Поджелудочная железа в эмбриогенезе просмотры в e-library

Морфогенез поджелудочной железы человека начинается на 30-й день гестации. Формирование поджелудочной железы сначала сопровождается появлением на противоположных поверхностях головной кишки дорсальной и вентральной панкреатических почек. По мере увеличения эпителиальных почек происходит формирование древовидной системы протоков за счет их прогрессивного роста и ветвления.

Вследствие дальнейшего роста и вращения развивающейся кишечной трубки две панкреатические почки двигаются навстречу друг другу и сливаются на сроке гестации около 7 нед.

Сначала в железе определяются отдельные эндокринные клетки, а затем формируются островки поджелудочной железы. На сроке гестации около 20 нед в экзокринной части поджелудочной железы появляются признаки ферментативной активности. Собственно секреция начинается на 5-м месяце внутриутробного развития, причем продукция каждого из ферментов имеет индивидуальные особенности.

Развитие поджелудочной железы представляет собой один из классических примеров взаимодействия эпителия и мезенхимы. Было продемонстрировано, что для роста и дифференцировки поджелудочной железы необходимо присутствие мезенхимы, несмотря на то что как эндокринные, так и экзокринные клетки формируются из энтодермы головной кишки.

Дорсальная, или спинная, панкреатическая почка развивается в зоне, где экспрессия Shh подавляется факторами, продуцируемыми дорсальной областью хорды. Способность реагировать на регулирующие сигналы определяется изначальной экспрессией ряда энтодермальных факторов, таких как HNF1b, HNF3a иb (FoxAl и FoxA2), HNF4a, HNF6, GATA4, GATA5 и GATA6. Некоторые из указанных факторов контролируют экспрессию панкреатодуоденального гомеобокса 1 (Pdx-1).

Препанкреатическая энтодерма экспрессирует два уникальных гена — pdx-1 и blх-9. Одним из наиболее ранних признаков возникновения поджелудочной железы является экспрессия клетками панкреатической почки гена pdx-1. Клетки-предшественники, экспрессирующие ген pdx-1, дают начало всем клеткам поджелудочной железы.

Установлено, что различные факторы контролируют спецификацию дорсального и вентрального отделов поджелудочной железы, при этом экспрессия blx-9 в дорсальной препанкреатической энтодерме предшествует экспрессии pdx-1. У мышей при отсутствии Н1х-9 дорсальная препанкреатическая энтодерма не способна экспрессировать Pdx-1, вследствие чего не формируется дорсальная (спинная) панкреатическая почка.

Вентральная (брюшная) часть поджелудочной железы при этом характеризуется формированием всех четырех типов гормонпродуцирующих клеток островков Лангерганса, однако в существенно меньшем количестве.

Установлено, что белок PDX-1 вырабатывается в эпителии двенадцатиперстной кишки, расположенном в непосредственной близости к панкреатическим почкам, а также в эпителии самих панкреатических почек. У мышей с делецией гена pdx-1 при нормальном развитии всех отделов ЖКТ и всего тела в целом поджелудочная железа не формировалась.

Другая группа исследователей, независимо получивших мышей с нокаутом гена pdx-1, установила, что дорсальная почка поджелудочной железы формировалась, однако ее дальнейшее развитие прекращалось. Дефект развития, связанный с нокаутом гена pdx, ограничен эпителием, в то время как мезенхимные клетки в отсутствие pdx дифференцируются нормально.

Кроме того, у мышей с нокаутом гена pdx наиболее проксимальный отдел двенадцатиперстной кишки развивался аномально: в нем формировались везикулярные структуры, покрытые кубическим эпителием, а не ворсины с цилиндрическим эпителием. Это свидетельствует о том, что pdx-1 оказывает влияние на дифференцировку клеток на значительно большей площади, чем область, из которой развивается поджелудочная железа, что согласуется с ранее обозначенной зоной экспрессии указанного гена. Описана врожденная агенезия поджелудочной железы у человека, связанная с делецией единичного нуклеотида в гене pdx-1.

