Ventricular Conduction System
ВЕНТРИКУЛЯРНАЯ ПРОВОДЯЩАЯ СИСТЕМА
В сформированом сердце млекопитающих эта проводящая система представлена атриовентрикулярным пучком(пучком Гиса), левой и правой ножками пучка и периферической сетью Пуркинье, которая переходит в периартериальные волокна Пуркинье (только у птиц)см Рис.1	Существует значительная межвидовая изменчивость в типе клеток Пуркинье, которые четко отличаются от работающего миокарда у птиц, копытных, менее четко у человека и собак и почти не отличаются или вообще отсутствуют в миокарде грызунов. Отличается и положение клеток в проводящей системе. В сердце человека , у плодов и новорожденных, описан добавочный правый атриовентрикулярный кольцевой пучек, а в сердце эмбрионов человека описаны септальная ветвь и ретроаортальная ветвь (Рис.1). В сердце взрослых птиц присутствует вся система целиком. Она состоит из двух частей. Первая часть представлена находящимся на верхушке вентикулярного гребня атриовентрикулярным пучком (пучком Гиса) и ножками пучка, распространяющимися по сторонам миокарда, обращенным к просвету желудочков, и их веточками, проникающими в компактный слой миокарда. Вторая часть этой проводящей системы представлена кольцом, частично окружающим субаортальный выход из желудочка, и частично, окружающим правое атриовентрикулярное соединение, выше атриовентрикулярного аннулюса (annulus). Это овальное кольцо, в зависимости от угла зрения может выглядеть как восьмерка. Предшественник этого миокардиального кольца обнаруживается в раннем сердце плода человека. Его возникновение было прослежено от первичного миокардиального кольца, окружающего первичное межжелудочковое отверстие в сердце 5-недельного эмбриона человека (Wessels et al., 1992). Моноклональные антитела против Ganglion Nodosum цыплят, обозначенные G1N2, связываются специфически с субпопуляцией кардиомиоцитов в эмбриональном сердце человека (первичным кольцом) Распределение G1N указывает на то, что дефинитивная проводящая система желудочков происходит из клеток кольца, первоначально окружавших "первичное" межжелудочковое отверстие. Следовательно, атриовентрикулярный пучек и веточки пучка развиваются из G1N2-экспрессирующих миоцитов межжелудочковой перегородки , тогда как "компактный" атриовентрикулярный узел разивается из соединения полосы G1N2-позитивных клеток в правом атриовентрикулярном кольцевом пучке (the right atrioventricular ring bundle) и выростов("penetrating") атриовентрикулярного пучка . Слепо заканчивающиеся тракты представляет собой остатки кондуктивной системы в передней части верхушки межжелудочковой перегородки. В ходе фомирования межжелудочковой перегородки первичное межжелудочковое отверстие подразделяется. При этом в результате роста атриовентрикулярного канала вправо, часть первичного межжелудочкового кольца миокарда, которая оказывается также частью нижнего края правого атриовентрикулярного соединения, расширяется вправо и формирует нижний край правого атриовентрикулярного соединения, где и располагается потом правый атриовентрикулярный кольцевой пучек. Эмбриональное сердце начинает сокращаться в раннем развитии в сердце еще лишенном зрелой проводящей системы и His-Purkinje system (HPS) не может еще выявляться обычным гистохимическим анализом. У эмбрионов кур HPS не выявляется до 7 дня эмбрионального развития. В сердце высших позвоночных скорость проведения выше в сети Пуркинье, чем чем в работающем миокарде, что обеспечивает координированное сокращение желудочков. Предполагается, что вся вентрикулярная проводящая система (атриовентрикулярный пучек, его ножки и периферическая сеть Пуркинье и первичное межвентрикулярное кольцо миокарда) происходит из трабекулярного вентрикулярного компонента. Предсердия, компактный и трабекулярный вентрикулярный компонеты, являются, по-видимому, отдельными миокардиальными компартментами, судя по межклеточным сообщениям. Трабекулярный компонент имеет фенотип промежуточный между атриальным и компактным вентрикулярным компонентом, который сходен с первичным миокардом, но более развит в отношении свойств проведения. Молекулярный фенотип Leu-7, HNK-1, GIN2, NCAM Антитела к Leu-7, HNK-1, GIN2 в сердце крыс обнаруживаются на клеточной поверхности миоцитов и во внеклеточном матриксе узла и пучка Гиса. Они редко обнаруживаются на поверхности миоцитов работающего миокарда. Если NCAM экспрессируется по всему вентрикулярному миокарду, то полисиалированные NCAM в вентрикулярных трабекулах и поверх межжелудочковой перегородке, т.