Органы кроветворения и иммунной защиты Лектор профессор Г. Н. Суворова
 Скачать 70.5 Kb.
|
|
Органы кроветворения и иммунной защиты Лектор: профессор Г.Н. Суворова К органам кроветворения и иммунологической защиты относят красный костный мозг, тимус, селезенку, лимфатические узлы, а также скопления лимфоидной ткани, ассоциированные со стенками полых органов пищеварительной, дыхательной, половой и выделительной систем. Эти органы обеспечивают: образование форменные форменных элементов крови – гемоцитопоэз; иммуногенез, обеспечивающий защиту организма от чужеродных агентов; иммунный надзор за деятельностью клеток собственного организма и т.д.. Поскольку созревание иммунокомпетентных клеток происходит поэтапно, то органы кроветворения разделяются на центральные и периферические. К центральным органам относят красный костный мозг и тимус. Они обеспечивают процессы антигеннезависимой пролиферации и дифференцировки лимфоцитов, при этом образуются клетки с огромным репертуаром рецепторов ко всевозможным антигенам. Периферические органы получают лимфоциты из центральных органов и обеспечивают антигензависимую пролиферацию и дифференцировку клеток. Для обеспечения контакта с антигенами эти органы расположены на путях их прохождения в кровь или прохождения лимфы. Общие принципы организации органов кроветворения: - чрезвычайно ранняя закладка в эмбриогенезе (начиная с 4-5-ой недели - центральные, с 5-6 – периферические); - все эти органы содержат стромальные клетки и «рабочую» ткань – паренхиму, которой является гемопоэтическая ткань в красном костном мозге и лимфоидная ткань в остальных органах кроветворения. Клетки кроветворной стромы выполняют множество функций: опорную; трофическую; секреторную; фагоцитарную; благодаря способности вырабатывать гуморальные факторы – регуляторы кроветворения и наличию на поверхности особых рецепторов они способны создавать определенные условия – микроокружение для того или иного типа кроветворения. Стромальные клетки обладают способностью к самоподдержанию и отличаются от гемопоэтической паренхимы высокой радиорезистентностью. - Для кроветворных органов характерно присутствие определенного типа кровеносных и лимфатических сосудов, формирующих определенный барьер, обеспечивающий распознавание, сортировку и миграцию клеток, а также захват антигенов. - Большое количество макрофагов, обеспечивающих фагоцитоз клеток или их фрагментов. Красный костный мозгКостный мозг человека является одновременно органом универсального кроветворения и органом иммунной системы. Выделяют красный костный мозг, имеющий темно-красный цвет и полужидкую консистенцию, и желтый костный мозг. У взрослого человека красный костный мозг располагается между трабекулами губчатого вещества плоских и коротких костей и эпифизов трубчатых костей. Желтый костный мозг заполняет полости диафизов трубчатых костей. Общая масса костного мозга примерно 2,5 – 3 кг у взрослого человека, около 50 % из неё приходится на красный костный мозг. Костный мозг, занимающий полости всех костей тела человека, отграничен от костной ткани выстилающим эти полости эндостом. В состав костного мозга входят три компонента: стромальный; сосудистый; гемопоэтический. Строма костного мозга образована ретикулярной тканью (клетками и волокнами), в петлях которой находится гемопоэтическая ткань, встречаются адипоциты, макрофаги. Ретикулярная ткань связана с эндостом и кровеносными сосудами Сосудистый компонент костного мозга является ветвями артерий, питающих кость. Эти артерии разветвляются в костно-мозговой полости на артериолы, которые распадаются на обычные капилляры микроциркуляторного русла и особые посткапиллярные синусы. На долю последних приходится примерно 30% объема костного мозга. Диаметр синусоидов колеблется от 100 до 500 мкм, а узких капилляров – 5-15 мкм. Синусы выстланы тонким эндотелием, у которого на большом протяжении отсутствует базальная мембрана. Миграция клеток осуществляется преимущественно через зоны контакта между эндотелиальными клетками. При этом эндотелиоциты способны отличать зрелые форменные элементы гемопоэтического ряда и пропускать их, в отличие от незрелых. Синусы снабжены сфинктерами, и способны