Внутренняя сторона копытной стенки. Самый внутренний слой копытной стенки и заворотных стенок лошадей и пони называют ламинарным слоем, в честь 550-600 эпидермальных пластинок (основные эпидермальные пластинки), которые выходят из их поверхности параллельными рядами (рисунок 3.1). Подобно всем эпидермальным волосам и роговидным структурам, пластинки внутренней копытной стенки лишены сосудов и зависят от капилляров в смежной дерме (или, более точно - в ламинарном кориуме), поставляющей питательные вещества. Эпидермальные клетки, смежные с дермой (иногда называемой слоем базальных клеток, слоем зародышевых клеток, или stratum germinativum), очень важны, поскольку это те клетки, которые должны оставаться прикрепленными к соединительной ткани дистальной фаланги. Как предполагает их анатомическое имя, пластинчатые базальные клетки должны быть слоем зародышевых или пролиферативных клеток - но интересно то, что с базальными клетками ламины внутренней стенки копыта лошади дело обстоит не так. Они не разрастаются до какой-либо степени - в отличие от эпидермальных базальных клеток венчика и подошвы, которые разрастаются непрерывно, чтобы сформировать жесткую, но гибкую копытную стенку и подошву соответственно. Основная функция пластинчатых базальных клеток – подвешивать дистальную фалангу внутри копытной капсулы. Они разрастаются только тогда, когда копытная стенка повреждена, и требуется заживление.
Вторичные эпидермальные пластинки. Микроскопическое исследование внутренней стенки копыта показывает, что площадь поверхности пластинок дополнительно расширена добавлением вторичных пластинок на каждую основную пластинку. Есть приблизительно 150-200 вторичных пластинок (рисунок 3.2) вдоль каждой из 550-600 основных пластинок. Верхушки пластинок (и основных, и вторичных) все направлены к дистальной фаланге, указывая на направление силы натяжения, которая воздействует на ламинарный подвешивающий аппарат. Площадь внутренней поверхности копытной стенки лошади в среднем менее одного квадратного метра, что значительно больше, чем у коровьих копыт, в которых отсутствуют вторичные пластинки.
Базальная мембрана. На поверхности эпидермы и дермы пластинок есть крепкий, непрерывный слой соединительной ткани, называемый базальной мембраной. Эта ключевая структура - мост, соединяющий базальные клетки пластинчатого эпидермиса копыта - с одной стороны, и крепкую соединительную ткань (подобный сухожилию коллаген I) на верхней поверхности дистальной фаланги - с другой. Базальная мембрана создана из уникального волокнистого коллагена, названного коллагеном типа IV. Структура коллагена типа IV, сплетенного подобно циновке, является ламинином - одним из нескольких гликопротеинов базальной мембраны. Она формирует рецепторные участки и лиганды для сложной матрицы факторов роста, цитокинов, молекул слипания и интегринов, которые вместе управляют функциональным поведением эпидермиса. Без неповрежденной, функциональной базальной мембраны эпидермис, к которому она обычно жестко присоединена, приходит в беспорядок (рисунок 3.3).
Полудесмосомы. Пластинчатая базальная мембрана присоединена к нижним частям, или основе эпидермальных базальных клеток, в отдельных участках, называемых полудесмосомами. Полудесмосомы напоминают "точечную сварку" на листе стали, и являются дисками-точками крепления, которые служат для сохранения слоя базальной мембраны крепко сцепленным со всеми базальными клетками листочкового слоя копыта. Каждая полудесмосома состоит из нескольких белков, которые окрашиваются темным цветом при рассмотрении через трансмиссионный электронный микроскоп (рисунок 3.4). Соединение промежутка между плотной бляшкой полудесмосомы и собственно базальной мембраной (lamina densa) имеет вид множества ультрамикроскопическимих фиксирующих филаментов. Каждый филамент состоит из одной молекулы гликопротеина, называемой ламинин-5, который уникален для полудесмосом. Добавочный белок, называемый BP-180, также может быть частью фиксирующего филамента. Если фиксирующие филаменты либо полудесмосомы повреждены и собираются исчезнуть, базальная мембрана отделяется от базальной клетки. Для тех, кто изучает ламинит, понятно, что и ламинин-5, и BP-180 являются основой энзимов соединительной ткани, называемых матриксной металлопротеиназой, или MMPs (рисунок 3.5)
Цитоскелет базальной клетки. В пределах цитоплазмы каждой базальной клетки есть перекрещивающаяся сеть тонких нитей белка, которая составляет внутренний скелет (цитоскелет) клетки. Цитоскелет придает клетке жесткость и правильную форму. Все клеточные органеллы (митохондрии, аппарат Гольджи, эндоплазматическая сеть) - так же как и крайне важное ядро - подвешены и зафиксированы в трехмерной решетке цитоскелета. Там, где цитоскелет граничит с базальной стенкой клетки, смежной с базальной мембраной, он сплетается в диск полудесмосомы. Там, где цитоскелет граничит с внутренней стороной и верхней стенкой клетки, смежной с соседними базальными клетками и парабазальными клетками, он сплетается в диски десмосом. Таким образом, цитоскелет формирует прямую линию связи между соседними клетками, базальной мембраной и наружной стороной. Если происходит повреждение полудесмосом, или десмосом, или базальной мембраны - цитоскелет базальной клетки разрушается, и базальная клетка прекращает получать информацию, управляющую ее нормальной и надлежащей функцией (рисунок 3.6).