е. там, где развивается вентрикулярная проводящая система. Это может указывать на то, что развивающаяся вентрикулярная проводящая система находится в процессе отделения от окружающего работающего миокарда, так как полисиаловая кислота в целом ослабляет межклеточные взаимодействия. С помощью иммуногистологической техники было показано(Chuck ET, Watanabe ,1997), что созревание His-Purkinje system (HPS) выявляется по экспрессии двух разных популяций клеток-предшествеников проводящей системы, клеток, экспрессирующих cell surface carbohydrates PSA-NCAM (PSA) and HNK-1, участвующих в клетка-клетка и клетка-субстрат взаимодействиях. На стадии 25, PSA обнаруживается в вентрикулярных трабекулах и межжелудочковой перегородке (IVS)в виде паттерна, напоминающего бранши пучка ( bundle branches)и волокна Пуркинье. Начиная со стадии 28, обнаруживается экспрессия эпитопа HNK-1 в IVS непосредственно впереди PSA-posctive пучков (bundles) в виде паттерна, напоминающего общий пучек Гиса ( His bundle). Эта соединительная область (junctional region) позитивна также в отношении atrial myosin heavy chain (alpha MHC),другого маркера для HPS. Сходные изменения обнаруживаются у эмбрионов крыс. Раньше всего HNK-1 иммунореактивность обнаруживается вдоль эндокардиальной поверхности сливающихся трубчатых сердец на 9.5 день эмбрионального развития (ED)эмбрионов крыс и постепенно в отдельных миоцитах, разбросанных широко вдоль петлеобразной сердечной трубки . Иммуно-позитивные миоциты появляются вдоль самых ранних вентрикулярных трабекул, когда они сливаютя для образования межжелудочковой перегородки на 11 день развития. распределяясь по обе стороны и давая правый и левый бранши пучка в сердце на ст. 12.5 ED . На венозном полюсе сердца примордий синусного узла и временно левый синусный узел обнаруживают иммунопозитивное окрашивание с 12.5 ED, объединяясь в течение 13 вдоль передней стенки правого рога синуса или развивающегося коронарного синуса, соответственно. В предсердии обнаруживается несколько отдельных трактов иммунореактивных миоцитов на 14.5 ED, идущих от синоатриального соединения в атриальные придатки или к атриовентрикулярному соединению вблизи AV узла. Т.о.,вентрикулярная проводящая ткань развивается в самых ранних трабекулах и миокарде перегородки, и она отлична от позднее появляющегося иммунопозитивных трактов предсердий и внекардиальных популяций клеток, таких как нервный гребень, который по-видимому, вносит свой вклад в образование синусного узла и автономной иннервации сердца(Nakagawa et al., ,1993) . Коннексины Проводящая система специфически экспрессирует коннексин40 и коннексин45. В противоположность Сх43 экспрессия Сх40 доминирует во всех компонентах вентрикулярной проводящей системы у коров, морских свинок, собак и человека. Гомолог Сх40 у кур Сх42 также преимущественно экспрессируется в вентрикулярной проводящей системе. Его экспрессия начинает обнаруживаться довольно поздно, когда проводящая система уже довольно хорошо развита. Контрактильные белки Наблюдается ко-экспрессия атриальной и вентрикулярной изоформ МНС (α-MHC, β-MHC)в проводящей вентрикулярной системе крыс,кроликов, коров, человека. Первоначально обе формы экспрессируются в виде оппозитных градиентов и постепенно начинают экспресироваться камер-специфически, Ко-экспрессия сохраняется довольно долго в медленно-проводящих сегментах (IFT, AVC, OFT), а также в быстро-проводящем трабекулярном вентикулярном компоненте. Наличие уникального медленного тонического миозина выявлено в периферической системе Пуркинье. Изучали экспрессию myosin binding protein-H (MyBP-H) в волокнах Purkinje в сердце эмбрионов кур(Alyonycheva et al.,1997) . Этот уникальный миозин-связывающий белок присутствует в скелетных, но не кардиальных миоцитах. Иммуногистологический анализ миокрада картирует AB105 антиген преимущественно в А дисках миофибрил в волокнах Purkinje. Western blot анализ всего экстракта вентрикулярной стенки взрослых показал, что AB105 эпитоп ограничен одиночным белком приблизительно в 86 kD, т.е. того же самого размера, что и MyBP-H белок в скелетных мышцах . Полученные результаты указывают на то, что белок скелетных мышц MyBP-H экспрессируется в субнаборе кардиальных мышечных клеток, дифференцирующихся в волокна Пуркинье. Атриальный Натрийуретический Фактор ANF участвует в регуляции баланса в теле жидкости и электролитов. В проводящей системе плодов и возрослы. Он обнаруживается в атриовентрикулярном пучке и ножках пучка, но не в узле коров, морских свинок, кроликов и крыс. ANF экспрессия начинает обнаруживаться с 11 дня развития крыс в трабекулярном вентрикулярном компоненте только. Цитосклетные белки Десмин Экспресия десмина является хорошим маркером для вентрикулярной проводящей системы у взрослых коров. У мышей десмин предоминирует в трабекулярном вентрикулярном компонентею У крыс его экспрессия лишь немного выше в проводящей системе по сравненитю с работающим миокардом. α-гладкомышечный актин экспрессируетсяна высоком уровне в проводящейвентрикулярной системе плодов и новорожденных. Нейрофиламенты Белки и мРНК нейрофиламент являются исключительнымимаркерами длявсей проводящей системы: SAN, AVN и вентрикулярной проводящей системы. Ко-экспрессируется с десмином и HNK-1. Ацетилхолинэстераза Высокая ее активность обнаружена в стенке тракта оттока, несколько ниже в вентрикулярныхтрабекулах и низкая во внутреннем слое атриовентрикулярного канала. Она может участовать в мобилизуемой кальцием мускариновой регуляторной системе. КреатинКиназа В сердце описаны две цитозольные изоформы креатинкиназы, дающие гомо- и гетеродимеры ММ, МВ или ВВ. Креатинкиназа-М отсутствует в IFT,AVC и OFT и довольно высокий ее уровень в трабекулярном вентрикулрном компоненте. Высокий ее уровень обнаружен в вентрикулярной проводящей системе у эмбрионов кур, крыс и телят EAP-300 У эмбрионов кур EAP-300 (embryonic avian polypeptide of 300 kDa)выявляется во всех миокардиальных клетках раннего трубчатого сердца day 2 (E2, Stage 13)).