временно выключаться из кровотока, играя роль «отстойников», в которых дозревают форменные элементы. Снаружи к синусам прилегают макрофаги, проникая псевдоподиями между эндотелиальными клетками. Паренхиму красного костного мозга образует гемопоэтический компонент, который по своему значению делится на миелоидную и лимфоидную части, клетки которых находятся на различных стадиях развития. В красном костном мозге находится самоподдерживающаяся популяция полипотентных стволовых клеток, называемых КОЕ (колониеобразующие единицы). Стволовые клетки имеют морфологию малых лимфоцитов, редко делятся, их основная масса находится в Gо периоде. Теоретически эта популяция бессмертна. Согласно современным представлениям (гипотеза Скофилда) стволовые кроветворные клетки занимают определенные «ниши», сформированные микроокружением. Главное свойство «ниш» – способность предотвращать дифференцировку клеток. Число ниш ограничено и постоянно, поэтому после митотического деления стволовой клетки только одна из дочерних может остаться в нише в качестве такой же стволовой. Другая либо находит свободную нишу, либо вступает на путь дифференцировки. После выхода из «ниши» и деления стволовые клетки дают начало полустволовым, которые являются родоначальниками миелопоэза и лимфоцитопоэза. Миелоидные предшественники в дальнейшем образуют унипотентные предшественники, которые путем деления и дифференцировки по различным направлениям дают в конечном итоге эритроциты, тромбоциты, все лейкоциты (кроме лимфоцитов). Причем распределение клеток различных типов в костном мозге не случайно. Так, мегакариобласты и мегакариоциты всегда лежат вблизи синусов, проникая в виде лент в их просвет своими отростками, которые распадаются на отдельные пластинки. Гранулоциты созревают вблизи эндоста. Эритроидные клетки развиваются в составе эритроидных островков, в контакте с особыми макрофагами-«кормушками». Последние накапливают и передают частицы ферритина, содержащего железо, необходимого для синтеза гемоглобина. Другая популяция полустволовых клеток обеспечивает функцию костного мозга как центрального органа иммуногенеза. Согласно современным представлениям, у человека костный мозг является аналогом фабрициевой сумки у птиц и здесь происходит антигеннезависимая пролиферация и дифференцировка В-лимфоцитов. При этом на поверхности В-лимфоцитов образуются иммуноглобулиновые рецепторы к огромному разнообразию антигенов. Большая часть (75%) В-лимфоцитов здесь же гибнет путем апоптоза, не пройдя положительной селекции. Гибели, в первую очередь, подвергаются клетки, обладающие рецепторами к собственным антигенам. Остальные В-лимфоциты покидают костный мозг, заселяя В-зависимые зоны периферических лимфоидных органов и иммунных структур. Тимус (зобная, или вилочковая железа) Тимус представляет собой центральный орган иммуногенеза, в котором происходит антигеннезависимая пролиферация и дифференцировка Т-лимфоцитов из их предшественников, поступающих из костного мозга. Развитие тимуса начинается на 4-ой неделе эмбриогенеза, когда эпителий 3-й и 4-й пар жаберных карманов головной кишки образует эпителиальную закладку тимуса, куда попадают стволовые кроветворные клетки. Эпителиальные клетки раздвигаются, приобретая вид рыхлой сети и образуют строму тимуса. Видоизмененный эпителий выполняет функцию ретикулярной ткани и его клетки называют эпителиоретикулоцитами. Строма постепенно заселяется Т-лимфоцитами, образующими паренхиму тимуса. Тимус состоит из двух ассиметричных долей, плотно примыкающих друг к другу. Снаружи они покрыты соединительнотканной капсулой, от которой отходят трабекулы, делящие доли на дольки. В каждой дольке отчетливо различаются наружное (более темное на препаратах) корковое вещество и центральное – мозговое. Корковое вещество имеет более темный, чем мозговое вещество цвет вследствие плотной упаковки Т-лимфоцитов (тимоцитов) и содержит около 90% их числа. Периферическая зона коркового вещества – субкапсулярная зона содержит расположенные в 1-2 слоя бластные клетки – претимоциты (поступающие из костного мозга) и Т-лимфобласты, для которых характерна высокая митотическая активность. Клетки, находящиеся в субкапсулярной зоне