14. Гистология - Histology / Эмбриология, тератология и основы репродукции человека _ В.Н. Запорожан, В.К. Напханюк, Е.Л. Холодкова. - О._ ОГМУ, 2000. - 378 с

Быстрое развитие ромбэнцефалона предполагает раннее начало функциональной активности. Первые синапсы обнаруживаются в радиусе 14 мм, приблизительно в области задних канатиков шейной части спинного мозга. Другим признаком функциональной активности может быть обнаружение (при помощи импрегнации серебром) рецепторов в носовом и гло- точно-гортанном эпителии. Более того, ранняя электрическая активность (у 16-недельного зародыша при трубной беременности) определяется активностью ствола мозга. Тем не менее, неокортекс также не слишком отстает: синапсы в примордиальном сетчатом слое обнаруживаются даже до появления кортикальной пластинки. Важно отметить тот факт, что функцинальная активность может обнаруживаться раньше, чем произойдет структурная организация.

Мезэнцефалон

Часть среднего мозга дорзальнее водопровода образует крышу (бугорки), которая развивается из крыльных пластинок. Вентральнее водопровода базальные пластинки формируют покрышку, в которой развивается ядро 3-го черепномозгового нерва (общее двигательное соматическое и общее двигательное висцеральное). Ядро 4-й пары нервов (общее двигательное соматическое) появляется в перешейке ромбэнцефалона. Остается неясным вопрос о происхождении красного ядра и черного вещества: они формируются либо из базальных пластинок, либо путем миграции из крыльных пластинок. На вентральной стороне среднего мозга билатерально в плодном периоде развивается большая масса нисходящих волокон, формирующих собственные ножки мозга. Эти волокна представляют собой кортикоспинальные (пирамидные) и кортиконуклеарные пути. Собственные ножки вместе с черным веществом и покрышкой составляют правую и левую мозговые ножки.

Диэнцефалон

Прозэнцефалон состоит из диэнцефалона и телэнцефалона. Разграничительная борозда рострально простирается до среднего мозга, поэтому разделение переднего мозга на крыльные и базилярные пластинки не подтверждено.

Примечательной особенностью диэнцефалона является наличие выпуклостей — заднего таламуса, который появляется к 5 неделям с обеих сторон. Другими особенностями являют-

99

ся: пластинка перекреста и нейрогипофиз, расположенные в его дне, и придаток мозга (эпифиз), расположенный в его крыше.

Стенки диэнцефалона имеют несколько продольных участков, отличающихся друг от друга скоростью развития и характером митоза. Главными зонами (от дорзальной к базальной) являются эпиталамус, который включает эпифиз и ядра поводков, задний таламус, являющийся в анатомии взрослого человека просто таламусом — зрительным бугром), метаталамус

игипоталамус. Последние два расположены вентральнее гипоталамической борозды. Гипоталамус включает в себя сосцевид-

ные тела и мозговой придаток (шишковидную железу).

Зрительный перекрест, являющийся дном диэнцефалона, имеет вид пластинки перекреста, а позже содержит как перекрещенные, так и неперекрещенные нервные волокна. Задняя спайка развивается рано и располагается кзади от рострального конца водопровода. Изначально эпифиз появляется в виде небольшого выпячивания крыши диэнцефалона, позже он утолщается. Медиальное и латеральное коленчатые тельца (метаталамус) также становится заметным в зародышевом периоде. Таламус (дорзальный) значительно увеличивается в размере

ивыступает вперед, к участку противоположной стороны, с которым обычно соединяется во втором триместре, формируя межталамическое слияние.

Группы клеток, образующих ядра, появляются в промежуточном (мантийном) слое во втором триместре, а во второй половине пренатальной жизни можно определить множество хорошо различимых ядер. Ядра развиваются также в гипоталамусе. Гипоталамоаденогипофизарная нейрогуморальная регуляция начинается, вероятно, во втором триместре; гонадот- ропин-рилизинговая активность возникает к середине пренатальной жизни. Период, когда человеческий мозг дифференцируется по полу, точно неизвестен, но, по-видимому, это происходит в перинатальном периоде. Влияние стероидов во время критического периода развития может изменить в будущем его эндокринную функцию.

