Histogenetic transformations of conductive system of the heart.

Authors

  • Yu. V. Silkina Dnipropetrovsk State Medical Academy, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.26641/1997-9665.2010.3.50-66

Keywords:

conductive system, histogenesis, embryonic heart

Abstract

Embryonic and fetal human hearts and also embryonic, newborn and mature rat hearts have been investigated. We used the panel of antibodies (NF, α-SMA, MSA, neuregulin, Ki-67, bax, CD95), panel of lectins (WGA, PNA, HPA, SBA, SNA) and electronic microscopy. It was established that atrial and ventricular cardiomyocytes in human embryonic heart express the same specific antigene determinants as in definitive conductive system - NF and α-SMA, forming ways for conducting impulses for contraction under the asence of mature conductive system. Regression of proteins occurs along with the process of formation of definitive conductive system, remaining for a long time only in cardiomyocytes of atrial terminal department. The last ones preserve embryonic properties also in mature heart. Development of all components of conductive system, except its terminal atrial and ventricular departments, is closely interconnected with histogenetic processes in nervous system, as the increase of relative volume of nervous fibres inside the structural components of the system directly correlates with the degree of compaction of cells of bundle and node, and with rate of their differentiation. Initiation of apoptosis in cells of conductive system occurs in bax-dependent and Fas-dependent mechanisms, in the first case – for controlling the cellular population, and in the second – for settling the territory of components of conductive system by vasculogenic cells. Apoptotic processes on territory of structural elements of conductive system are rare events. Term, at which the conductive system looks like uniform system, is near 11 week of human prenatal ontogenesis, however process of differentiation of cells of conductive system has not finished yet, and especially it refers to the system of specialized intercellular junctions.