На E5 (Stage 24),уровень миокардиальной экспрессии EAP-300 остается значительным как в атриальном, так и вентрикулярном миокарде . На E6 (Stage 28), обнаруживаются отдельные популяции EAP-300 иммуномеченных клеток вне сердца , в septal mesenchymal tissue и в нервных ганглиях, соседствующих с трактом оттока; Эти популяции клеток являются производными нервного гребня, так как ко-экспрессируют EAP-300 и HNK-1. На E13 (Stage 39), иммуномечение в миокарде перестает быть повсеместным и ограничивается проводящей тканью включая атриовентрикулярные пучки и субэндокардиальные клетки Пуркинье. Это ограничение выявляется особенно четко на E15 (stage 41), когда субэндокардиальные и периартериальные волокна Пуркинье помимо EAP-300 иммунореактивности экспрессируют известные маркеры проводящей системы эмбрионов кур, включая специфические изоформы тяжелой цепи миозина, коннексин42. Перед вылуплением E21 (Stage 46), иммуномечение проводящей системы снижается, хотя все еще выше, чем в непроводящем миокарде(McCabe et al., ,1995). Эти данные указывают на существоание сложного скоординированного процесса биохимических и морфологических изменений, управляющих развитием проводящей системой сердца. Предполагается, что в дифференцировку волокон Purkinje вовлечены программы переключения экспрессии генов, с программ, характерных для кардиальных мышц к программам, типичным для скелетных мышц. Напр., 5' регуляторные последовательности гена десмина действуют как энхансерные элементы в скелетных мышцах и в кондуктивной системе , но не в кардиальных мышцах. Выявлено присутствие миозин-связывающего белка Н в проводящей системе поздних плодов и взрослых кур. Так как этот белок экспрессируется во взрослых скелетных мышцах, то предполагается, что дифференцировка волокон Пуркинье происходит с переключением с кардиальной на скелетную программу экспресси генов. Другим примером может служить экспрессия медленного скелетного тропонина I. Происхождение Имеются различные доказательства того, что трабекулярный компонент желудочков отличается от компактного миокарда и дает начало всей вентрикулярной проводящей системе. Генетические доказательства Мыши, несущие мутацию потери функции в гене нейрорегулина, не формируют трабекул и погибают на 10,5 день. Сходный фенотип наблюдается у мышей с потерей функции рецепторов нейрорегулина erb2 или erb4. Нейрорегулин в сердце экспрессируется эндокардиальными клетками, его рецепторы экспрессируются атриальным и вентрикулярным миокардом. Предполагается, что нейрорегулин инициирует паракринным способом путь передачи сигналов, ведущий к формированию трабекул. У мутантов атриальный миокард и зона компактного миокарда выглядят нормальными. Нарушения трабекулярного вентикулярного компонента (TVC) указывают на то, что он является самостоятеьным компонентом. Предполагается, что гибель эмбрионов обусловлнеа нарушением проводимости, так как наблюдаются нерегулярные сердцебиения. У мышей с потерей функции рецептора RXRα нарушено образование трабекулярной и компактной зоны. Мыши погибают на 15-й день развития. Помимо подавления вентрикулярной функции у нихнаблюдается частичный или полный блок сердца, указывающий на то, что атриовентрикулярное соединение не сформировано. Mолекулярные и функциональные доказательства С первыми указаниями на образование вентрикулярных трабекул обнаруживаются Leu-7 (HNK-1) вентрикулярные миоциты, расположенные внизу и предназначенные для образования TVC. Установлено, что TVC экспрессирует большинство атриальных изоформ (напр., ANF , α-MHC, MLC1A, MLC2A) помимо вентрикулярных изоформ. Кроме того коннексины более обильны в TVC, чем в компактном вентрикулярном компоненте (CVC). Контрактильный фенотип TVC выглядит "эмбриональным" по сравнению с CVC, однако проводящий фенотип более развит у TVC. Показано, что деполяризующий импульс преимущественно передается через трабекулярную зону. Большинство маркеров сохраняется и во взрослой вентрикулярной проводящей системе. Морфологические доказательства Предполагается,что дефинитивная вентрикулярная проводящая система происходит из ткани-предшественника, распределяющейся в виде темно-окрашивающегося субэндокардиального слоя, который во время формирования трабекул и перегородки оказывается диспергированным в трабекулы, формирующиеся внутристеночные и субэндокардиальные клетки Пуркинье и внутри и поверх формирующейся межжелудочковой перегородки. Итак, наружный компактный слой предназначен для образования работающего миокарда, а трабекулярный слой, называемый Пэтеном "примордиальный миокард" (TVC) для трабекулярных мышц и проводящей системы. Было показано, что у эмбрионов мыши атриовентрикулярный пучек и его бранши развиваются из ранних трабекул. В ходе развития большинство новых вентрикулрных мышц формируется в результате пролиферации компактного миокарда. Им формируется губко-образный миокард, который пронизывается "настоящими трабекулярными миоцитами", почти достигающими эпикарда. Пока остается неясной связь между первичным кольцом миокарда и TVC.