Телэнцефалон

Каждое мозговое полушарие вначале состоит, главным образом, из толстой базальной части, которая дает начало полосатому телу, и тонкой части, так называемому паллиуму (мантии), который дает начало будущей коре мозга. Большая

100

часть коры многослойна и называется неокортексом или нео-

паллиумом.

Полосатое тело получило такое название вследствие наличия полос белого и серого вещества, соединяющих его основные части (хвостатое ядро и скорлупу — putamen) рострально. Зачаток полосатого тела в результате пролиферации герминативных клеток внедряется в дно бокового желудочка.

По мере развития внутренней капсулы ее волокна частично разделяются: 1) хвостатое ядро отделяется от скорлупы, оба являются производными телэнцефалона, 2) таламус и гипоталамус — от бледного шара и все структуры имеют преимущественно диэнцефальное происхождение.

Медиально каждая стенка паллиума выступает в соответствующий боковой желудочек вдоль линии — сосудистой щели, которая начинается от межжелудочкового отверстия. Щель значительно вытягивается в длину соответственно росту полушарий каудально и изгибается по мере развития височной доли.

Большое количество развивающихся структур имеет С-об- разную форму в связи с ростом относительно фиксированного полосатого тела и увеличением объема полушарий. Этими структурами являются: 1) хвостатое ядро; 2) свод и его продолжение — бахромка; 3) боковой желудочек (от переднего до заднего рога), сосудистое сплетение и сосудистая щель, через которую он проходит; 4) гиппокамп и зазубренная извилина, ростральная часть которой позже обнаруживается только как остаток в виде серой полоски; и 5) мозолистое тело, которое не достигает височной доли.

Полосатое тело развивается, в основном, из бокового возвышения. Медиальная эминенция развивается из диэнцефалона и входит в состав миндалевидного тела. Бледный шар берет начало из области, расположенной в непосредственной близости от диэнцефалона. Хотя миндалевидное тело начинается из серединного возвышения, считается, что в его формировании принимает также участие телэнцефалон. Латеральная эминенция развивается из телэнцефалона. Она участвует в формировании скорлупы и хвостатого ядра. Хотя таламус образуется преимущественно из диэнцефалона, в плодном периоде

внего мигрируют клетки из латерального возвышения. Полосатое тело изначально развивается возле межжелудоч-

кового отверстия. Его возвышение вытягивается в длину

101

вследствие каудального роста полушарий. Хвостатое ядро частично выступает в передний рог и центральную часть бокового желудочка, но также изгибается в височной доле, размещаясь в крыше нижнего рога.

Участки коры мозга

Группа структур, в состав которой входят парагиппокампальная извилина, subiculum, гиппокамп и зазубренная извили-

на, называется гиппокампальным образованием и относится к архипаллиуму. Зачаток гиппокампального образования обнаруживается в заднемедиальной стенке телэнцефалона, где на ограниченном участке образуется маргинальный слой, и сопровождается выдавливанием стенки мозга в желудочек. Гиппокампальное образование располагается снаружи от сосудистой щели. Дальнейшее развитие замедляется, и стадия миграции не начинается до позднего зародышевого периода. В плодном периоде по мере развития коры неопаллиума и возникновения мозолистого тела гиппокампальная область отступает каудально вдоль заднемедиальной стенки полушарий, исключая остатки (серая полоска и продольная полоса), которые остаются выше мозолистого тела. Гиппокампальная область сворачивается вдоль борозды гиппокампа, который входит в состав височной доли, а затем формирует возвышение, идущее от борозды латерально в нижний рог бокового желудочка. Эфферентной системой гиппокампа является свод, расположенный в виде дуги над таламусом.