Рост копытной стенки. Копытная стенка растет в течение всей жизни лошади. Непрерывная регенерация копытной стенки происходит в венчике, где эпидермальные базальные клетки подвергаются митозу, производя популяцию дочерних клеток, которые созревают, ороговевают и твердеют, непрерывно добавляясь к копытной стенке под венчиком. Это компенсирует непрерывное стирание копытной стенки на уровне земной поверхности. Основные эпидермальные пластинки являются частью копытной стенки и растут вместе с ней вниз. Основные пластинки скользят вдоль клеток вторичных эпидермальных пластинок, которые не перемещаются из-за их обязанности подвешивать дистальную фалангу. Базальные клетки пластинок должны оставаться прикрепленными к лежащей под ними базальной мембране, если механизм крепления дистальной фаланги функционирует правильно (рисунок 3.7).
Ремоделирующие ферменты ламины. Клетки эпидермиса ламины ремоделируют и непрерывно модернизируют свою пространственную организацию жестко регулируемым производством класса цинкосодержащих ферментов, известных как матриксная металлопротеиназа (MMPs). Два члена семьи MMP (MMP-2 и MMP-14) присутствуют в пластинках нормальной копытной стенки (рисунок 3.8). Контролируемая деятельность MMP допускает перемещение различных классов эпидермальных клеток между базальной мембраной пластинок, вторичными эпидермальными пластинками и основными эпидермальными пластинками. MMPs производятся и выделяются как пассивные проферменты и активизируются только для того, чтобы образовались складки, которые требуются для непрерывного роста и движения в пластинках. Когда они активизируются, локально произведенные ингибиторы (тканевые ингибиторы металлопротеиназы или TIMPs) быстро подавляют MMP. В нормальном копыте присутствует гармония пластинок. Однако с их большой площадью поверхности и крайне важной функцией подвешивания дистальной фаланги, пластинки копыта можно сравнить с заряженным ружьем. Элементы белка базальной мембраны (коллаген IV типа и ламинин), так же, как и фиксирующий филамент полудесмосомы (ламинин-5) - это известные субстраты MMP-2 и MMP-14. Мы полагаем, что дезорганизация эпидермальных клеток вторичных эпидермальных пластинок, массовый отрыв базальных клеток от базальной мембраны и лизис базальной мембраны, который происходит на ранней стадии развития ламинита - вызываются неконтролируемой, чрезмерной активацией MMP.
