TUBULAR HEART
ТРУБЧАТОЕ СЕРДЦЕ
У эмбрионов кур (ст.9) появившиеся головная и латеральные складки постепенно оттесняют парные зачатки сердца кзади и к средине, где они начинают сливаться по средней линии. При срастании эндокардиальных трубок эпимиокардиальные слои противоположных сторон также срастаются друг с другом. В результате происходит слияние и первоначально парных - правой и левой - целомических полостей, вследствие чего возникает срединная непарная перикардиальная полость. Правый и левый эпимиокардиальные слои с дорзальной стороны соприкасаются друг с другом, но не сливаются. Они существуют в течение определенного времени в виде двуслойной поддерживающей мембраны (дорзального мезокардия). В результате формируется сердце, представляющее почти прямую, двухстенную трубку, подвешенную в центре передней части целома.	У эмбрионов мыши рост головной и латеральных складок (Е7,5-8,0) также приводят к перемещению эндокардиальных трубок навстречу друг другу, в результате образуется единая сердечная трубка. Каудальный конец миокардиальной трубки продолжается в septum transversum, пролиферация спланхноплевральной мезодермы разделяет будущие плевральную и перикардиальную полости . Приблизительно в это же время у мышиных эмбрионов (стадия Е8) обнаруживается камер-специфическая экспрессия вентрикулярной легкой миозиновой цепи 2 (O'Brien et al., 1993). Миокардиальная и эндокардиальная трубки отделены друг от друга толстым слоем внеклеточного матрикса (кардиального геля), формирующего миокардиальную базальную мембрану (стадии 9-12 у эмбрионов кур). В этой базальной мембране выявляются фибулин-1, гиалуроновая кислота, фибриллин и фибриллин-подобный антиген JB3, а в разивающихся миоцитах мыши (Е8,5) - тромбоспондин (Little & Rongish,1995) На ранних стадиях дифференцировки клетки миокарда расположены тесно друг к другу. К моменту начала первого сокращения клетки оказываются расположенными менее тесно, цитоплазма соседних клеток сливается, образуя рыхлый неправильный синцитий, в котором начинают возникать миофиламенты. Слияние сердечных трубок сопровождается активацией с рострального к каудальному концу экспрессии специфичных для сердца генов атриально-специфичной тяжелой цепи миозина АМНС1 (Yutzey et al., 1993) и саркомерного миозина (Han et al., 1992). Поперечнополосатые миофибрилы появляются на стадии 9+ . Как уже отмечалось у эмбрионов кур миоциты экспрессируют N-кадхерин, начиная со стадии 7 сомитов. На стадиях 8-10 сомитов он экспрессируется в виде глыбок до появления поперечнополосатых миофибрилл. Предполагается, что N-кадхерин отвечает за связь миофибрилл между соседними миоцитами и за связь эндокарда и миокарда в развивающейся сердечной трубке (Shiraishi et al., 1993). У аксолотля титин и миозин накапливаются независимо на очень ранних премиофибриллярных стадиях, затем они тесно ассоциируют непосредственно перед сборкой миофибрилл. Как титин, так и миозин начинают встраиваться в миофибриллы на стадии 35, когда сердце начинает сокращаться. На стадии 35, 39 и 41 обнаруживается возрастание сложности организации белков саркомеров (Erginel-Unaltuna , Lemanski 1994). Изоформы миозин-связывающих белков, С-белков, связываются с миозиновыми толстыми филаментами до латерального выравнивания и появления поперечной полосатости миофибрилл. Предполагается, что С-белки в сердце стабилизируют толстые филаменты, в не создают матрицы для сборки миозиновых структур (Ward et al., 1996). Сарко(эндо) плазматический ретикулем Са(2+)-АТФаза (SERCA) играет важную роль в гомеостазе Са2+. В раннем эмбриогенезе крыс ее мРНК экспрессируется на высоком уровне в сердечной трубке и присутствует в желточном мешке (Anger et al., 1994). В это же время у эмбрионов кур в ответ на сигнал FGF-2 извне начинается 2-я ступень - синтез аутокринного фактора FGF-2 в дифференцирующихся и пролиферирующих кардиальных миоцитах. Это подтверждается тем, что подавление появления FGF-подобных белков на стадии сердечной трубки вызывает ингибирование пролиферации и контрактильности миокардиальных клеток .Показано, что продуцируемая эндотелиальными клетками укороченная форма рецепторов FGFR накапливается во внеклеточном матриксе и связанный с этими рецеп- торами эндогенный FGF-2 фактор при определенных условиях может отделяться и участвовать в ангиогенезе и заживлении ран (Hanneken et al., 1994). У эмбрионов кур после слияния сердечных трубок на стадии 9/10 FGFR-1 антиген обнаруживается во вновь формируемом миокарде, сливающиеся эндокардиальные трубки не обнаруживают FGFR-1 иммунореактивности. Энтодермальные же клетки, выстилающие переднюю кишку, продолжают обнаруживать анти-FGFR-1 реактивность. После стадии 10 FGFR-1 окрашивание в миокарде становится более выраженным по сравнению с другими тканями.