Эмбриогенез синусового узла, межузловое проведение - аритмии сердца (1)
Эмбриогенез
Существуют различные точки зрения на развитие синусового узла. Некоторые исследователи отстаивают раннее развитие синусового узла [20, 21], другие же считают, что он становится морфологически различимым относительно поздно [22, 23]. По мнению одних, синусовый узел является производным правосторонней части особой парной структуры, .связанной с обоими рогами венозного синуса [24, 25], по мнению других, он представляет собой одностороннюю структуру, связанную с правым рогом венозного синуса [26]. Наши собственные исследования показали, что на самых ранних стадиях эмбрионального развития в области впадения верхней полой вены в предсердие можно выделить гистологически отличный участок (рис. 2.9). Локализация этого участка примерно соответствует положению зрелого синусового узла, который у эмбриона имеет более протяженную границу. Он не занимает всю область синоатриального соединения (рис. 2.10). Мы определили такую гистологически отличимую структуру только вблизи устья верхней полой вены. В области левого рога венозного синуса такой ткани нет. На ранних этапах развития синусовый узел имеет наибольшие относительные размеры. По мере роста сердца область, занимаемая синусовым узлом, уменьшается относительно объема остальной ткани предсердия. С самых ранних стадий развития клетки узла погружены в соединительную ткань. Объем соединительной ткани внутри узла поначалу невелик, но к концу внутриутробного развития [27] он явно возрастает.
Рис. 2.9. Микрофотография, показывающая участок впадения верхней полой вены в правое предсердие у человеческого плода длиной 15 мм.
Различия между клетками, формирующими синоатриальный узел (Пере. САУ), и клетками, формирующими пограничный гребень (Пере. ПГ), уже очевидны.
Рис. 2.10. Расположение первичного синусового узла, показанного на рис. 2.9.
Зачаток узла определяется только в области впадения верхней полой вены (ВПВ) в правое предсердие. НПВ — нижняя полая вена- КС — коронарный синус.
Гистология
Клетки, составляющие синусовый узел, гистологически отличимы от клеток рабочего миокарда предсердий и могут распознаваться даже при небольшом увеличении (см. рис. 2.5 и 2.6). Хорошими ориентирами при идентификации синусового узла являются также выраженная узловая артерия, определяемая в большинстве случаев, и соединительнотканный матрикс. Клетки синусового узла мельче клеток рабочего миокарда предсердия. Они группируются в переплетенные пучки, причем вся сеть клеток погружена в развитый фиброзный матрикс (см. рис. 2.5, б). На границе синусового узла, обращенной к миокарду устья верхней полой вены и пограничного гребня, определяется переходная зона между клетками узла и рабочего миокарда предсердий. На некоторых участках переход от тканей синусового узла к миокарду предсердия выражен достаточно четко (см. рис. 2.5, б). На других участках тяжи клеток узла вдаются на некоторое расстояние в миокард предсердия, соединяясь с последним узкими переходными зонами. В этих вклинивающихся зонах перекрывание клеток синусового узла и предсердия может интерпретироваться как присутствие клеток предсердия в пределах узла [14]. Вклинивающиеся участки наиболее часто встречаются на границе синусового узла и пограничного гребня, но их точное количественное распределение еще только предстоит установить. Мы работали в основном с тканями эмбрионов и младенцев, и нам редко приходилось наблюдать «большие бледные» клетки предсердия, иногда именуемые «клетками Пуркинье» [14]. Функция и само наличие этих клеток в предсердии весьма спорны, и использование термина «клетки «Пуркинье» для их описания лишь усложняет проблему. По мнению Truex [12], «рекомендуется ограничить употребление термина «клетки Пуркинье», который следует использовать только по отношению к специфическим клеткам желудочков, впервые описанным Пуркинье. Некорректное применение этого термина в отношении больших клеток предсердия не только неправомерно с точки зрения семантики, но и приписывает им функцию водителя ритма, пока никем не установленную».