Обмен веществ в ламинарном слое. Несмотря на распространенное мнение относительно устойчивости к инсулину, метаболизма глюкозы и связь с ламинитом, существует немного информации на тему того, действительно ли, где и как глюкоза потребляется живыми клетками копыта лошади. Чтобы ответить на этот вопрос, мы занимались исследованиями, потребляется ли глюкоза копытом лошади, и инсулинозависимо ли поглощение глюкозы в эпидермальных клетках копыта (Вотл и Поллит 2004). Концентрации глюкозы в крови были зарегистрированы у семи взрослых лошадей, при одновременном заборе крови из трех кровеносных сосудов: артерии, яремной вены и пальцевой вены на уровне бабки одной из передних ног. Антитело к белкам транспортирует глюкозу (GLUTs – переносчик глюкозы), и инсулиновый рецептор использовался для иммунолокализации этих белков в ягодичной мышце и в копытах 7 лошадей. Мы обнаружили, что копыто лошади потребляет больше глюкозы, чем ее голова. Инсулин независимый GLUT1 был главным эпидермальным транспортером глюкозы в клетки копыта. В отличие от ягодичной мышцы, пластинки копыта не полагаются на инсулин для поглощения глюкозы. Таким образом, с точки зрения метаболической активности, разделение копыта на чувствительные и нечувствительные слои больше не логично. Глюкоза поставляет энергию, важную для поддержания целостности стыка эпидермального/дермального слоя копыта лошади. Мы также измерили концентрацию молочной кислоты в тех же самых образцах крови. Количество лактата, произведенного копытом, превысило количество у головы, что указывает на то, что копыто не только способно к анаэробному метаболизму, но и зависит от него при производстве энергии. Биохимическое окрашивание для лактатдегидрогеназы показало сильную реакцию в слое базальных клеткок пластинки. Таким образом, ламинарные ткани, кажется, являются анаэробными и могут быть довольно безразличными к кислородному (но не глюкозному) статусу их кровоснабжения. Это говорит против теорий, которые полагаются на ламинарную гипоксию, чтобы объяснить патогенез ламинита.
Ключевые пункты: • Основные эпидермальные пластинки, покрывающие складками внутреннюю поверхность копытной стенки, выполняют функцию прикрепления дистальной фаланги внутри копытной капсулы. Вторичные эпидермальные пластинки, расположенные вдоль каждой основной пластинки, увеличивают площадь поверхности, чтобы обеспечить лучшее соединение. • Базальная мембрана соединяет базальные клетки вторичных эпидермальных пластинок и соединительную ткань вторичных дермальных пластинок в специализированных местах соединения, называемых полудесмосомами. Фиксирующие филаменты, состоящие из ламинина-5, соединяют промежуток между полудесмосомами и базальной мембраной. • Нижние клетки ламинарного слоя потребляют глюкозу с помощью белков-переносчиков глюкозы без вовлечения инсулина.
Гранулярный, густо окрашенный материал (гранулы мембранного покрытия) мигрирует через цитоплазму, чтобы осесть за пределами клетки в качестве межклеточного цементирующего вещества. На этой поздней стадии созревания кератиноцита клетка теряет свое ядро (становится безъядерной), и цитоплазма плотно упаковывается с крепкими нитями кератина, которые соединены друг с другом и с десмосомами. Таким образом, клеточная мембрана каждой клетки становится крепко сцементированной со своим соседом. Наконец, нити кератина встраиваются в плотную, бесструктурную матрицу, богатую серой, которая содержит аминокислоты (но не кератин) для формирования зрелого корнеоцита (роговой клетки). Полностью ороговевшие клетки (безъядерные корнеоциты) трубчатого и межтрубчатого рога крепко цементируются друг к другу, формируя сплошную среду: жесткий, но все же гибкий средний слой копытной стенки. Зрелые корнеоциты, которые сильно сцементированы вместе, формируют жесткий защитный барьер, предотвращающий как проникновение воды и растворимых в ней веществ внутрь, так и потерю жидкостей тела через высоковаскулированную кожу - наружу. В дополнение к работе в качестве барьера проницаемости корнеоциты копытной стенки, упорядоченные в их специализированные трубчатые и межтрубчатые конфигурации, совершают в конечном счете важную работу по поддержке всего веса лошади. Трубочки копытной стенки организованы не беспорядочно. Трубочки среднего слоя упорядочены в четыре отдельные зоны - по разности плотности трубочек в межтрубчатом роге. Зона самой высокой плотности трубочек - это внешний слой, и при приближении к внутреннему листочковому слою плотность пошагово снижается. Градиент плотности трубочек в направлении сквозь стенку является, по всей видимости, механизмом сглаженной передачи энергии от твердой (высокая плотность трубочек) внешней стенки к более гибкой (низкая плотность трубочек) внутренней стенке, и, в конечном счете, к дистальной фаланге. Градиент плотности трубочек отражает градиент содержания воды в копытной стенке, и все эти факторы вместе представляют оптимальный дизайн копытной стенки лошади. Зональное распределение трубочек также является механизмом, останавливающим трещины. Упомянутые зоны придают копытной стенке конструктивные свойства многослойного композитного материала; область стыка зон поглощает энергию и предотвращает распространение трещин в чувствительные внутренние структуры. Кроме того, анизотропия (преимущественная крепость в каком-либо одном направлении) среднего слоя гарантирует, что трещины, когда они появляются, распространяются от поверхности опоры вверх, параллельно трубочкам, то есть вдоль самой слабой плоскости. И не распространяются в самые внутренние слои копытной стенки, потому что относительно высокое содержание водыв этой области обеспечивает высокую устойчивость к растрескиванию. Копытная стенка также имеет мощную функцию демпфирования вибраций, возникающих при контакте копытной стенки с землей во время движения. Она способна уменьшить и частоту, и максимальную амплитуду колебаний. К тому времени, как ударная волна от столкновения с землей достигает первой фаланги, приблизительно 90 % энергии рассеивается, главным образом в листочковом соединении.