не обладают рецепторами Т-клеток. Созревающие тимоциты, продолжая делиться, перемещаются во внутренний кортикальный слой, или собственно корковое вещество. Здесь тимоциты редко делятся и морфологически соответствуют малым и средним лимфоцитам. Далее одна субпопуляция тимоцитов (Т1- клетки) дифференцируется в Т-лимфоциты, которые эмигрируют из тимуса в районе кортико-медуллярной границы. Предполагается, что они заселяют в основном Т-зоны селезенки. Другие (Т2-лимфоциты) поступают в мозговое вещество, эмигрируя оттуда. Они дают долгоживущие Т-лимфоциты, составляющие основную массу лимфоцитов Т-зависимых зон лимфатических узлов, крови и лимфы. Подавляющее большинство (около 90%) тимоцитов, образовавшихся в корковом веществе имеют рецепторы к собственным антигенам и гибнет здесь же путем апоптоза. В мозговом веществе не все клетки происходят из кортикальных предшественников. Часть медуллярных тимоцитов происходит из предшественников, находящихся в мозговом веществе, а некоторые являются рециркулирующими. Поэтому здесь в небольшом количестве могут встречаться В-лимфоциты. Эпителиоретикулярная ткань, образующая строму тимуса состоит из морфологически и функционально нескольких видов клеток. По периферии коркового вещества располагаются плоские эпителиальные клетки, которые формируют непрерывный барьер вдоль внутренней стороны капсул и междольковых септ. Они лежат на базальной мембране и полностью отделяют лимфоциты от соединительной ткани. В глубоких слоях располагаются клетки звездчатой формы, среди которых выделяются: секреторные клетки – вырабатывают факторы, регулирующие созревание Т-лимфоцитов (тимопоэтин, тимозин идр.); клетки-няньки – располагаются в субкапсулярной зоне, участвуют в селекции клеток. В их цитоплазме обнаруживаются жизнеспособные, делящиеся и часто гибнущие тимоциты; периваскулярные клетки –охватывают уплощенными отростками капилляры, входя в состав гематотимусного барьера, который предохраняет тимоциты от воздействия антигенов. Кроме того, в мозговом веществе долек тимуса имеются слоистые эпителиальные тельца (тельца Гассаля). В просвете телец присутствуют деструктивно-измененные эпителиальные клетки, макрофаги, эозинофильные гранулоциты. В своем развитии тельца осуществляют цикл, состоящий из возникновения, некроза, резорбции. Предполагается, что причиной образования слоистых телец является естественное вызревание эпителиоретикулярных клеток, напоминающее процессы в эпидермисе. А концентрические наслоения возникают вследствии роста эпителия в замкнутом пространстве. Многие исследователи считают тимические тельца секреторными образованиями. Кроме стромальных эпителиоретикулярных клеток в тимусе имеются вспомогательтные клетки моноцитарного происхождения. К ним относятся макрофаги, дендритные и интердигитирующие клетки. Две последние группы обеспечивают отбраковку клеток, направленных против собственных антигенных детерминант. Изменения тимуса. Абсолютная масса и размеры тимуса возрастают до периода половой зрелости. После периода стабилизации, начиная с 20-30-и летнего возраста, тимус претерпевает обратное развитие. Постепенно в дольках уменьшается количество лимфоцитов, паренхима замещается жировой тканью. Этот процесс называется возрастной инволюцией. Действие на организм сильных стрессовых раздражителей (травма, инфекция, холод и др.) вызывает временную – акцидентальную инволюцию. Она сопровождается выбросом лимфоцитов из коркового вещества, лимфолизисом, стиранием границ между корковым и мозговым веществом, усилением секреторной активности эпителиоретикулярных клеток. СелезенкаСелезенка – периферический и самый крупный орган иммуннной системы, выполняющий следующие функции: лимфоцитопоэз и участие в формировании клеточного и гуморального иммунитета; утилизация старых и поврежденных эритроцитов и тромбоцитов; секреция некоторых защитных факторов: опсонины, фактор, стимулирующий фагоцитоз макрофагами и др.; депонирование крови; задержка антигенов и их распознавание. Селезенка покрыта брюшиной и капсулой, образованной плотной волокнистой соединительной тканью. От капсулы внутрь органа отходят трабекулы, частично анастомозирующие друг с другом. Соединительная ткань