Определенные участки мозговой коры на медиальной и базальной сторонах полушарий (парагиппокампальная извилина, girus cingulate, крючок и области перегородок, обонятельный бугорок и луковица) относятся к палеопаллиуму, что означает их раннее образование в процессе филогенеза. Girus cingulate и парагиппокампальная борозда составляют краевую (лимбическую) долю (границу, окружающую соединение ствола мозга и полушарий). Термин «лимбическая система» используется для обозначения лимбической доли и связанных с ней подкорковых ядер, например, зазубренной извилины, миндалевидного тела, переднего ядра гипоталамуса.

Большая часть коры мозга, которая заметна с поверхности, называется неопаллиумом. Его место можно идентифицировать, как только начинают формироваться полушария, 4 неделями позже он уже четко обозначается кортикальной пластинкой.

102

Гистогенез мозговой коры

Зачаточный сетчатый слой вмещает большую часть пограничного слоя, состоит из чувствительных волокон и разрозненных нейронов. Клетки быстро созревают. Клетки герминативной (желудочковой) зоны затем перемещаются кнаружи,

формируя промежуточный слой, а позже — кортикальную пла-

стинку. Она, развиваясь внутри примордиального сетчатого слоя, образуется вследствие миграции нейронов, сформированных в желудочковом слое, а ранние нейроны в ней мигрируют за волокнами глии. Каждый последующий нейрон располагается ближе к поверхности чем его предшественник (по правилу «изнутри—наружу»). Нейроны первого и шестого слоев, тем не менее, развиваются и созревают намного раньше клеток кортикальной пластинки. Они организовываются согласно правилу «изнутри—наружу». Формирование кортикальной пластинки происходит ориентировочно между 7 и 16 неделями. Из нее развиваются клетки от второго до пятого слоев. Шестой слой берет начало из зоны, прилежащей изнутри к кортикальной пластинке: это субкортикальная пластинка. Некоторые авторы считают, что она соответствует вторичной кортикальной пластинке. Желудочковая зона выстилается эпендимой (и содержит реснитчатые цилиндрические клетки к 10 неделям), промежуточный слой становится субкортикальным белым веществом, а наружная часть исходно пограничной зоны превращается в молекулярный (или сетчатый) слой коры. Шестислойный неопаллиум развивается к 7–8 месяцам. К 8 месяцам цитоархитектоника неопаллиума практически соответствует таковой у взрослых (рис. 2.1.3).

Наиболее ранние синапсы в головном мозге человека развиваются в собственно зародышевом периоде. Они являются аксодендритическими, локализуются в пограничном (примордиальном сетчатом) слое будущего неопаллиума. В 10 недель синапсы (преимущественно незрелые) находятся исключительно на периферии и направлены вглубь от кортикальной пластинки. Синапсы внутри кортикальной пластинки обнаруживаются между 19 и 23 неделями. К рождению синапсы все еще незрелые. Морфологических критериев зрелости они достигают между 6 и 24 постнатальным месяцами. Во время развития мозга связи должны быть достаточно точными для приспособления к изменениям, необходимым развивающемуся организму.

103

Так, определенные связи должны устанавливаться и сохраняться, тогда как ненужные или неправильные — уничтожаться. После рождения число синапсов продолжает расти почти до 7 лет, затем начинает уменьшаться. Тем не менее, новые синапсы могут формироваться в течение всей жизни, особенно в

104

парагиппокампальной области. Происходит преходящая суперпродукция синапсов. Поведенческие реакции продолжают устанавливаться вне зависимости от количества синапсов, а полное функциональное созревание может быть связано с исчезновением части синапсов.

У обезьян синапсы созревают одновременно и одинаковыми темпами в различных слоях зрительных, соматочувствительных, двигательных и прелобных зонах. Другими словами, все слои коры головного мозга развиваются как единое целое.