Существует значительная межвидовая изменчивость в типе клеток Пуркинье, которые четко отличаются от работающего миокарда у птиц, копытных, менее четко у человека и собак и почти не отличаются или вообще отсутствуют в миокарде грызунов. Отличается и положение клеток в проводящей системе. В сердце человека , у плодов и новорожденных, описан добавочный правый атриовентрикулярный кольцевой пучек, а в сердце эмбрионов человека описаны септальная ветвь и ретроаортальная ветвь (Рис.1).

В сердце взрослых птиц присутствует вся система целиком. Она состоит из двух частей. Первая часть представлена находящимся на верхушке вентикулярного гребня атриовентрикулярным пучком (пучком Гиса) и ножками пучка, распространяющимися по сторонам миокарда, обращенным к просвету желудочков, и их веточками, проникающими в компактный слой миокарда. Вторая часть этой проводящей системы представлена кольцом, частично окружающим субаортальный выход из желудочка, и частично, окружающим правое атриовентрикулярное соединение, выше атриовентрикулярного аннулюса (annulus). Это овальное кольцо, в зависимости от угла зрения может выглядеть как восьмерка. Предшественник этого миокардиального кольца обнаруживается в раннем сердце плода человека. Его возникновение было прослежено от первичного миокардиального кольца, окружающего первичное межжелудочковое отверстие в сердце 5-недельного эмбриона человека (Wessels et al., 1992).