Сигнальный путь Notch определяет клетки, которые должны дифференцироваться в эндокринные. Предшественники эндокринных клеток временно экспрессируют нейрогенин (ngn) 3, который блокируется влиянием сигнального пути Notch. У мышей при отсутствии ngn3 исчезает способность к формированию любых эндокринных клеток.

С другой стороны, чрезмерная экспрессия ngn3 приводит к дифференцировке всей ткани поджелудочной железы в эндокринные клетки. Клетки, в которых экспрессия ngn3 блокируется сигнальным путем Notch, трансформируются в экзокринные. Для окончательной дифференцировки в экзокринные клетки необходимо присутствие дополнительного фактора — Р48.

У мышей с выключенной экспрессией Р48 отсутствует экзокринная часть поджелудочной железы, однако эндокринные островки полностью сформированы. Экспрессия ngn3 определяет экзокринную функцию клеток, однако период развития и характер взаимодействия с другими главными факторами, определяющими дифференцировку четырех основных типов эндокринных клеток, остаются неизученными. Более детальное описание современных представлений о молекулярных механизмах развития поджелудочной железы изложено в нескольких обзорах.

Поджелудочная железа: эмбриология и анатомия

Поджелудочная железа — вторая по величине (после печени) железа пищеварительного тракта.

Поджелудочная железа получила название по своему положению позади нижней поверхности желудка в петле двенадцатиперстной кишки.

Читайте также:  Как правильно вызывать рвоту для похудения

Поджелудочная железа обладает одновременно экзокринной и эндокринной функциями. Экзокринная функция осуществляется ацинусами, вырабатывающими пищеварительные ферменты, из которых наибольшее значение имеет трипсин, а также липолитический и амилолитический ферменты. Эти пищеварительные ферменты секретируются ацинусами в неактивной форме (в виде проферментов, напр. трипсиноген) и в нормальных условиях активируются только в полости двенадцатиперстной кишки. Эндокринная функция принадлежит островкам Лангерганса, или панкреатическим островкам, представляющим вторую структурную единицу паренхимы поджелудочной железы.

Между IV и V неделями утробной жизни у зародыша человека обособляются зачатки поджелудочной железы, возникающие как выросты кишечной трубки. В первую очередь закладывается дорсальный зачаток, а вслед за ним — вентральный.

Вентральный зачаток образуется в углу между двенадцатиперстной кишкой и выпячиванием кишечной трубки, дающим начало печении желчному пузырю. Таким образом, вентральный зачаток поджелудочной железы с момента своего обособления связан с зачатком желчного протока.

Дорсальный панкреатический зачаток растет быстрее, приобретает дольчатое строение и дает начало телу и хвостовой части дефинитивной поджелудочной железы. Вследствие вращения кишечной петли вправо вентральный зачаток, сохраняющий связь с желчным протоком, смещается, приближается к дорсальному и на VII неделе утробной жизни срастается с ним, давая начало головке формирующейся поджелудочной железы. Проток вентрального зачатка, открывающийся в двенадцатиперстную кишку вместе с желчным протоком, на дистальном конце соединяется с серединой протока дорсальной закладки, становясь главным панкреатическим (вирзунговым) протоком. Дистальная часть протока дорсального зачатка сохраняется в качестве санториниева протока, обычно впадающего в двенадцатиперстную кишку выше вирзунгова протока. При рассмотрении этого хода развития делается понятным, почему поджелудочная железа, будучи в дефинитивной форме непарным органом, имеет два выводных протока. Впрочем, иногда проток дорсальной закладки у своего устья облитерируется и редуцируется; в таких случаях единственным выводным протоком остается вирзунгов проток, дистальную часть которого составляет дистальный остаток протока дорсальной закладки, а проксимальную часть — проток вентрального зачатка.

Первоначально зачатки поджелудочной железы представляют сеть анастомозирующих энтодермальных эпителиальных тяжей и трубочек, врастающих в окружающую мезенхиму. Эти трубочки, разветвляясь, по своему ходу и на концах дают начало почкам, постепенно формирующимся в ацинусы. Однако дифференцировка ацинусов совершается сравнительно медленно. Появление секреторных гранул в ацинарных клетках и наличие специфических ферментов наблюдаются лишь на V месяце утробной жизни. Первичные эпителиальные трубки превращаются в систему выводных протоков.

