دانلود مقاله مقایسه ساختار و فراساختار فولیکول های مو و پر

بخشی از مقاله

مقدمه

بدن مهرهداران با فلس، پر یا مو (خز) پوشیده میشود. مقایسه تشابهات و تفاوتهاي این ضمائم پوستی سبب میشود اطلاعاتی درباب منشأ جنینی آنها و نیز چگونگی تکامل آنها فراهم شود ( Chuong et al., .(2000 عقیده بر این است که مسیر تکاملی پر (از خزندگان به پرندگان) و مو (از خزندگان به پستانداران) متفاوت و مستقل از یکدیگر است، ولی فولیکول پر و فولیکول مو شباهتهایی با هم دارند که به اعتقاد محققان ناشی از تکامل همگراي این دو ساختار است .(Yue et al., 2005) فولیکول پر و مو هردو قدرت ترمیمی نیرومندي دارند که میتوانند به طور دورهاي سبب نوسازي این ساختارهاي اپیتلیالی (پر و مو) شوند .(Paus, 1996) علاوهبراین، در طی دورة جنینی هردو این ضمائم پوستی (فولیکول پر و فولیکول مو) همچون دیگر ضمائم اپیدرمی (ناخن، چنگال، فلس، غدد شیري و شاخ) درنتیجه برهمکنشهايدقیقاً زمانبندي و مکانیابیشدهاي که بین اپیدرم جنینی و جمعیت خاصی از سلولهاي درمی جنینی (سلولهاي مزانشیمی) به وقوع میپیوندد سرچشمه میگیرند ( Martinez et al., .(2004 هردوي این بافتها براي مورفوژنز طبیعی این ضمائم لازم و ضرورياند. دلیل این وابستگی دوجانبه وجود مسیرهاي پیام رسانی دوجانبهاي است که بین اپیدرم و سلولهاي مزانشیمی برقرار میشود و این پیامها هستند که نوع، شکل و طرح ضمائم پوستی درحال تشکیل را تعیین میکنند .(Davidson, 1993) ازطرفی باید توجه داشت که این برهمکنشها صرفاً به دوران جنینی محدود نمیشوند، بلکه در سرتاسر طول زندگی فرد تداوم دارند و مسئول رخدادهاي چرخهاي در جریان رشد، توقف رشد و ریزش پر یا مو هستند

.(Mackenzie, 1994)

Nova Biologica Reperta 1: 56-69 (2015) 57/57

باوجود منشأ تکاملی متفاوت، وجود وقایع مشابه در دورة جنینی باعث شده است که این دو ساختار پوستی در حیوان بالغ آناتومی و بافتشناسی نسبتاً مشابهی را به نمایش بگذارند. مطالعات متعددي درباب ساختار آناتومیکی و میکروسکوپی این دو فولیکول انجام گرفته است .(Yu et al., 2004) این مطالعات سازماندهی کلی این فولیکولها و مولکولهاي درگیر در اتفاقات داخل سلولی و بینسلولی را تاحدودي در آنها روشن کرده است. فولیکولها ساختارهاي استوانهايشکل در پوست هستند که ضمن تولید پر و مو آنها را محکم در پوست نگه میدارند. در قاعدة این فولیکولها که در درون درم قرار میگیرد تودهاي سلول مزانشیمی به نام پاپیلاي درمی وجود دارد که با ارسال پیامهایی سلول-هاي اپیدرمی پیرامون خود را که سلولهاي ماتریکس نامیده میشوند وادار به تکثیر میکنند ( Jiang et al., .(2011 همچنانکه سلولهاي بهدستآمده از تکثیر به طرف بالا حرکت میکنند تمایز مییابند و به پر یا مو تبدیل میشوند. بنابر مطالعات انجامشده درباره هردوي این فولیکولها، سلولهاي پاپیلاي درمی براي ترمیم دورهاي پر و مو حیاتی هستند. عقیده بر این است که هردو فولیکول پر و مو واجد مخزنی از سلولهاي بنیادي اپیدرمی هستند که نهتنها سلولهاي لازم براي رشد پر یا مو را تأمین میکنند، بلکه در فراهمآوردن سلولهاي اپیدرمی براي اپیدرم پوست در جریان رشد و ترمیم آن نیز ضروري هستند (Yu et al., 2002; Talor et al., .2000) تحقیقات مختلف انجامشده مشخص کرده که ازنظر موقعیت قرارگیري این سلولهاي بنیادي اپیدرمی و ملانوسیتها در این دو فولیکول تفاوتهایی وجود

دارد (Lin et al., 2013; Yue et al., 2005;