В это время начинает экспрессироваться мРНК сердечного тропонина С (C/StnC) в артериальном протоке, желудочке и проксимальных отделах вителлиновых вен (Toyota, 1993). экспрессируется также α-сердечный и гладкомышечный актин. У эмбрионов мыши на стадии Е8,5 в прекардиальной мезодерме продолжает экспрессроваться мРНК рецептора HGF и начинает обнаруживаться мРНК HGF лиганда в субпопуляции предшествеников кардиальных миоцитов, которые позднее сформируют желудочки и предсердия, но не в мезодерме тракта оттока, эндокарде или энтодерме (Rappolee et al.1996). Выявляется камер-специфическая экспрессия гена легкой цепи миозина 3F в сердце помимо тракта оттока и будущего правого желудочка (первый сегмент) (Kelly et al., 1995). Ген десмина экспрессируется преимущественно в правом желудочке, происходящем из первого сегмента, значительно слабее в левом желудочке (второй сегмент) и отсутствует в предсердии (4-й сегмент) ( Kuisk et al.,1996). Ген легкой цепи миозина 2V (MLC2V) экспрессируется только в миоцитах желудочков (O'Brien et al.,1993) там же экспрессируется мы шечная креатин-киназа с временной лево-правосторонней асимметрией (Ly ons ,1994). Описаны ограниченные области промоторов, ответственные за камер-специфическую экспрессию (Kelly et al., 1995); ( Kuisk et al.,1996); ( Lee et al.,1994).Два bHLH транскрипционных фактора, по-видимому, участвуют в сегмент-специфичной экспрессии (Lyons, 1996), это eHAND ( (Cserjesi et al., 1995) и dHAND (Srivastava et al., 1995). Два других bHLH доменовых белка также экспрессируются в миокарде, Aryl hydrocar bon receptor (AhR) (Abbott et al., 1995) и AhR nuclear translocator(ARNT) (Abbott,Probst,1995). Другой тип сердечных транскрипционных фактоpов охарактеризован недавно, это ТЕА -доменовый белок TEF-1 (Chen et al., 1994), CARP (cardiac adriamycin-responsive protein), гомео боксный ген Gax (Andres et al., 1995), monocyte nuclear factor (MNF)(Bassel-Duby et al., 1994). 31 kDa microfibrillar associated glycoprotein (MAGP), вернее его мышиный гомолог Magp, начинает синтезироваться на 8.5-9.0 день развития в кардиальных миоцитах. У мутантов Nkx2-5 дефекты развития сердечной трубки обнаруживаются на 8,5 день, не происходит образования искривления трубки вправо, как указание на начала формирования камер сердца (примитивного предсердия и желудочка). В отсутствие функции Nkx2-5 ген MLC2V не активируется (Lyons et al., 1995). У эмбрионы крыс приблизительно в это время сердечная трубка у начинает подразделяться на 5 сегментов, каждый имеет отличающийся молекулярный фенотип и самостоятельную функцию: медленно проводящий входной тракт, быстро проводящее предсердие, медленно проводящий атриовентрикулярный канал, быстро проводящий желудочек и медленно проводящий выходной тракт. Различия в скорости проведения не являются единственным параметром определяющим различия паттернов сокращений. Например, предсердие и желудочек проводят оба относительно быстро импульс. Но предсердие характеризуется быстрыми короткими сокращениями, так что большую часть цикла оно расслаблено, желудочек же характеризуется быстрым долго длящимся сокращением. Основным фактором процесса сокращений является концентрация свободного кальция, оборот которого контролируется саркоплазматическим ретикулемом. Очевидно различия в паттерне сокращений в разных сегментах эмбрионального сердца являются результатом разных паттернов экспрессии генов, кодирующих множественные белковые компоненты саркоплазматического ретикулема. Анализ пространственно-временных изменений экспрессии мРНК, кодирующих саркаплазматическую/эндоплазматичиески ретикулемную Са 2+-АТФазу (SERCA2) и фосфоламбан (PLB), белки, играющие центральную роль в цикле сокращение-расслабление во взрослом сердце, показал, что мРНК SERCA2 уже экспрессируется в виде краниокаудального градиента с наивысшим уровнем у венозного полюса и со снижением концентрации в направлении артериального полюса сердца мРНК SERCA2 уже экспрессируется в виде краниокаудального градиента с наивысшим уровнем у венозного полюса и со снижением концентрации в направлении артериального полюса сердца (Moorman et al., 1995). У эмбрионов кур сокращения миокарда начинаются на стадии 10(Bisaha , Bader 1991), (Han et al., 1992). TUBULOBOLBAR COMPLEXES ТУБУЛОБУЛЬБАРНЫЕ КОМПЛЕКСЫ Смотри СПЕРМИОГЕНЕЗ