Помимо ацинусов, из тех же примордиальных тяжей и трубочек энтодермального эпителия возникают также островки Лангерганса. Они начинают закладываться уже на III месяце утробной жизни в виде компактных почек на стенке эпителиальных трубок. Однако, в отличие от зачатков ацинусов, почки, становящиеся островками Лангерганса, сразу же отделяются от примордиальной эпителиальной трубки, погружаясь в окружающую мезенхиму. Впрочем, иногда сохраняется след бывшей связи между островком и давшей ему начало эпителиальной трубочкой в виде тонкого сплошного тяжа эпителиальных клеток, обычно ветвящегося и извитого. По большей части островки рано отделяются от таких соединительных тяжей и к концу эмбрионального периода оказываются вполне изолированными от системы выводных протоков.

Поджелудочная железа у человека имеет несколько клиновидную форму с утолщенной головкой, средней более или менее призматической частью и суженным хвостом. Она лежит на задней брюшной стенке приблизительно на уровне II и III поясничных позвонков.

Поджелудочная железа вытянута в горизонтальном направлении так, что головка лежит в петле двенадцатиперстной кишки, а хвост простирается до селезенки. Головка поджелудочной железы, несколько уплощенная в переднезаднем направлении, имеет направленный книзу крючковидный отросток. Тело поджелудочной железы имеет форму трехгранной призмы. Его передняя поверхность покрыта брюшиной и обращена к задней поверхности желудка, отделяясь от нее узкой щелевидной полостью сальниковой сумки. Задняя поверхность соприкасается с верхним краем левой почки и надпочечником и прилегает к забрюшинной клетчатке.

Длина поджелудочной железы взрослого равна приблизительно 15—25 смпри толщине 2—8 см,а ее вес колеблется от 65 до 160 г. Поджелудочная железа в свежем состоянии выделяется своим розовато-серым цветом, напоминающим цвет свежего мяса. Капсула, покрывающая ее, очень тонка и позволяет различить дольчатое строение паренхимы. Главные выводные протоки (у человека их обычно два) проходят вдоль всей оси поджелудочной железы, простираясь от хвоста к головке. На своем пути главные протоки принимают многочисленные ветви, выносящие секрет из долек. В области головки основной выводной проток принимает более крупную ветвь. Выходя из головки, вирзунгов проток ложится по левой стороне желчного протока и вместе с ним впадает в нисходящую часть двенадцатиперстной кишки. Поэтому отверстия вирзунгова и желчного протоков в слизистой оболочке двенадцатиперстной кишки иногда располагаются рядом. Однако чаще оба протока в своих дистальных отделах сливаются вместе, образуя общее расширение, которое открывается в двенадцатиперстную кишку на вершине общего сосочка. Общий проток снабжен кольцевым мышечным слоем, а на внутренней поверхности его имеются небольшие карманообразные клапаны. Кроме вирзунгова протока, у человека обычно имеется добавочный, или санториниев, проток. Санториниев проток, залегающий в головке поджелудочной железы, сливается на диетальном конце с вирзунговым протоком, но открывается в двенадцатиперстную кишку самостоятельно на верхушке особого сосочка, который располагается приблизительно на 2 смвыше. Иногда санториниев проток в средней части облитерируется и заканчивается слепо в слизистой оболочке двенадцатиперстной кишки. В таких случаях секрет поступает через его дистальный конец в вирзунгов проток. Выводные протоки отчетливо выделяются своим белым цветом на серо-розовом фоне панкреатической паренхимы. Диаметр главного выводного протока у места его впадения в двенадцатиперстную кишку достигает 2—3 мм. Тело и хвост поджелудочной железы снабжаются ветвями селезеночной артерии. Густая сеть лимфатических сосудов поджелудочной железы тесно связана с такой же сетью двенадцатиперстной кишки, а также желчных протоков и желчного пузыря. Лимфа из поджелудочной железы течет к множественным регионарным лимфатическим узлам, лежащим в области ворот печени, желудка, селезенки, брыжейки и левого надпочечника.