Моноклональные антитела против Ganglion Nodosum цыплят, обозначенные G1N2, связываются специфически с субпопуляцией кардиомиоцитов в эмбриональном сердце человека (первичным кольцом) Распределение G1N указывает на то, что дефинитивная проводящая система желудочков происходит из клеток кольца, первоначально окружавших "первичное" межжелудочковое отверстие. Следовательно, атриовентрикулярный пучек и веточки пучка развиваются из G1N2-экспрессирующих миоцитов межжелудочковой перегородки , тогда как "компактный" атриовентрикулярный узел разивается из соединения полосы G1N2-позитивных клеток в правом атриовентрикулярном кольцевом пучке (the right atrioventricular ring bundle) и выростов("penetrating") атриовентрикулярного пучка . Слепо заканчивающиеся тракты представляет собой остатки кондуктивной системы в передней части верхушки межжелудочковой перегородки.

В ходе фомирования межжелудочковой перегородки первичное межжелудочковое отверстие подразделяется. При этом в результате роста атриовентрикулярного канала вправо, часть первичного межжелудочкового кольца миокарда, которая оказывается также частью нижнего края правого атриовентрикулярного соединения, расширяется вправо и формирует нижний край правого атриовентрикулярного соединения, где и располагается потом правый атриовентрикулярный кольцевой пучек.

Эмбриональное сердце начинает сокращаться в раннем развитии в сердце еще лишенном зрелой проводящей системы и His-Purkinje system (HPS) не может еще выявляться обычным гистохимическим анализом. У эмбрионов кур HPS не выявляется до 7 дня эмбрионального развития.

В сердце высших позвоночных скорость проведения выше в сети Пуркинье, чем чем в работающем миокарде, что обеспечивает координированное сокращение желудочков.

Предполагается, что вся вентрикулярная проводящая система (атриовентрикулярный пучек, его ножки и периферическая сеть Пуркинье и первичное межвентрикулярное кольцо миокарда) происходит из трабекулярного вентрикулярного компонента. Предсердия, компактный и трабекулярный вентрикулярный компонеты, являются, по-видимому, отдельными миокардиальными компартментами, судя по межклеточным сообщениям. Трабекулярный компонент имеет фенотип промежуточный между атриальным и компактным вентрикулярным компонентом, который сходен с первичным миокардом, но более развит в отношении свойств проведения.