.Morris et al., 2004)

یافته هاي نوین در علوم زیستی، جلد 56-69 :1

علاوهبراین، تفاوت هایی نیز ازنظر بخش درمی بین این فولیکولها وجود دارد (Yue et al ., 2005; Yu .et al., 2004) با توجه به اطلاعات متعدد و پراکنده دربارة ساختار فولیکول پر و فولیکول مو در این مطالعه سعی بر این است که با قراردادن این دو اندام درکنار هم و مقایسه جزءبهجزء آنها از جنبههاي سلولی و میکروسکوپی به مقایسه شباهتها و تفاوتهاي این دو فولیکول پرداخته شود. ازطرفی برخلاف بیشتر مطالعات قبلی که از پرندگان غیرپروازي وعمدتاً مرغ خانگی یا در مواردي غاز و غیره بهعنوان مدل استفاده شده است

(Xu et al., 2011; Wu et al., 2008; Yue et

al., 2005; Chuong et al ., 2000; Prum, 1999;

Chuong, 1998)، در مطالعه حاضر فولیکولهاي پر یک پرندة پروازي، کبوتر، با فولیکولهاي موي پوزة موش صحرایی مقایسه میشود.

مواد و روشها

تهیه نمونهها و خارجکردن فولیکولهاي مو و پر از پوست آنها
پنج موش صحرایی نژاد Piebald Virol Glaxo

(PVG) که در شرایط آزمایشگاهی نگهداري میشدند و پنج کبوتر معمولی Columba livia که از بازار تهیه شد براي اینکار انتخاب شدند. در تمام مراحل کار با حیوانات زنده موازین اخلاقی دربارة رفتار با آنها کاملاً رعایت شد. هردو حیوان، با قرارگرفتن در دسیکاتور محتوي کلروفرم ابتدا بیهوش و سپس با رهاکردن آنها در این وضعیت کشته شدند. موشها، پس از کشته شدن، روي تشتک تشریح خوابانده شدند و با استفاده از قیچی جراحی ظریف یک برش روي پوست بالاي لب فوقانی آنها ایجاد شد. پوست بریده با گیرة مخصوص جراحی گرفته و به عقب برگردانده شد، بهگونهاي که سطح داخلی پوست درمعرض دید قرار گرفت. سپس به شیوهاي که قبلاً توصیف شد و با کمک پنسهاي

58/58 Nova Biologica Reperta 1: 56-69 (2015)

ظریف فولیکولهاي پوزه یا ویبریسا به آرامی و یکبه-یک از پوست بیرون آورده شد (Gharzi & Jahoda,
.2012; Gharzi et al., 2011) برخی فولیکولهاي خارجشده براي مطالعات بافتشناسی به محلول فرمالین نمکی 4٪ با دماي 4˚C منتقل و برخی دیگر به منظور آمادهسازي براي میکروسکوپ الکترونی به محلول کارنوفسکی با دماي 4˚C منتقل شدند.

کبوترها نیز پس از کشتهشدن روي تشتک تشریح ثابت شدند. در این مرحله با کمک دست شاهپرهاي بالغ روي بالها کنده شد تا اینکه در لابهلاي این پرهاي بالغ پرهاي جوانی که بهتازگی از پوست درآمده بودند مشخص شدند. سپس محل اطراف این پرهاي جوان با پنبه آغشته با اتانول 70٪ تمیز شد و سپس همچون موشها در پوست مجاور این فولیکولها با اسکالپل برشی ایجاد و لبه پوست بریدهشده با گیره معکوس شد. درادامه از سمت داخل و با کمک پنس فولیکول این پرهاي جوان بهآرامی از پوست بیرون کشیده شد. اینکار براي چند فولیکول پر بالغ نیز انجام گرفت. نظیر فولیکولهاي مو، فولیکولهاي پر خارجشده نیز براي بررسیهاي بافتشناسی و میکروسکوپ الکترونی به یکی از دو ظرفی که در بالا اشاره شد منتقل شدند. در کل در این تحقیق 22 فولیکول مو و 15 فولیکول پر براي بررسیها استفاده شدند.