Читайте также:  Как остановить рвоту при алкогольном отравлении в домашних условиях

Поджелудочная железа получает как симпатическую, так и парасимпатическую иннервацию. Симпатические безмякотные волокна поступают в железу главным образом из солнечного сплетения через околососудистые сплетения. Кроме того, в поджелудочную железу входят мякотные волокна блуждающего нерва. Нервы, входящие в поджелудочную железу, образуют сплетения в толще ее передней и задней поверхностей. Переднее сплетение, распространяющееся на тело, хвост и верхнюю часть головки поджелудочной железы, образовано анастомозирующими волокнами. Нижняя часть головки получает нервы переднего почечного сплетения. Наиболее мощные сплетения расположены по задней поверхности поджелудочной железы, частью залегая в ее паренхиме, а частью — в окружающей соединительной ткани. Эти сплетения образуются путем анастомозирования нервных волокон. В заднем сплетении залегают многочисленные мелкие нервные ганглии. Многие из таких интрамуральных ганглиев принадлежат к парасимпатическому отделу нервной системы и являются местом синаптического соединения преганглионарных волокон блуждающего нерва с постганглионарными невронами. Другие ганглии имеют симпатическую природу.

Внутри поджелудочной железы нервные волокна подходят к сосудам, протокам, ацинусам и островкам Лангерганса. Ацинусы оплетаются снаружи густой сетью нервных волокон, по-видимому, парасимпатических [де Кастро].

Обильная иннервация поджелудочной железы указывает на важную роль нервных импульсов в регуляции секреторной деятельности этого органа. Со времени классических экспериментов И.П. Павлова точно установлено, что секреторное действие принадлежит парасимпатическим импульсам. При раздражении блуждающего нерва (а также при применении парасимпатикотронных фармакологических веществ) наблюдается быстрое растворение и выделение секреторных гранул из ацинарных клеток П. ж. (М.А. Сергеева, 1938), однако панкреатический сок, будучи в этих условиях богат ферментами и органическими веществами, выделяется в сравнительно скудных количествах. Механизм действия симпатических импульсов более сложен. По некоторым данным, кратковременное раздражение чревного нерва сопровождается угнетением панкреатической секреции, но при достаточно длительной стимуляции этого нерва наступает такой же холинергический эффект, как и при раздражении блуждающего нерва. Кроме того, перерезка блуждающего и чревного нервов, иннервирующих поджелудочную железу, не препятствует отделению панкреатического сока, богатого ферментами. Это явление объясняется тем, что секреция поджелудочной железы стимулируется не исключительно нервными импульсами, но сложным нейрогуморальным механизмом, в котором важное значение принадлежит особому гормону— секретину, продуцируемому слизистой оболочкой двенадцатиперстной кишки. Особого внимания заслуживает своеобразная иннервация островков Лангерганса: непосредственно среди островковых железистых клеток нередко обнаруживаются нервные клетки. Этим образованиям Симар дал название нервноинсулярных комплексов. Зависимость островков от парасимпатических импульсов демонстрируется тем, что раздражение правого блуждающего нерва усиливает выделение инсулина. Наряду с эфферентными волокнами в поджелудочной железе встречаются многочисленные чувствительные нервные окончания в виде варикозных разветвлений или кустиков, располагающихся в соединительнотканных прослойках между дольками. Кроме того, в поджелудочной железе часто обнаруживаются сложные инкапсулированные фатерпачиниевы тельца.

ПЖ в эмбриогенезе формируется из двух зачатков кишечной энтодермы — дорсального и вентрального — и из мезенхимы. Дорсальный зачаток развивается раньше вентрального: он появляется на 3-й неделе эмбриогенеза из печёночного дивертикула и первичной кишечной трубки, в то время как вентральный — только на 4—5-й неделе из развивающейся ДПК (из протокового отрезка средней кишки).

Читайте также:  Легкие для желудка блюда

Иногда появляются сразу два вентральных панкреатических зачатка. Возможностью образования двойного вентрального зачатка и последующего его аномального развития объясняется механизм формирования кольцевидной ПЖ, что рядом авторов рассматривается как атавизм.