Функциональные взаимодействия между незрелым организмом и окружающей средой являются критическими для установления нормальных синаптических связей в развивающемся мозге. Направления мозговых связей генетически предопределены, но могут повреждаться различными воздействиями внешней среды. Незрелые связи становятся функционально устоявшимися, а опыт может влиять на детерминацию поведенческих реакций, несмотря на изначально имеющиеся механизмы.

Было установлено (Rakic у обезьян), что области полушарий дифференцируются двумя путями: 1) формированием миллионов клеточных колонн; 2) через связи с периферией. Желудочковый слой телэнцефалона состоит из пролиферативных единиц, составляющих «фотокарту» будущих зон цитоархитектоники. Один участок контролирующих генов (или простое гуморальное воздействие), видимо, влияет на вид «фотокарты». Количество колонн может меняться вследствие взаимодействий с чувствительными импульсами и контролируется митотическими делениями в желудочковой зоне. Толщина коры зависит от количества нейронов, образованных в каждой единице путем «асимметричного деления», т. е. формирования разных дочерних клеток: одна становится нейроном, другая — стволовой клеткой или умирает. Дифференциация коры вызвана чувствительными, например, таламическими, воздействиями.

Аномалии коры могут быть следствием нарушений времени миграции, миграционных механизмов или развития синапсов.

Спайки

В переднем мозге на медиальном срезе в 4 недели видны зачаток зрительного перекреста и впереди него — тонкая пластинка (lamina terminalis). Неделей позже этот зачаток дает на-

чало следующим структурам: нейрогипофизу, зрительному

105

перекресту, пограничной пластинке и спаечной пластинке. Пос-

ледняя возникает в виде утолщения в зародышевой пограничной пластинке, а остаток ее становится пластинкой взрослого. Спаечная пластинка, являющаяся связующей частью среднего телэнцефалона, — это маршрут, по которому волокна идут из одного полушария в другое. Главными производными пластинки являются: 1) передняя спайка, которая возникает к концу собственно зародышевого периода или в раннем плодном периоде, а позже она связывает правую и левую височные доли; 2) спайка свода (или спайка гиппокампа), возникающая несколькими неделями позже, связывает правую и левую ножки свода; 3) мозолистое тело, которое появляется в раннем плодном периоде и соединяет мозговые полушария.

Мозолистое тело значительно выдается вперед преимущественно в переднезаднем направлении, а подлежащая часть спаечной пластинки истончается, формируя прозрачную перегородку. В перегородке появляется узкая щель — полость прозрачной перегородки. Каудальный конец мозолистого тела растет кзади над крышей третьего желудочка и линией сосудистой щели.

Таким образом, мозолистое тело формируется как дополнительная крыша для третьего желудочка. Между этой крышей и эпителием желудочка проходит внемозговое пространство, которое направляется назад к поперечной щели. Гиппокампальное образование истончается, располагаясь вдоль верхней поверхности мозолистого тела. Окончание формирования мозолистого тела приходится на середину пренатальной жизни. Доказано, что половая дифференцировка (у женщин задний конец расширен на медиальном срезе) происходит в мозолистом теле плода, как минимум, в 26 недель. Половой диморфизм имеют следующие основные части мозга: гипоталамус, передняя спайка и мозолистое тело, но время начала такой дифференцировки неизвестно. Нарушение развития волокон спаек называет-

ся агенезией мозолистого тела.

Миелинизация

Миелинизация в ПНС зависит от клеток неврилеммы (развивающихся из нервного гребня), тогда как в ЦНС она обеспечивается олигодендроцитами. В обоих случаях этот процесс происходит очень медленно, и один аксон может быть окружен несколькими оболочками.

