The Comparative Characteristic of Quantitative Parameters of Ciliated and Goblet Cells in Trachea and the Main Bronchi During Postnatal Development of Rats

The objective was a comparative study of regional features of morphometric and functional indices of ciliary and goblet epitheliocytes populations of in trachea and main bronchi of rats during the postnatal development. Materials and methods. Using complex technique of the cilia beat frequency in vivo study in combination with histological and morphometric methods the epithelium of trachea (cranial and caudal parts) and main bronchi from 70 Wistar rats from birth to old age (24 months) was investigated. Results. During the first month of life simultaneous increasing of ciliated cells frequency and cilia length was found in all regions. Growth of height of ciliated cell was significantly higher in trachea than in main bronchi. At the age of 3-12 months most functionally active ciliated cells are located in caudal parts of trachea: their quantity in epithelium and ciliary beat frequency were significantly higher compared with cranial part of trachea and main bronchi. Conclusions. The revealed regional structural features and functions of the ciliated epitheliocytes population reflect the uneven pace of histogenetic processes in the trachea and major bronchi during the period of the definitive structure of the epithelium formation, and in mature tissue - reactive changes in the mucociliary apparatus in response to regional peculiarities of aerodynamics in the airways.

респираторный эпителий, трахея, главные бронхи, морфометрия, частота биения ресничек, постнатальный онтогенез, respiratory epithelium, trachea, main bronchi, morphometry, frequency of ciliary beating, postnatal ontogenesis

1. Гусейнов Б. М. Морфологические особенности желез трахеи человека в области бифуркации этого органа. Саратовский медицинский журнал. 2010; 6 (2): 242-244.

2. Есев Л. И. Функциональная морфология мукоцилиарной транспортной системы трахеи крыс в постнатальном онтогенезе: автореф. дис. … канд. мед. наук. М.; 2016. 24.

3. Завалий М. А. Морфогенез мерцательного эпителия. Ринологія. 2014; 1: 38-49.

4. Западнюк И. П., Западнюк В. И., Захария Е. А. Лабораторные животные. Разведение, содержание и использование в эксперименте. Киев: Вища школа; 1974. 303.

5. Захарова Г. П., Янов Ю. К., Шабалин В. В. Мукоцилиарная система верхних дыхательных путей. СПб.: Диалог; 2010. 360.

6. Козлов В. С., Крамной А. И., Державина Л. Л. и др. Исследование мерцательного эпителия полости носа in vitro. Российская ринология. 2005; 4: 22-25.

7. Луценко М. Т. Дыхательная система: Руководство по гистологии. Данилов Р.К., Быков В.Л., Одинцова И.А. ред. Частная гистология органов и систем. СПб.: СпецЛит; 2001. II (13): 194-227.

8. Павлов А. В., Есев Л. И. Методические подходы к комплексному изучению функциональной морфологии эпителиальной выстилки трахеи в эксперименте. Морфология. 2012; 142 (6): 73-76.

9. Павлов А. В., Есев Л. И. Гистофизиология эпителия трахеи у крыс в постнатальном онтогенезе. Морфология. 2014; 146 (6): 80-86.

10. Рихельманн Г., Лопатин А. С. Мукоцилиарный транспорт: экспериментальная и клиническая оценка. Российская ринология. 1994; 4: 33-47.

11. Шубникова Е. А. Система эпителиальных тканей: Руководство по гистологии. 2-е изд. Данилов Р.К. ред. СПб.: СпецЛит; 2011. I (4): 124-202.

12. Bailey K. L., Bonasera S. J., Wilderdyke M. et al. Aging causes a slowing in ciliary beat frequency, mediated by PKCε. Am. J. Physiol. Lung Cell. Mol. Physiol. 2014; 306 (6): 584-589.

13. Carson J. L., Collier A. M., Gambling T. M., Hu S. C. An autoradiographic assessment of epithelial cell proliferation and post-natal maturation of the tracheal epithelium in infant ferrets. Anat. Rec. 1999; 256 (3): 242-251.

14. Francis R. J., Chatterjee B., Loges N. T. et al. Initiation and maturation of cilia-generated flow in newborn and postnatal mouse airway. Am. J. Physiol. Lung Cell. Mol. Physiol. 2009; 296 (6): L1067-L1075.

15. Joki S, Saano V. Ciliary beat frequency at six levels of the respiratory tract in cow, dog, guinea-pig, pig, rabbit and rat. Clin. Exp. Pharmacol. Physiol. 1994; 21 (5): 427-434.

16. Joki S., Saano V. Influence of ageing on ciliary beat frequency and on ciliary response to leukotriene D4 in guinea-pig tracheal epithelium. Clin. Exp. Pharmacol. Physiol. 1997; 24 (2): 166-169.

17. Kawamata S, Fujita H. Fine structural aspects of the development and aging of the tracheal epithetlium of mice. Arch. Histol. Jpn. 1983; 46 (3): 355-372.

18. Leigh M. W., Gambling T. M., Carson J. L. et al. Postnatal development of tracheal surface epithelium and submucosal glands in the ferret. Exp. Lung. Res. 1986. 10. (2): 153-169.

19. Smolich J. J., Stratford B. F., Maloney J. E., Ritchie B. C. Postnatal development of the epithelium of larynx and trachea in the rat: scanning electron microscopy. J. Anat. 1977; 124 (3): 657-673.

20. Tamada T., Sasaki T. The role of airway submucosal glands in the airway mucosal defense system. Nihon Kokyuki Gakkai Zasshi. 2001; 39 (3): 157-165.

21. Voter K. Z., Leigh M. W., Boat T. F. et al. Development of mucociliary transport in the postnatal ferret trachea. J. Appl. Physiol. 1992; 73 (4): 1500-1503.