آمادهسازي فولیکولها

بهمنظور آمادهسازي نمونهها براي مطالعات بافتشناسی، نمونهها پس از 24 ساعت تثبیتشدن در محلول 4٪ فرمالین نمکی با گذراندن ازمیان یک سري اتانول با غلظت بالارونده 70)٪ و 95٪ دو ساعت براي هرکدام و100٪ سهساعت) ابتدا آبگیري شدند. فولیکولها سپس با قرارگرفتن در تولوئن براي سهساعت شفاف شدند و سپس مرحله نفوذ دادن (براي 24 ساعت) و قالبگیري با پارافین در مورد آنها انجام شد. با کمک یک

یافته هاي نوین در علوم زیستی، جلد 56-69 :1 59/59 Nova Biologica Reperta 1: 56-69 (2015)
میکروتوم Leitz 1512) ، آلمان) برشهایی به میرسد درحال پشت سر گذاشتن مراحل تمایز به
ضخامت 7 میکرون از فولیکولها تهیه و برشها با کراتینوسیتهاي ساقه مو هستند.
ترکیبی از آبی آلسین، هماتوکسلین وایگرت و پونسا ازنظر فراساختاري سلولهاي پاپیلاي درمی با
کوتیس (مرك، آلمان) رنگآمیزي شدند. فواصل نسبتاً زیاد در یک ماتریکس خارجسلولی سست
درجهت آمادهسازي نمونهها براي میکروسکوپ قرار میگیرند. این سلولها با اشکال مختلفی دیده می-
الکترونی، پس از تثبیت اولیه آنها در محلول شوند و زوائد سیتوپلاسمی از همه جهتها از آنها خارج
کارنوفسکی براي مدت یک ساعت، ثابتسازي ثانویه میشوند (شکل .(1D این سلولها بهواسطه هستههاي
آنها با محلول اسمیوم تترااکسید صورت گرفت و قالب- گرد یا بیضیشکل قابل شناساییاند (شکل .(1E
هاي رزینی تهیهشده بهوسیله اولترامیکروتوم (لایکا سیتوپلاسم این سلولها دانهدار است و حاوي اندامک-
AG، اتریش) برش داده شدند. برشها بهترتیب با هاي سیتوپلاسمی معمول است (شکل .(1F در داخل
استات اورانیل و سیترات سرب 1٪ رنگآمیزي شدند. سیتوپلاسم یک شبکه آندوپلاسمی بسیار توسعهیافته با
برشهاي رنگآمیزيشده درنهایت با میکروسکوپ ریبوزومهاي بیشمار دیده میشود. میتوکندريها و
الکترونی گذاره Philips 400T)، هلند) مشاهده و دستگاه گلژي در نواحی پیرامونی سیتوپلاسم قرار
بررسی شدند. دارند، درحالیکه ریبوزومهاي آزاد تقریباً بهطور
نتایج یکنواخت در تمام نواحی سیتوپلاسم پراکنده هستند
G
(شکل .(1 در اطراف پاپیلاي درمی بخش ماتریکس
مورفولوژي و ساختار فولیکولها در مرحله رشد اپیدرمی شامل سلولهایی است که بهوسیله یک غشاي
دربارة فولیکولهاي موي ویبریسا، آنها از بیرون با پایه از سلولهاي پاپیلاي درمی داخلی جدا میشوند
غلاف کلاژنی سختی احاطه میگردند. درباب فولیکول (شکل .(1H سلولهاي اپیدرمی توسط اتصالات همی-
مو در سرتاسر مرحله رشد یا آناژن انتهاي تحتانی دسموزوم به این غشا متصل میشوند. در این اپیدرم
فولیکول یک ظاهر پیازيشکل یا حبابمانند را به چندین ردیف سلول اپیدرمی قرار دارد که متراکم کنار
نمایش میگذارد (شکل .(1A در قسمت مرکزي این هم قرار گرفته بودند (شکل.(1I این سلولها در
حباب یک پاپیلاي درمی قرارگرفته که بهاستثناي بخش پایینترین بخش نسبت به نواحی بالاتر ویژگیهاي
ساقه قاعدهاي توسط بخش اپیدرمی که معمولاً به آن متفاوتی را به نمایش میگذارند. در پایین ترین بخش
ماتریکس اپیدرمی گفته میشود احاطه میشود (شکل سلولهاي اپیدرمی ظاهرگرد و هسته بزرگی دارد و
.(1B پاپیلاي درمی بزرگ و مشخص است و در قسمت سیتوپلاسم واجد چندین میتوکندري و تودهاي از
رأسی به داخل بخش مرکزي رشته موي درحال رشد ریبوزومهاي آزاد است ولی این سلولها ازنظر سایر
امتداد مییابد. سلولهاي پاپیلا در یک ماتریکس خارج اندامکهاي سیتوپلاسمی زیاد غنی نیستند و در بین این
سلولی فراوان که میل و قرابت شدیدي با آبی آلسین سلولها اتصالات دسموزوم به تعداد کمی دیده میشود
نشان میدهد قرار دارند. ماتریکس اپیدرمی چندلایه (شکل .(1J همچنانکه سلولها به طرف بالا حرکت
بوده و در ناحیه تحتانی از سلولهاي کروي، کوچک و میکنند مورفولوژي و تشکیلات سیتوپلاسمی آنها
متراکم تشکیل میشود (شکل (1C، ولی در سطوح دچار تغییر میشوند، بهاینترتیب که سلولهاي اپیدرمی
بالاتر این سلولها حجیمتر و درازتر میشوند و به نظر بهتدریج بزرگتر میشوند و از حالت کروي به حالت