Истинный клеточный состав синусового узла может быть установлен с помощью ультраструктурных методов в хорошо зафиксированном материале под контролем светового микроскопа. Последнее особенно важно, так как позволяет исследователю удостовериться в том, что он работает действительно с тканью синусового узла. Данные критерии соблюдаются сегодня только в отношении тканей животных. Тщательное исследование, проведенное Tranum-Jensen [28], показало, что синусовый узел кролика состоит в основном из так называемых типичных клеток узла. Эти клетки располагаются хаотично, имеют веретенообразную форму, а иногда разветвления с тонкими, заостренными концами. Они характеризуются слабым развитием сократительного аппарата и случайным распределением митохондрий. Саркоплазматический ретикулум развит хуже, чем в миокарде предсердий, а система Т-тубул отсутствует. Однако Т-ту булы, как указывает Tranum-Jensen, не всегда встречаются и в рабочих кардиомиоцитах предсердия- следовательно, «специализированные клетки» предсердий не могут быть выделены на основе наличия или отсутствия Т-тубул. По краям синусового узла кролика Tranum-Jensen наблюдал переходные клетки, отличающиеся от типичных клеток узла большим количеством хорошо организованных миофибрилл наряду с более высоким содержанием межклеточных соединений типа нексусов. Что касается бледных клеток, или «вставочных светлых клеток» («intercalated clear cells»), описанных в синусовом узле человека [29], Tranum-Jensen, исходя из собственного опыта, счел их наличие артефактом,
Иннервация
Общеизвестно, что синусовый узел у животных можно отличить от рабочего миокарда по его богатой адренергической и холинергической иннервации [см. обзор Yamauchi (1973)]. Известно также, что существуют значительные видовые различия в характере иннервации синусового узла- следовательно, результаты, полученные в эксперименте на животных, не могут быть непосредственно перенесены на человека. Наши исследования на сердце эмбриона человека выявили раннее формирование богатой нервной сети, содержащей холинэстеразу- отмечено также высокое по сравнению с миокардом предсердий содержание холинэстеразы в клетках синусового узла (рис. 2.11).
В настоящее время для полноты картины недостает данных об адренергической иннервации и ее развитии в сердце человека. В эксперименте на животных установлено, что развитие адренергического компонента иннервации сильно запаздывает относительно холинергического компонента [31].
Межузловое проведение
Полемика по вопросу об анатомическом субстрате для проведения импульсов между синусовым и атриовентрикулярным узлами ведется уже столько лет, сколько насчитывает и сама история изучения проводящей системы. Некоторые исследователи [8] полагают, что Wenkebach [10] описал межузловой тракт. Действительно, он наблюдал тяж миокардиальных фибрилл, соединяющий мышечные слои верхней полой вены и ушка правого предсердия, но это было еще до открытия синусового узла. В то время Wenckebach считал, что этот тяж фибрилл должен проводить импульс от «ultimum moriens» к миокарду предсердия и что его разрушение должно приводить к синоатриальной блокаде. По словам Lewis [32], когда Keith и Flack [3] точно описали морфологию синусового узла, Wenkebach понял, что обнаруженный им тяж не имеет значения для синоатриальной блокады.
Впервые мысль о гистологически различимых путях проведения между узлами высказал Thorel [33, 34]. Он утверждал, что нашел тракт, состоящий из «клеток Пуркинье», проходящий вдоль пограничного гребня и связывающий синусовый и атриовентрикулярный узлы. Интерес к этому сообщению был настолько велик, что оно обстоятельно обсуждалось на сессии Немецкого общества патологов в 1910 г. [35]. В заключении, принятом на этом собрании, говорилось, что Thorel не привел однозначного доказательства существования гистологически определяемого проводящего пути. По мнению Aschoff [36], Monckeberg [37] и Koch [38], ткань между узлами является рабочим миокардом предсердия и не содержит гистологически различимых трактов. Во избежание дальнейших разногласий они предложили требовать от исследователей, заявляющих о выявлении предсердных проводящих путей, таких же доказательств гистологической специфичности, какие существуют для атриовентрикулярного проводящего пути. Несмотря на это, Condorelli [39], Franco [40] и некоторые другие авторы описывали предсердные пути проведения, используя, как и Thorel, весьма слабые гистологические критерии- впрочем, их предположения не по лучили всеобщего признания. Действительным побуждением к поиску гистологически специализированных предсердных путей послужило установление того факта, что не все клетки предсердия имеют одинаковые электрофизиологические характеристики [41]. Истолковывая эти данные как безусловное электрофизиологическое доказательство существования специализированных путей, James [8] заявил, что проблема состоит не в констатации наличия проводящих путей, а в определении их точной локализации. На основании исследований методами полусерийных срезов и анатомирования различных предсердных мышечных пучков он описал «специализированные пути» — передний, средний и задний, — соединяющие синусовый и атриовентрикулярный узлы. На наш взгляд, в качестве трех указанных выше специализированных путей James дал описание практически всего миокарда межпредсердной перегородки и пограничного гребня.
Рис. 2.11. Синусовый узел человеческого плода в середине периода эмбриогенеза на микрофотографиях срезов, сделанных в плоскости, перпендикулярной его продольной оси (сравните с рис. 2.4). а — стандартно окрашенный срез, на котором узел можно отличить от миокарда предсердия по характерному окрашиванию- б — срез, обработанный с целью выявления холинэстеразной активности- специализированные клетки узла являются холинэстеразоположительными и обильно снабжены холинэстеразосодержащими нервными волокнами.