Молекулярный фенотип

Leu-7, HNK-1, GIN2, NCAM
Антитела к Leu-7, HNK-1, GIN2 в сердце крыс обнаруживаются на клеточной поверхности миоцитов и во внеклеточном матриксе узла и пучка Гиса. Они редко обнаруживаются на поверхности миоцитов работающего миокарда. Если NCAM экспрессируется по всему вентрикулярному миокарду, то полисиалированные NCAM в вентрикулярных трабекулах и поверх межжелудочковой перегородке, т.е. там, где развивается вентрикулярная проводящая система. Это может указывать на то, что развивающаяся вентрикулярная проводящая система находится в процессе отделения от окружающего работающего миокарда, так как полисиаловая кислота в целом ослабляет межклеточные взаимодействия.

С помощью иммуногистологической техники было показано(Chuck ET, Watanabe ,1997), что созревание His-Purkinje system (HPS) выявляется по экспрессии двух разных популяций клеток-предшествеников проводящей системы, клеток, экспрессирующих cell surface carbohydrates PSA-NCAM (PSA) and HNK-1, участвующих в клетка-клетка и клетка-субстрат взаимодействиях. На стадии 25, PSA обнаруживается в вентрикулярных трабекулах и межжелудочковой перегородке (IVS)в виде паттерна, напоминающего бранши пучка ( bundle branches)и волокна Пуркинье. Начиная со стадии 28, обнаруживается экспрессия эпитопа HNK-1 в IVS непосредственно впереди PSA-posctive пучков (bundles) в виде паттерна, напоминающего общий пучек Гиса ( His bundle). Эта соединительная область (junctional region) позитивна также в отношении atrial myosin heavy chain (alpha MHC),другого маркера для HPS.

Сходные изменения обнаруживаются у эмбрионов крыс. Раньше всего HNK-1 иммунореактивность обнаруживается вдоль эндокардиальной поверхности сливающихся трубчатых сердец на 9.5 день эмбрионального развития (ED)эмбрионов крыс и постепенно в отдельных миоцитах, разбросанных широко вдоль петлеобразной сердечной трубки . Иммуно-позитивные миоциты появляются вдоль самых ранних вентрикулярных трабекул, когда они сливаютя для образования межжелудочковой перегородки на 11 день развития. распределяясь по обе стороны и давая правый и левый бранши пучка в сердце на ст. 12.5 ED .

На венозном полюсе сердца примордий синусного узла и временно левый синусный узел обнаруживают иммунопозитивное окрашивание с 12.5 ED, объединяясь в течение 13 вдоль передней стенки правого рога синуса или развивающегося коронарного синуса, соответственно. В предсердии обнаруживается несколько отдельных трактов иммунореактивных миоцитов на 14.5 ED, идущих от синоатриального соединения в атриальные придатки или к атриовентрикулярному соединению вблизи AV узла. Т.о.,вентрикулярная проводящая ткань развивается в самых ранних трабекулах и миокарде перегородки, и она отлична от позднее появляющегося иммунопозитивных трактов предсердий и внекардиальных популяций клеток, таких как нервный гребень, который по-видимому, вносит свой вклад в образование синусного узла и автономной иннервации сердца(Nakagawa et al., ,1993) .

Коннексины

Проводящая система специфически экспрессирует коннексин40 и коннексин45. В противоположность Сх43 экспрессия Сх40 доминирует во всех компонентах вентрикулярной проводящей системы у коров, морских свинок, собак и человека. Гомолог Сх40 у кур Сх42 также преимущественно экспрессируется в вентрикулярной проводящей системе. Его экспрессия начинает обнаруживаться довольно поздно, когда проводящая система уже довольно хорошо развита.

Контрактильные белки

Наблюдается ко-экспрессия атриальной и вентрикулярной изоформ МНС (α-MHC, β-MHC)в проводящей вентрикулярной системе крыс,кроликов, коров, человека. Первоначально обе формы экспрессируются в виде оппозитных градиентов и постепенно начинают экспресироваться камер-специфически, Ко-экспрессия сохраняется довольно долго в медленно-проводящих сегментах (IFT, AVC, OFT), а также в быстро-проводящем трабекулярном вентикулярном компоненте. Наличие уникального медленного тонического миозина выявлено в периферической системе Пуркинье.