References

  1. Антонюк В. О. Лектини та їх сировинні джерела / В. О. Антонюк. – Львів : Кальварія, 2005. – 554 с.
  2. Волкова О. В. Эмбриогенез и возрастная гистология внутренних органов человека / О. В. Волкова, М. И. Пекарский. - М. : Медицина, 1976. – 412 с.
  3. Волосовeць О. П. Педіатричні аспекти ведення дітей з природженими вадами серця / Волосовeць О. П., Сенаторова Г. С., Гончарь М. О. – Тернопіль : Укрмедкнига, 2008. – 215 c.
  4. Волошин Н. А. Роль лектинов в диагностике и лечении злокачественных новообразований / Н. А. Волошин, С. Н. Пащенко // Запорожский мед. журн. – 2004. – № 3. – С. 93–96.
  5. Галич И. П. Изменение гликозилирования при онкогенезе и развитии других патологических процессов / И. П. Галич, Н. В. Евтушенко // Онкология. – 2003. – Т. 5, № 1. – С. 4–9.
  6. Митрофанова Л. Б. Гистологическая и электрофизиологическая характеристика задне-верхней части межпредсердной перегородки / Л. Б. Митрофанова, Е. Н. Михайлов, Д. С. Лебедев // Вестник аритмологии. – 2008. – № 52. – С. 20–26.
  7. Динов Б. А. Прогнозирование течения и оценки тяжести полных атриовентрикулярных блокад у детей / Б. А. Динов, Ю. М. Белозеров // Вест. Аритм. – 2006. – Т. 4, № 2. – С. 15–19.
  8. Изменение уровня сывороточных аутоантител класса IgG к ряду белков нервной ткани у больных с жизнеугрожающими аритмиями / Т. П. Клюшник, Е. В. Даниловская, О. Е. Ватолкина [и др.] // Бюлл. эксперимент. биол. и мед. – 1988. – Т. 125, № 6. – С. 677–679.
  9. Луцик А. Д. Лектины в гистохимии / Луцик А. Д., Детюк Е. С., Луцик М. Д. ; под ред. Е. Н. Панасюка. – Львов : Вища шк., 1989. – 144 с.
  10. Манских В. Н. Пути гибели клетки и их биологическое значение / В. Н. Манских // Цитология. – 2007. – Т. 49, № 11. – С. 909–915.
  11. Мутафьян О. А. Пороки сердца у детей и подростков / О. А. Мутафьян. – М. : ГЭОТАР, 2009. – 556 с.
  12. Пат. 51942 Україна МПК G 01 N 1/00 Спосіб вимірювання мікроскопічних структур / О. Ю. Потоцька, А. О. Горбунов, І. В. Твердохліб, Д. Г. Мурашкіна, І. С. Хріпков, Ю. В. Сілкіна ; заявник та патентновласник Дніпропетровська державна медична академія. – № u 2010 00615 ; заявл. 22.01.10 ; опубл. 10.08.10, Бюл. № 15.
  13. Пат. 52333 Україна МПК G 01 N 1/00 Спосіб обчислення рівня міграційно-адгезійного потенціалу ембріональних клітин / Ю. В. Сілкіна, І. В. Твердохліб, А. О. Горбунов, О. Ю. Потоцька, Д. Г. Мурашкіна ; заявник та патентновласник Дніпропетровська державна медична академія. – № u 2010 01471 ; заявл. 12.02.10 ; опубл. 25.08.10, Бюл. № 16.
  14. Результаты анализа интраоперационных биопсий миокарда у детей с тетрадой Фалло / И. Ф. Егорова, Р. А. Серов, М. Р. Туманян, А. С. Шарыкин // Грудная и сердечно-сосудистая хирургия. – 2001. – № 4. – С. 8.
  15. Шаповалова Е. Ю. Изменения углеводного состава тканей в процессе раннего эмбрионального гистогенеза дыхательной системы у человека / Е. Ю. Шаповалова, А. Д. Луцик // Таврич. медико-биолог. вестник. – 2000. – № 1–2. – С. 175–178.
  16. Development of the cardiac pacemaking and conduction system / R. Gourdie, B. Harris, J. Bound [et al.] // Birth Defects Res. – 2003. – Vol. 69. – P. 46–57.
  17. Ansari A. Distribution of the Purkinje fibres in the sheep heart / A. Ansari, S. Ho, R. Anderson // Anat. Rec. – 1999. – Vol. 254. – P. 92–97.
  18. Fas-ligand gene transfer to the embryonic heart induces programmed cell death and outflow tract defects / D. Sallee, Y. Qiu, J. Liu [et al.] // Dev Biol. – 2004. – Vol. 267, № 2 Р. 309–19.
  19. Franco D. Molecular characterization of the ventricular conduction system in the developing mouse heart: topographical correlation in normal and congenitally malformed hearts / D. Franco, J. Icardo // Cardiovascular Research. – 2001. – Vol. 49, № 2. – Р. 417–429.
  20. James T. The internodal pathways of the human heart / T. James // Prog. Cardiovasc. Dis. – 2001. – Vоl. 43, № 6. – P.495-535.
  21. Moorman A. Development of the cardiac conduction system: a matter of chamber development / A. Moorman, V. Christoffels // Novartis Found. Symp. – 2003. – Vol. 250. P. 25–34.
  22. Morphology of inter-atrial conduction routes in patients with atrial fi brillation / P. Platonov, L. Mitrofanova, L. Chireikin [et al.] // Europace. – 2002. – Vol. 4, № 2. – P. 183–192.
  23. Neuregulin-1 promotes formation of the murine cardiac conduction system / S. Rentschler, J. Zander, K. Meyers [et al.] // PNAS. – 2002. - Vol. 99, № 16. – Р. 10464-10469.
  24. New method for AF ablation during sinus rhythm based on detecting the “AF-Nests” pacing / J. Pachón, E. Pachón, T. Lobo // Clin. Electrophysiol. – 2006. – Vol. 29, № 3. – Р. 318–322.
  25. Observations on the development of the human atrioventricular node and bundle / R. Truex, T. Marino, D. Marino // Anat. Rec. – 1978. – Vol. 192, № 3. – Р. 337–350.
  26. Organisation of the mouse sinoatrial node: structure and expression of HCN channels / J. Liu, H. Dobrzynski, J. Yanni [et al.] // Cardiovascular Research. – 2007. – Vol. 73, № 4. Р. 729–738.
  27. Skeletal muscle-specific myosin binding protein-H is expressed in Purkinje fibers of the cardiac conduction system / T. Alyonicheva, L. Cohen-Gould, C. Siewert [et al.] // Cirс. Res. – 1997. – Vol. 80. - P. 665-672.
  28. Suárez-Mier M. Histopathology of the conduction system in sudden infant death / M. Suárez-Mier, B. Aguilera // Forensic Science International. – 1998. – Vol. 93, № 2. – P. 143-154.
  29. Šolc D. The heart and heart conducting system in the kingdom of animals: A comparative approach to its evolution / D. Šolc // Exp. Clin. Cardiol. – 2007. – Vol. 12, № 3. – Р. 113–118.
  30. Targeting and functional role of N-RAP, a nebulin-related LIM protein, during myofibril assembly in cultured chick cardiomyocytes / S. Carroll, A. Herrere, R. Horowits // J. Cell Sci. – 2001. – Vol. 114, № 23. – P. 4229–4238.
  31. The neural crest is contiguous with the cardiac conduction system in the mouse embryo: a role in induction? / R. Poelmann, M. Jongbloed, D. Molin [et al.] // Anat. Embryol (Berl). – 2004. – Vol. 208, № 5. Р. 389–393.
  32. The development of the cardiac specialized tissue / R. Anderson, A. Becker, A. Wenink // The The conduction system of the heart. – Leiden : HE Stenfert Kroese, 1976. – 142 p.

How to Cite

Silkina, Y. V. (2010). Histogenetic transformations of conductive system of the heart. Морфологія / Morphologia / Morfologìâ, 4(3), 50–66. https://doi.org/10.26641/1997-9665.2010.3.50-66

Issue

Section

Статті