другие мнения о причинах развития этих волокон.

Рао. 44. Электронная микрофотография хрящевой клетки зоны замыкательной пластинки, содержащая диффузно рас­сеянный гликоген в цитоплазме, жировую каплю, канальцы ЗЭС и светлые вакуоли. Возраст 10 месяцев. Увеличение 20000.

і.

Рис. 45. Элентронная микрофотография амиантоидных волокон (а.в.) с расщепленными концами зоны хрящевой за­мыкательной пластинки. Возраст 10 месяцев. Увеличение 20000.

Таким образом, к концу первого года жизни ребенка замыкатель ные пластинки приобретают структуру зрелого гиалинового хряща. Объем их, по отношению с другими частями диска, уменьшается.

Заключение. Итак, изучение ультраструктуры МД детей грудного возраста позволило уточнить представление о формировании и развитии дисков в начальный период функциональной нагрузки на позвоночник в связи с переходом ребенка к вертикальному положению Хотя к моменту рождения анатомически основные структурные элемен­ты ВД уже сформированы, однако МД в целом еще не способны выдер­живать возрастающую нагрузку на позвоночник. Б дисках, главным образом, в пульпозном ядре, в первый год жизни происходит адаптив ная перестройка клеток и межклеточного вещества. Наличие активно функционирующих фибробластических и хрящевых клеток обеспечивает развитие характерных свойств пульпозного ядра, его гидратацию. Известно, что гидратация ткани связана с присутствующими в основ­ном веществе протеогликанами /Слуцкий Л.И., 1967; Бычков С.М., 1968; Myrayama , 1977; и др./. Так как последние синтезируют­ся клетками, то одним из начальных факторов, обеспечивающих функ­циональную прочность ВД, можно считать синтезирующую активность клеток, поддерживающую оптимальный гомеостаз ткани в различные возрастные периоды на разных уровнях функционального напряжения.

Наши исследования показали, что ткань пульпозного ядра в те­чение первого года жизни (грудной возраст) претерпевает заметные изменения. Существенно уменьшается количество клеток от Х67 до 66 в поле зрения, меняется как клеточный состав, то есть отношение хрящевых и фибробластических клеток, так и функциональная актив­ность .и степень их зрелости. Если у новорожденных среди многочис­ленных клеточных элементов преобладают малодифференцированные и молодые формы, то к концу года увеличивается число активно секре­тирующих клеток. В результате их секреции в межклеточном веществе происходит формирование волокнистых структур, а именно: микро-

фибрилл, коллагеновых фибрилл и поперечно-исчерченных филаментоз- ных агрегатов (СВГА), которые можно трактовать, учитывая данные литературы, как необычные формы коллагенов / Cornah М. s. et al, , 1970І Buckwalter J. A. et al. , 1979; и др./. Появляются и элас­тические волокна. '

Присутствие клеток с признаками дегенеративных изменений мож­но рассматривать как следствие физиологического состояния ткани, связанного с быстрым ростом и ускоренным обменом в клетках. В фиб­розном кольце происходит более четкое разделение на наружную и внутреннюю зону. Эластические волокна появляются и в зоне волок­нистого хряща, богатого клеточными элементами. Пластины увеличи­ваются в объеме. Все эти изменения способствуют увеличению элас­тических и упругих свойств, присущих фиброзному кольцу.

Хрящевые замыкательные пластинки приобретают структуру типич­ного гиалинового хряща. Клеточный состав их стабилизируется. Пе­рестройка и совершенствование всех слоев диска происходит под вли­янием усиливающейся мышечной и статической нагрузки на позвоноч­ник в связи с переходом ребенка вначале к активным движениям, а затем к ходьбе.