У эмбрионов мыши рост головной и латеральных складок (Е7,5-8,0) также приводят к перемещению эндокардиальных трубок навстречу друг другу, в результате образуется единая сердечная трубка. Каудальный конец миокардиальной трубки продолжается в septum transversum, пролиферация спланхноплевральной мезодермы разделяет будущие плевральную и перикардиальную полости . Приблизительно в это же время у мышиных эмбрионов (стадия Е8) обнаруживается камер-специфическая экспрессия вентрикулярной легкой миозиновой цепи 2 (O'Brien et al., 1993).

Миокардиальная и эндокардиальная трубки отделены друг от друга толстым слоем внеклеточного матрикса (кардиального геля), формирующего миокардиальную базальную мембрану (стадии 9-12 у эмбрионов кур). В этой базальной мембране выявляются фибулин-1, гиалуроновая кислота, фибриллин и фибриллин-подобный антиген JB3, а в разивающихся миоцитах мыши (Е8,5) - тромбоспондин (Little & Rongish,1995)

На ранних стадиях дифференцировки клетки миокарда расположены тесно друг к другу. К моменту начала первого сокращения клетки оказываются расположенными менее тесно, цитоплазма соседних клеток сливается, образуя рыхлый неправильный синцитий, в котором начинают возникать миофиламенты. Слияние сердечных трубок сопровождается активацией с рострального к каудальному концу экспрессии специфичных для сердца генов атриально-специфичной тяжелой цепи миозина АМНС1 (Yutzey et al., 1993) и саркомерного миозина (Han et al., 1992). Поперечнополосатые миофибрилы появляются на стадии 9+ . Как уже отмечалось у эмбрионов кур миоциты экспрессируют N-кадхерин, начиная со стадии 7 сомитов. На стадиях 8-10 сомитов он экспрессируется в виде глыбок до появления поперечнополосатых миофибрилл. Предполагается, что N-кадхерин отвечает за связь миофибрилл между соседними миоцитами и за связь эндокарда и миокарда в развивающейся сердечной трубке (Shiraishi et al., 1993).

У аксолотля титин и миозин накапливаются независимо на очень ранних премиофибриллярных стадиях, затем они тесно ассоциируют непосредственно перед сборкой миофибрилл. Как титин, так и миозин начинают встраиваться в миофибриллы на стадии 35, когда сердце начинает сокращаться. На стадии 35, 39 и 41 обнаруживается возрастание сложности организации белков саркомеров (Erginel-Unaltuna , Lemanski 1994). Изоформы миозин-связывающих белков, С-белков, связываются с миозиновыми толстыми филаментами до латерального выравнивания и появления поперечной полосатости миофибрилл. Предполагается, что С-белки в сердце стабилизируют толстые филаменты, в не создают матрицы для сборки миозиновых структур (Ward et al., 1996).

Сарко(эндо) плазматический ретикулем Са(2+)-АТФаза (SERCA) играет важную роль в гомеостазе Са2+. В раннем эмбриогенезе крыс ее мРНК экспрессируется на высоком уровне в сердечной трубке и присутствует в желточном мешке (Anger et al., 1994).

В это же время у эмбрионов кур в ответ на сигнал FGF-2 извне начинается 2-я ступень - синтез аутокринного фактора FGF-2 в дифференцирующихся и пролиферирующих кардиальных миоцитах. Это подтверждается тем, что подавление появления FGF-подобных белков на стадии сердечной трубки вызывает ингибирование пролиферации и контрактильности миокардиальных клеток .Показано, что продуцируемая эндотелиальными клетками укороченная форма рецепторов FGFR накапливается во внеклеточном матриксе и связанный с этими рецеп- торами эндогенный FGF-2 фактор при определенных условиях может отделяться и участвовать в ангиогенезе и заживлении ран (Hanneken et al., 1994).

У эмбрионов кур после слияния сердечных трубок на стадии 9/10 FGFR-1 антиген обнаруживается во вновь формируемом миокарде, сливающиеся эндокардиальные трубки не обнаруживают FGFR-1 иммунореактивности. Энтодермальные же клетки, выстилающие переднюю кишку, продолжают обнаруживать анти-FGFR-1 реактивность. После стадии 10 FGFR-1 окрашивание в миокарде становится более выраженным по сравнению с другими тканями.В это время начинает экспрессироваться мРНК сердечного тропонина С (C/StnC) в артериальном протоке, желудочке и проксимальных отделах вителлиновых вен (Toyota, 1993). экспрессируется также α-сердечный и гладкомышечный актин.