Таким образом, неразрешимый вопрос о морфологии «специализированных межузловых путей» в сущности удивительно прост. Проходят ли в области межпредсердной перегородки и пограничного гребня пути, гистологически отличимые от остального миокарда предсердия, или же собственно миокард на этих участках отличается от остальной части миокарда предсердия? Насколько нам известно, никто до сих пор на основе морфологических наблюдений не доказал, что в межпредсердной перегородке и пограничном гребне проходят узкие тракты, каким-либо образом сравнимые с атриовентрикулярным пучком и его ответвлением. Проблема специализированных путей попросту заключается в выборе критерия специализации. Главным критерием, по James [8], является то, что во всех трех описанных путях, полностью охватывающих межпредсердную перегородку и пограничный гребень, велик процент клеток Пуркинье, выделяющих эти пути из остальной части миокарда предсердия. Мы уже ссылались на комментарии Truex [12], касающиеся природы этих так называемых клеток Пуркинье. Здесь уместно процитировать также его высказывание по поводу внутрипредсердных проводящих путей [12]: «В настоящее время интенсивный поиск анатомических доказательств наличия или отсутствия активно обсуждаемых в литературе внутриузловых трактов в предсердии оказался весьма утомительным и трудоемким делом. Действительно, мы провели исследования бесчисленного количества синоатриальных узлов и клеток миокарда предсердий у млекопитающих, но, увы, не смогли выделить специфические проводящие пути, о существовании которых было широко заявлено... Мы пришли к выводу, что клеточная связь между синоатриальным и атриовентрикулярным узлами обеспечивается в основном пучками, состоящими из обычных клеток миокарда предсердия. Позднее аналогичное заключение было сделано Lev и Bharati [42]. Несколько раньше такое же мнение высказал Chuaqui [43, 44] на основании анализа обширной литературы и данных собственных стереомикроскопических исследований. Таким образом, большинство современных исследователей в отличие от James [45] разделяют ранние взгляды немецких ученых. Наши исследования (в основном на сердце плодов и младенцев) согласуются с точкой зрения большинства ученых. Небольшой размер изучавшихся образцов позволил нам выделить целиком правое предсердие, включая межпредсердную перегородку и пограничный гребень, как единый блок миокардиальной ткани. На полученных срезах синусовый и атриовентрикулярный узлы отчетливо различаются по своим гистологическим характеристикам. Они однозначно свидетельствуют о гистологической специализации (рис. 2.12). Остальная часть предсердия (кроме кольца специализированной ткани вокруг атриовентрикулярного узла- см. ниже) не обнаруживает морфологической или гистохимической специализации. По данным световой микроскопии, межпредсердная перегородка и пограничный гребень состоят исключительно из рабочего миокарда предсердия. В исследованном нами материале редко встречались большие бледные клетки, напоминавшие так называемые клетки Пуркинье. В том случае, когда они присутствовали, их находили и в тканях ушка правого предсердия, и в левом предсердии. Таким образом, мы в значительной степени подтвердждаем мнение Aschoff [36], Monckeberg [37], Koch [38], Chuaqui [43, 44], Truex [12], а также Lev и Bharati [42] о том, что не существует гистологически различимых трактов из специализированной проводящей ткани между синусовым и атриовентрикулярным узлами.
Рис. 2.12. Срез правого предсердия через синусовый узел (СУ) и атриовентрикулярный узел (АВУ).
Обе эти структуры легко распознаются даже при малом увеличении. Однако соединяющую узлы мышечную массу нельзя отличить от остального миокарда предсердия при световой микроскопии. Определяется участок ткани кольца (ТК) в месте вхождения миокарда предсердия в трикуспидальное отверстие (ТО). ВПВ — верхняя полая вена- ПП — правое предсердие, ЛП — левое предсердие.
Рис. 2.13. Правое предсердие анатомически представляет собой мешок с множеством отверстий. Несложное геометрическое строение миокарда предсердия в полной мере рассчитано на предпочтительное проведение между узлами, которое определенно существует [46].
ВПВ — верхняя полая вена- НПВ — нижняя полая вена.
Ткань, проводящая импульсы, относится скорее к межузловому миокарду предсердия. Тем не менее следует подчеркнуть, что, хотя нам и не удается гистологически идентифицировать «специализированные межузловые пути», это само по себе вовсе не исключает ни предпочтительного проведения сердечного импульса через определенные участки миокарда предсердий, ни возможности существования в рабочем миокарде клеток со специфическими электрофизиологическими свойствами. Существование предпочтительного проведения точно установлено, но его характер может быть истолкован упрощенно, исходя из геометрии мышечных пучков правого предсердия [46—48] (рис. 2.13). Поведение тех или иных клеток в миокарде предсердия представляет отдельную проблему и может не иметь отношения к проведению внутри предсердия. Значение этих данных выясняется лишь после осуществления экспериментов с маркированием клеток и электронно-микроскопических исследований меченой ткани. Проведенные недавно подобные эксперименты показали, что обычные клетки миокарда предсердия способны генерировать как «рабочий», так и «специализированный» потенциалы действия [49].