106

В спинном мозге миелин фиксируется к концу первого триместра, его формирование происходит в каудокраниальном направлении. Более того, двигательные корешки слегка опережают дорзальные (в начале второго триместра), в то время как в ЦНС чувствительные пути подвергаются миелинизации раньше, чем двигательные. Проводящие пути, развивающиеся ранее, обычно раньше миелинизируются (например, медиальный продольный пучок). Среди черепномозговых нервов первыми миелинизируются вестибулярный нерв и путь (в конце второго триместра), пирамидные пути начинают миелинизироваться очень поздно (в конце третьего триместра) и этот процесс длится до 2 лет.

К рождению человеческий мозг еще очень незрелый в плане миелинизации. Миелин можно выявить гистологически в стволе мозга, в белом веществе мозжечка и в заднем крае внутренней капсулы с выростами к таламусу и базальным ядрам. К совершеннолетию миелинизация практически заканчивается, хотя этот процесс продолжается в течение всей жизни.

Желудочковая система

Группа полостей в ростральном отделе нервной трубки превращается в систему желудочков.

У заднего мозга образуется очень тонкая крыша, а в подлежащем пространстве (четвертом желудочке) развиваются боковые карманы. В боковых стенках появляются вдавления

— нейромеры (или в этом участке — ромбомеры). Перед появлением сосудистого сплетения крыша заднего мозга вклю-

чает верхнее и нижнее мембранозное поля. Они очень тонкие

(один слой эндотелиоподобных клеток) и могут пропускать эпендимную или цереброспинальную жидкость из полости четвертого желудочка в будущее субарахноидальное пространство. В раннем плодном периоде в нижнем поле формируется медиальное отверстие, и только после середины пренатальной жизни возникают боковые отверстия, которые предназначены для того, чтобы цереброспинальная жидкость, вырабатываемая всеми четырьмя желудочками, достигала субарахноидального пространства.

Полость среднего мозга становится водопроводом, соединяющим четвертый и третий желудочки. Третий желудочек представляет собой полость диэнцефалона и среднего телэнцефалона. В плодном периоде он становится хорошо заметным и

107

формирует сосудистое сплетение. На боковой стенке третьего желудочка появляется борозда гипоталамуса, которая отделяет гипоталамус от таламуса. Однако остается спорным утверждение некоторых авторов о возможности слияния медиальной стенки мозгового полушария с латеральной стенкой третьего желудочка.

К моменту начала развития мозговых полушарий полость каждого из них представляет собой боковой желудочек. Они развиваются из третьего желудочка в области межжелудочкового окна, которое, будучи вначале широким, затем становится значительно ограниченным. В боковых желудочках развиваются сосудистые сплетения. На саггитальном разрезе каждый желудочек имеет С-образную форму и начинается от височного полюса полушария. Эти границы являются передним и нижним рогами желудочка. Задний рог развивается во втором триместре.

Аналогично развивается сосудистое сплетение каждого из четырех желудочков. Эпендимная выстилка, укрепленная сосудистой оболочкой, врастает в полость желудочка в месте его сосудистого сплетения. Сосудистая эпендима, которая отличается от желудочковой, характеризуется наличием плотных контактов, являющихся необходимым компонентом гематоэнцефалического барьера. Относительно большой размер пренатальных сосудистых сплетений обеспечивает питание развивающегося мозга. Установлено, что гликоген в клетках сосудистого сплетения, который исчезает во втором триместре, может обеспечивать некоторые потребности в питании растущего телэнцефалона.

Отдельные участки, преимущественно связанные с третьим желудочком, характеризуются следующими особенностями: окрашиваются прижизненными красителями: имеют сосудистый комплекс и особую морфологию эпендимы. Этими вокругжелудочковыми органами являются нейрогипофиз, серединное возвышение, сосудистое сплетение, эпифиз, субкомиссуральный орган и некоторые другие специализированные участки.

Мозговые оболочки и васкуляризация головного мозга

Мозговые оболочки развиваются из нескольких возможных источников: прехордальной пластинки, несегментированной околоосевой (околохордальной) мезодермы и эктомезенхимы (нервного гребня).

108