Основные процессы дифференпировки морфологических структур ПЖ происходят в период с середины 6-й до 12-й недели внутриутробного развития. В середине 5-й недели гестации ПЖ и ДПК входят в состав единого мезенхимального комплекса, отграниченного от полости тела. Этот тканевой комплекс соединен вентральной брыжейкой с желудком, а дорсальной — с задней стенкой полости тела. Формирующаяся ПЖ на этой стадии развития представлена системой ветвящихся трубочек, расположенных в толще мезенхимы. На 5-й неделе эмбрионального развития уже определяются два изолированных друг от друга отдела ПЖ, один из которых (вентральная часть) располагается в едином тканевом комплексе с ДПК, а другой (дорсальная часть) — лежит свободно в толще дорсальной брыжейки.

На 6-й неделе эмбрионального развития вентральная часть ПЖ по-прежнему плотно прилежит к ДПК, располагаясь с ней в едином тканевом комплексе. В середине 7-й недели эмбрионального развития начинается слияние вентрального и дорсального отделов ПЖ. Вентральный зачаток при этом вращается по часовой стрелке позади ДПК и срастается с дорсальным зачатком.

С середины 11-й-начала 12-й недели впервые можно говорить о формировании крючковидного отростка, который огибает формирующиеся верхние брыжеечные сосуды. Из вентрального зачатка формируются крючковидный отросток и нижние 2/3 головки ПЖ, затем из дорсального зачатка развиваются шейка, тело, хвост и верхняя часть головки органа.

Из протока вентрального зачатка, срастающегося с дорсальным зачатком, развивается главный панкреатический (вирсунгов) проток (ГПП), который служит основным дренажом ПЖ (см. рис. 1-1, CD). Проксимальный проток дорсального зачатка, известный как добавочный (санториниев) проток ПЖ, обычно сохраняется и открывается в ДПК через малый сосочек.

Во 2-й половине внутриутробного развития появляются дольки ПЖ и соединительнотканные междольковые перегородки. В этот период определяется топография синтеза белков: цитоплазматическая локализация, а также увеличение темпов синтеза. На 6-м месяце в ациноцитах видны секреторные гранулы, содержащие белки с амило- и липолитической активностью. Дифференцировка клеток ацинусов и протоков завершается к концу беременности.

Во время роста и вращения ДПК (см. рис. 1-1, показано стрелкой, CD) вентральный зачаток ПЖ перемещается к дорсальному, и впоследствии они срастаются. Первоначально общий жёлчный проток прикрепляется к вентральной части ДПК и сдвигается вокруг её дорсальной части, в то время как сама ДПК вращается. ГПП формируется в результате сращения дистальной части дорсального панкреатического протока и всего вентрального панкреатического протока.

Таким образом, к 12-й неделе внутриутробного развития в ПЖ определяются основные структурные образования в зачатковой форме, или на той или иной стадии формирования. Их последующая дифференцировка обеспечивает весь диапазон функционирования не только в пренатальном, но и в постнатальном онтогенезе. Эндокринные участки железы (островки) развиваются как зачатки из начальных отрезков переднего и заднего протоков между 10-й и 14-й неделями гестации. После 16-й недели эндокринная часть ПЖ отделяется от протоков, приобретает собственное кровоснабжение и становится независимой от протоковой системы железы.

Нервная и сосудистая системы ПЖ начинают формироваться на 6—7-й неделе внутриутробного развития.

Формирование кровеносной системы заканчивается одновременно с дифференцировкой апинарных клеток к 7-му месяцу гестации. Формирование иннервации заканчивается в постнатальном и детском периоде. Морфофункциональное развитие ПЖ завершается только в возрасте 18—20 лет. После 40—50-летнего возраста намечаются гипотрофические изменения органа, связанные со склеротической трансформацией его кровеносных сосудов.

Аномалии при повороте или сращении зачатков развивающейся ПЖ могут приводить к специфическим врождённым аномалиям, таким как агенезия (аплазия) ПЖ, удвоение и как частный его случай — расщеплённая ПЖ (pancreas divisum), эктопическая ткань селезёнки в ПЖ, кольцевидная (pancreas annulare), добавочная ПЖ (pancreas aberrans), аномальное, панкреатобилпарное соустье, холедохоцеле и др.

Читайте также
Adblock
detector