یافته هاي نوین در علوم زیستی، جلد 56-69 :1

طویل و کشیده درمیآیند. در این نواحی نسبت به بخش پایینی بین سلولها اتصالیهاي دسموزومی فراوانتري دیده میشود (شکل .(1K در فولیکولهایی که موي تیره ایجاد میکنند در این ناحیه بالایی تعداد زیادي

60/60 Nova Biologica Reperta 1: 56-69 (2015)

دانههاي ملانین در سیتوپلاسم و لابهلاي سلولهاي اپیدرمی مشاهده شد (شکل .(1L

شکل -1 ساختار فولیکول موي ویبریسا موش در مرحله رشد. (A) برش طولی از فولیکول که ساختار پیازيشکل انتهایی آن را نشان میدهد. پاپیلاي درمی (p) از اطراف توسط ماتریکس اپیدرمی ضخیمی (پیکان آبی) احاطه میشود. اپیدرم خود توسط غلاف درمی (پیکان تیره) احاطه میشود. (B) بزرگنمایی بالاتر از بخش انتهایی فولیکول که پاپیلاي درمی بزرگ (p) و ماتریکس خارج سلولی غنی از گلیکوزآمینوگلیکانها (رنگ آبی) را نشان میدهد. (C) بزرگنمایی بالاتر تصویر قبلی. به جز ناحیه ساقه اتصالی (پیکان قرمز) پاپیلا توسط یک ماتریکس اپیدرمی (m) چندلایه احاطه شده است. (D) الکترومیکروگراف سلولهاي پاپیلاي درمی. سلولهاي پاپیلا با هسته هاي مشخص (پیکان)کاملاً از هم جدا و بین آنها فضاي بینسلولی زیادي دیده میشود. (E) سلولها فیبروبلاست-مانند هستند و اندامکهاي سلولی ازجمله میتوکندري (پیکان در (F و شبکه آندوپلاسمی وسیع (پیکان در (G در سیتوپلاسم آنها دیده میشود. (H) در محل اتصال پاپیلاي درمی (p) به اپیدرم اطراف (e) یک غشاي پایه مشخص (پیکانهاي تیره) وجود دارد. این سلولها توسط اتصالات نیمهدسموزومی (پیکان هاي قرمز) به غشاي پایه متصل هستند. (I) سلولهاي اپیدرمی بخش تحتانی ماتریکس متراکم و کوچک هستند. (J) سلولهاي اپیدرمی بخش بالایی ماتریکس بلند و کشیدهاند. در نواحی بالاتر تعداد زیادي دسموزوم (پیکانها در (K و دانههاي ملانین (پیکانها) بین سلولهاي اپیدرمی دیده میشود. خط نشانه در A برابر 250، در 100 B و در C 50 میکرومتر. بزرگنمایی الکترومیکروگرافهاي D×4600، E×10000، F×18000، G×28000، H× 36000، I× 6000 ، J×8000 ، ×60000 K و . L×4600

Fig. 1. Structure of rat’s vibrissa follicle during growing stage. (A) A longitudinal section through the follicle which shows its bulbous shape. Dermal papilla (p) is surrounded by a thick epidermal matrix (blue arrow) covered by a dermal sheath. (B) Higher magnification of the follicle’s end which shows a large dermal papilla ( p) with a matrix rich in Glycosaminoglycans (blue color). (D) Higher magnification of previous picture. Except of connecting stalk, the papilla (red arrow) is surrounded by a multilayered epidermal matrix (m). Electro micrograph of papilla’s cells with distinct nucleus (n) separated by a large extracellular space. ( E) The cells of papilla are fibroblast- liked in shape and cellular organelles including
mitochondria (arrow in F) and rich endoplasmic reticulum (arrow in G) are seen within their cytoplasm. (H) At the point where the dermal papilla (p) connects to surrounding epidermis (e) a distinct basement (black arrows) is present. The epidermal cells are connected to the membrane by hemidesmosome junctions (red arrows). (I) The epidermal cells of the basal region the matrix are small and dense. (J) The cells in upper regions of the matrix are thin and long. At the upper part of the follicle many desmosomes (arrows in K) and melanin granules (arrows in L) are observed between cells. Bars= 250 μ (A), 100 μ (B), 50 μ (C). Electromicrographs magnification = ×4600 (D), ×10000 (E), ×18000 (F), ×28000 (G), ×36000,

(H), ×6000 (I), ×8000 (J ), ×60000 (K), ×4600 (L).