Кориум. Высоковаскуляризированный кориум, или основа кожи (часто называемый "быстрым") лежит в основании копытной стенки и состоит из плотной матрицы жесткой соединительной ткани (подобной коллагену I сухожилий); содержит в себе сеть артерий, вен, капилляров и чувствительных и вазомоторных нервов. Все части кориума, за исключением кориума ламины, имеют сосочки, которые плотно прилегают к отверстиям в копыте. Ламинарный кориум имеет дермальные пластинки, которые сцепляются с эпидермальными пластинками внутренней части копытной стенки и заворотных стенок. Кориум обеспечивает питание копыта, и его плотная матрица соединительной ткани связывает базальную мембрану дермально-эпидермального соединения с надкостной поверхностью дистальной фаланги, и таким образом подвешивает дистальную фалангу на внутренней части стенки копытной капсулы.
Кориум венчика. Кориум венчика заполняет венечный желоб и перемешивается с кориумом ламины внутренней стенки копыта. Его внутренняя поверхность надежно присоединена к сухожилию разгибателя и хрящам дистальной фаланги. Таким образом, куда бы не перемещалась дистальная фаланга, венчик перемещается вместе с ней. Этот факт становится важным, когда ламинит приводит к смещению дистальной фаланги вниз. Все вместе: кориум венчика и зародышевые эпидермальные клетки, которые опираются на его базальную мембрану - известны как венчик. Особенность кориума венчика заключается в большом количестве волосообразных сосочков, выступающих из его поверхности (рисунок 2.9). В жизни каждый конический сосочек плотно располагается в отверстии на поверхности эпидермального венечного желоба (рисунок 2.10). Каждый сосочек несет ответственность за питание отдельной трубочки копытной стенки.
Система соединения ламины с дистальной фалангой. В повседневной жизни лошади связь между копытом и костью не имеет проблем. Огромная нагрузка, искажения и упругая отдача, которые ламинарный слой испытывает на себе во время каждого шага считаются само собой разумеющимся. Это - основной амортизатор нижней части конечности. На рисунке 2.11 изображена диаграмма, показывающая ключевые структуры системы соединения ламины с дистальной фалангой.
Ключевые пункты: • Вес лошади приходится на четыре видоизмененных ногтя (копыта), которые обрамляют конечные кости пальцев лошади (дистальные фаланги). • Непрерывный рост копытной стенки происходит в венчике делением кератиноцитов и организованным вызреванием кератиноцитов в трубочки среднего слоя. • Кориум состоит из плотной матрицы крепкой соединительной ткани, содержащей кровеносные сосуды и нервы. Кориум венчика имеет сосочки, которые обеспечивают питание трубочек копытной стенки. • Кориум ламины имеет дермальные пластинки, которые смыкаются с эпидермальными пластинками внутренней части копытной стенки и заворотных стенок, таким образом обеспечивая связь между копытной стенкой и дистальной фалангой.
Все даты в формате GMT
10 час. Хитов сегодня: 0
Права: смайлы да, картинки да, шрифты да, голосования нет
аватары да, автозамена ссылок вкл, премодерация откл, правка нет
- участник сейчас на форуме
- участник вне форума