У эмбрионов мыши на стадии Е8,5 в прекардиальной мезодерме продолжает экспрессроваться мРНК рецептора HGF и начинает обнаруживаться мРНК HGF лиганда в субпопуляции предшествеников кардиальных миоцитов, которые позднее сформируют желудочки и предсердия, но не в мезодерме тракта оттока, эндокарде или энтодерме (Rappolee et al.1996). Выявляется камер-специфическая экспрессия гена легкой цепи миозина 3F в сердце помимо тракта оттока и будущего правого желудочка (первый сегмент) (Kelly et al., 1995). Ген десмина экспрессируется преимущественно в правом желудочке, происходящем из первого сегмента, значительно слабее в левом желудочке (второй сегмент) и отсутствует в предсердии (4-й сегмент) ( Kuisk et al.,1996).

Ген легкой цепи миозина 2V (MLC2V) экспрессируется только в миоцитах желудочков (O'Brien et al.,1993) там же экспрессируется мы шечная креатин-киназа с временной лево-правосторонней асимметрией (Ly ons ,1994). Описаны ограниченные области промоторов, ответственные за камер-специфическую экспрессию (Kelly et al., 1995); ( Kuisk et al.,1996); ( Lee et al.,1994).Два bHLH транскрипционных фактора, по-видимому, участвуют в сегмент-специфичной экспрессии (Lyons, 1996), это eHAND ( (Cserjesi et al., 1995) и dHAND (Srivastava et al., 1995). Два других bHLH доменовых белка также экспрессируются в миокарде, Aryl hydrocar bon receptor (AhR) (Abbott et al., 1995) и AhR nuclear translocator(ARNT) (Abbott,Probst,1995).

Другой тип сердечных транскрипционных фактоpов охарактеризован недавно, это ТЕА -доменовый белок TEF-1 (Chen et al., 1994), CARP (cardiac adriamycin-responsive protein), гомео боксный ген Gax (Andres et al., 1995), monocyte nuclear factor (MNF)(Bassel-Duby et al., 1994). 31 kDa microfibrillar associated glycoprotein (MAGP), вернее его мышиный гомолог Magp, начинает синтезироваться на 8.5-9.0 день развития в кардиальных миоцитах. У мутантов Nkx2-5 дефекты развития сердечной трубки обнаруживаются на 8,5 день, не происходит образования искривления трубки вправо, как указание на начала формирования камер сердца (примитивного предсердия и желудочка). В отсутствие функции Nkx2-5 ген MLC2V не активируется (Lyons et al., 1995).

У эмбрионы крыс приблизительно в это время сердечная трубка у начинает подразделяться на 5 сегментов, каждый имеет отличающийся молекулярный фенотип и самостоятельную функцию: медленно проводящий входной тракт, быстро проводящее предсердие, медленно проводящий атриовентрикулярный канал, быстро проводящий желудочек и медленно проводящий выходной тракт. Различия в скорости проведения не являются единственным параметром определяющим различия паттернов сокращений. Например, предсердие и желудочек проводят оба относительно быстро импульс. Но предсердие характеризуется быстрыми короткими сокращениями, так что большую часть цикла оно расслаблено, желудочек же характеризуется быстрым долго длящимся сокращением. Основным фактором процесса сокращений является концентрация свободного кальция, оборот которого контролируется саркоплазматическим ретикулемом. Очевидно различия в паттерне сокращений в разных сегментах эмбрионального сердца являются результатом разных паттернов экспрессии генов, кодирующих множественные белковые компоненты саркоплазматического ретикулема. Анализ пространственно-временных изменений экспрессии мРНК, кодирующих саркаплазматическую/эндоплазматичиески ретикулемную Са 2+-АТФазу (SERCA2) и фосфоламбан (PLB), белки, играющие центральную роль в цикле сокращение-расслабление во взрослом сердце, показал, что мРНК SERCA2 уже экспрессируется в виде краниокаудального градиента с наивысшим уровнем у венозного полюса и со снижением концентрации в направлении артериального полюса сердца мРНК SERCA2 уже экспрессируется в виде краниокаудального градиента с наивысшим уровнем у венозного полюса и со снижением концентрации в направлении артериального полюса сердца (Moorman et al., 1995). У эмбрионов кур сокращения миокарда начинаются на стадии 10(Bisaha , Bader 1991), (Han et al., 1992).

TUBULOBOLBAR COMPLEXES

ТУБУЛОБУЛЬБАРНЫЕ КОМПЛЕКСЫ

Смотри СПЕРМИОГЕНЕЗ