Изучали экспрессию myosin binding protein-H (MyBP-H) в волокнах Purkinje в сердце эмбрионов кур(Alyonycheva et al.,1997) .

Этот уникальный миозин-связывающий белок присутствует в скелетных, но не кардиальных миоцитах. Иммуногистологический анализ миокрада картирует AB105 антиген преимущественно в А дисках миофибрил в волокнах Purkinje. Western blot анализ всего экстракта вентрикулярной стенки взрослых показал, что AB105 эпитоп ограничен одиночным белком приблизительно в 86 kD, т.е. того же самого размера, что и MyBP-H белок в скелетных мышцах . Полученные результаты указывают на то, что белок скелетных мышц MyBP-H экспрессируется в субнаборе кардиальных мышечных клеток, дифференцирующихся в волокна Пуркинье.

Атриальный Натрийуретический Фактор

ANF участвует в регуляции баланса в теле жидкости и электролитов. В проводящей системе плодов и возрослы. Он обнаруживается в атриовентрикулярном пучке и ножках пучка, но не в узле коров, морских свинок, кроликов и крыс. ANF экспрессия начинает обнаруживаться с 11 дня развития крыс в трабекулярном вентрикулярном компоненте только.

Цитосклетные белки
Десмин

Экспресия десмина является хорошим маркером для вентрикулярной проводящей системы у взрослых коров. У мышей десмин предоминирует в трабекулярном вентрикулярном компонентею У крыс его экспрессия лишь немного выше в проводящей системе по сравненитю с работающим миокардом. α-гладкомышечный актин экспрессируетсяна высоком уровне в проводящейвентрикулярной системе плодов и новорожденных.

Нейрофиламенты

Белки и мРНК нейрофиламент являются исключительнымимаркерами длявсей проводящей системы: SAN, AVN и вентрикулярной проводящей системы. Ко-экспрессируется с десмином и HNK-1.

Ацетилхолинэстераза

Высокая ее активность обнаружена в стенке тракта оттока, несколько ниже в вентрикулярныхтрабекулах и низкая во внутреннем слое атриовентрикулярного канала. Она может участовать в мобилизуемой кальцием мускариновой регуляторной системе.

КреатинКиназа
В сердце описаны две цитозольные изоформы креатинкиназы, дающие гомо- и гетеродимеры ММ, МВ или ВВ. Креатинкиназа-М отсутствует в IFT,AVC и OFT и довольно высокий ее уровень в трабекулярном вентрикулрном компоненте. Высокий ее уровень обнаружен в вентрикулярной проводящей системе у эмбрионов кур, крыс и телят

EAP-300
У эмбрионов кур EAP-300 (embryonic avian polypeptide of 300 kDa)выявляется во всех миокардиальных клетках раннего трубчатого сердца day 2 (E2, Stage 13)).На E5 (Stage 24),уровень миокардиальной экспрессии EAP-300 остается значительным как в атриальном, так и вентрикулярном миокарде . На E6 (Stage 28), обнаруживаются отдельные популяции EAP-300 иммуномеченных клеток вне сердца , в septal mesenchymal tissue и в нервных ганглиях, соседствующих с трактом оттока; Эти популяции клеток являются производными нервного гребня, так как ко-экспрессируют EAP-300 и HNK-1. На E13 (Stage 39), иммуномечение в миокарде перестает быть повсеместным и ограничивается проводящей тканью включая атриовентрикулярные пучки и субэндокардиальные клетки Пуркинье. Это ограничение выявляется особенно четко на E15 (stage 41), когда субэндокардиальные и периартериальные волокна Пуркинье помимо EAP-300 иммунореактивности экспрессируют известные маркеры проводящей системы эмбрионов кур, включая специфические изоформы тяжелой цепи миозина, коннексин42. Перед вылуплением E21 (Stage 46), иммуномечение проводящей системы снижается, хотя все еще выше, чем в непроводящем миокарде(McCabe et al., ,1995).