یافته هاي نوین در علوم زیستی، جلد 56-69 :1

فولیکول شاهپر درحال رشد نیز واجد مشخصاتی است که بسیار مشابه آن چیزي است که فولیکول مو در مرحله مشابه نمایان میکند. این فولیکولها داراي ساختاري کوزهمانند هستند که توسط غلافی از بافت همبند احاطه میشوند (شکل .(2A از سطح فوقانی این فولیکول، غلاف پر خارج شده که در داخل آن ریشها قرار دارند. درنهایت همچون ناحیه راسی این غلاف شکافته شده و با نظمگرفتن و مرتبشدن ریش و ریشکها پهنه پر شکل میگیرد. در نماي میکروسکوپی، یک تودة بسیار بزرگ از سلولهاي درمی در طول ناحیه میانی فولیکول مشاهده میشود (شکل .(2B این ساختار درمی از دو بخش تحتانی و فوقانی تشکیل میشود، هرچند ازنظربافتی مرز کاملاً مشخصی بین ایندو دیده نمیشود. ناحیه تحتانی پاپیلاي درمی نامیده میشود که از سلولهاي شبه فیبروبلاست تشکیل شده و در یک ماتریکس خارج سلولی فراوان قرار میگیرند. برخلاف پاپیلاي درمی فولیکول مو، پاپیلاي درمی پر با آبی آلسین که با گلیکوزآمینوگلیکانها واکنش میدهد رنگ نگرفت بلکه با ظاهري قرمز رنگ نمایان شد. همچون پاپیلاي مو، پاپیلاي فولیکول پر نیز به جز در بخش ساقه اتصالی تحتانی به وسیله یک بخش اپیدرمی ضخیم و چندلایه احاطه میشود. سلولهاي بخش اپیدرمی به شکل کاملاً متراکم قرار داشته و هنگام رنگ شدن با هماتوکسیلین یک واکنش بازوفیلی قوي از خود نشان میدهند. این بخش اپیدرمی که یقه نام دارد ناحیهاي است که با انجام تکثیر سلولی در آن، سلولهاي مورد نیاز براي ساختن رشته پر فراهم میشود (شکل .(2C سه چهارم فوقانی تودة درمی پولپ یا پرد نامیده شده و در واقع از سلول-هاي مرده و مواد خارج سلولی ترشح شده از سلولهاي پاپیلا تشکیل میشود. پولپ توسط یک بافت اپیدرمی که از ناحیه یقه نازكتر بوده و حاوي سلولهاي پیگماندار است احاطه میشود. در این ناحیه از بافت

61/61 Nova Biologica Reperta 1: 56-69 (2015)

اپیدرمی است که سلولها تمایز پیدا کرده و مقدمه تشکیل ریشکهاي پر ایجاد میگردد. بر خلاف مو، در فولیکول پر یک رگ خونی بزرگ از طریق ساقه اتصالی قاعدهاي به پاپیلا وارد و در مرکز پاپیلا و پولپ به طرف ناحیه فوقانی فولیکول حرکت میکند (شکل .(2D

ازنظر فراساختاري پاپیلاي درمی فولیکول پر نیز از سلولهاي فیبروبلاست مانندي تشکیل میشود که که کم و بیش به صورت حلقوي در اطراف یک رگ بزرگ خونی پراکنده شدهاند (شکل .(2E این سلولها اشکال مختلفی به خود گرفته ولی اکثراً بلند و کشیده

بوده و واجد زوائد سیتوپلاسمی اندکی هستند (شکل .(2F سلولهاي پاپیلا داراي هسته بزرگی هستند که بخش زیادي از حجم سلول را اشغال میکند و در اطراف این هسته سیتوپلاسم نازکی قرار میگیرد. در اطراف سلولهاي پاپیلا ماتریکس خارج سلولی غنی از رشتههاي بافت همبند به ویژه کلاژن رشتهاي حضور دارد. رگ خونی بزرگی که در مرکز پاپیلا وجود دارد یک دیوارة ضخیم با طبقات مشخص را دارا است (شکل .(2G