Эти данные указывают на существоание сложного скоординированного процесса биохимических и морфологических изменений, управляющих развитием проводящей системой сердца. Предполагается, что в дифференцировку волокон Purkinje вовлечены программы переключения экспрессии генов, с программ, характерных для кардиальных мышц к программам, типичным для скелетных мышц.

Напр., 5' регуляторные последовательности гена десмина действуют как энхансерные элементы в скелетных мышцах и в кондуктивной системе , но не в кардиальных мышцах. Выявлено присутствие миозин-связывающего белка Н в проводящей системе поздних плодов и взрослых кур. Так как этот белок экспрессируется во взрослых скелетных мышцах, то предполагается, что дифференцировка волокон Пуркинье происходит с переключением с кардиальной на скелетную программу экспресси генов. Другим примером может служить экспрессия медленного скелетного тропонина I.

Происхождение
Имеются различные доказательства того, что трабекулярный компонент желудочков отличается от компактного миокарда и дает начало всей вентрикулярной проводящей системе.

Генетические доказательства
Мыши, несущие мутацию потери функции в гене нейрорегулина, не формируют трабекул и погибают на 10,5 день. Сходный фенотип наблюдается у мышей с потерей функции рецепторов нейрорегулина erb2 или erb4.

Нейрорегулин в сердце экспрессируется эндокардиальными клетками, его рецепторы экспрессируются атриальным и вентрикулярным миокардом. Предполагается, что нейрорегулин инициирует паракринным способом путь передачи сигналов, ведущий к формированию трабекул. У мутантов атриальный миокард и зона компактного миокарда выглядят нормальными. Нарушения трабекулярного вентикулярного компонента (TVC) указывают на то, что он является самостоятеьным компонентом. Предполагается, что гибель эмбрионов обусловлнеа нарушением проводимости, так как наблюдаются нерегулярные сердцебиения. У мышей с потерей функции рецептора RXRα нарушено образование трабекулярной и компактной зоны. Мыши погибают на 15-й день развития. Помимо подавления вентрикулярной функции у нихнаблюдается частичный или полный блок сердца, указывающий на то, что атриовентрикулярное соединение не сформировано.

Mолекулярные и функциональные доказательства
С первыми указаниями на образование вентрикулярных трабекул обнаруживаются Leu-7 (HNK-1) вентрикулярные миоциты, расположенные внизу и предназначенные для образования TVC. Установлено, что TVC экспрессирует большинство атриальных изоформ (напр., ANF , α-MHC, MLC1A, MLC2A) помимо вентрикулярных изоформ.

Кроме того коннексины более обильны в TVC, чем в компактном вентрикулярном компоненте (CVC). Контрактильный фенотип TVC выглядит "эмбриональным" по сравнению с CVC, однако проводящий фенотип более развит у TVC. Показано, что деполяризующий импульс преимущественно передается через трабекулярную зону. Большинство маркеров сохраняется и во взрослой вентрикулярной проводящей системе.

Морфологические доказательства

Предполагается,что дефинитивная вентрикулярная проводящая система происходит из ткани-предшественника, распределяющейся в виде темно-окрашивающегося субэндокардиального слоя, который во время формирования трабекул и перегородки оказывается диспергированным в трабекулы, формирующиеся внутристеночные и субэндокардиальные клетки Пуркинье и внутри и поверх формирующейся межжелудочковой перегородки. Итак, наружный компактный слой предназначен для образования работающего миокарда, а трабекулярный слой, называемый Пэтеном "примордиальный миокард" (TVC) для трабекулярных мышц и проводящей системы. Было показано, что у эмбрионов мыши атриовентрикулярный пучек и его бранши развиваются из ранних трабекул. В ходе развития большинство новых вентрикулрных мышц формируется в результате пролиферации компактного миокарда. Им формируется губко-образный миокард, который пронизывается "настоящими трабекулярными миоцитами", почти достигающими эпикарда.

Пока остается неясной связь между первичным кольцом миокарда и TVC.