капсулы и трабекул содержит гладкомышечные клетки. Строма селезенки образована ретикулярной тканью, имеющей типичное для неё строение и функции. Внутреннее содержимое селезенки, расположенное между трабекулами называется пульпой. Различают белую и красную пульпы. Белая пульпа (составляет около 20% объема органа) образована совокупностью лимфоидной ткани, расположенной по ходу пульпарных артерий. В белой пульпе селезенки различают: периартериальные лимфоидные муфты; лимфоидные узелки; элипсоидные макрофагально-лимфоидные муфты. Периартериальные лимфоидные муфты – окружают пульпарные артерии от места выхода их из трабекул до ветвления на артериолы. Наружный диаметр периартериальных муфт варьирует от 40 до 350 мкм. Они состоят из ретикулярных клеток, средних и малых лимфоцитов и интердигитирующих клеток, принадлежащих к мононуклеарной фагоцитарной системе (антигенпредставляющих клеток). Периартериальные зоны селезенки относят к Т-зависимым зонам. Сюда из тимуса поступают Т-лимфоциты и после контакта с интердигитирующими клетками происходит их бласттрансформация и антигензависимая пролиферация. Лимфоидные узелки располагаются по ходу лимфоидных муфт, чаще близко к месту ветвления артерии, или на некотором расстоянии от этого места в дистальном направлении. По ходу одной артерии может располагаться несколько узелков, часто на ветвях разделившейся артерии находятся группами по 2-4 узелка. Лимфоидные узелки являются В-зависимой зоной селезенки. В узелке различают центр размножения (герминативный центр), который окружен мантийной зоной. Центр размножения состоит из особых ретикулярных –дендритных клеток, выполняющих антигенпредставляющую функцию, больших, средних и малых лимфоцитов и В-лимфобластов. Последние образуются из мигрирующих сюда из костного мозга и кровотока лимфоцитов и играют важную роль в антигензависимом развитии В-лимфоцитов-памяти и предшественников плазматических клеток. Центр размножения окружен темным ободком малых лимфоцитов – мантийной зоной. Вкруг всего узелка, снаружи от Т- и В-зоны располагается так называемая маргинальная зона. Внутренней и наружной границами маргинальной зоны служит система циркулярно расположенных кровеносных синусоидных капилляров. В этой зоне имеются и Т- и В-лимфоциты. Полагают, что основные взаимодействия этих клеток происходит именно здесь, откуда они мигрируют в специфические зоны. В последнее время в белой пульпе стали выделять как отдельные зоны эллипсоидные макрофагально-лимфоидные муфты. Они располагаются вокруг ветвей так называемых кисточковых артериол, вышедших из узелков белой пульпы. Артериолы теряют гладкие миоциты, фактически превращаясь в капилляры. Эллипсоидные муфты содержат макрофаги и лимфоциты, расположенные в довольно плотном ретикулярном каркасе. Эндотелиальные клетки сосудов имеют в этих зонах межэндотелиальные щели, поэтому считается, что эти зоны являются местом миграции антигенов и лимфоцитов из кровяного русла в пульпу селезенки и выполняют функцию фильтра. Красная пульпа селезенки составляет около 75% объёма органа. Она включает в себя: венозные (пульпарные) синусы; селезеночные (пульпарные) тяжи. Венозные синусы – тонкостенные сосуды диаметром 15-50 мкм, выстланы эндотелиальными клетками необычной веретеновидной формы. Более широкие синусы заполнены эритроцитами – такие синусы временно отключены из кровотока. В синусах меньшего диаметра содержимое соответствует нормальной крови – это синусы, включенные в кровообращение. Селезеночные тяжи залегают между синусами, состоят из ретикулярной стромы, в петлях которой находятся гибнущие эритроциты, макрофаги, лейкоциты. В красной пульпе в определенных участках происходит превращение эффекторных лимфоцитов в плазматические клетки, которые синтезируют иммуноглобулины. Лимфатические узлы. Лимфатические узлы – периферические органы иммунной системы, расположенные по ходу лимфатических сосудов. Кроме функции лимфоцитопоэза, лимфатические узлы выполняют функцию биологических фильтров, очищая лимфу от посторонних частиц, после чего лимфа вливается в кровь. Лимфатические узлы имеют бобовидную форму, с выпуклой стороны к ним подходят приносящие лимфатические сосуды, а в области ворот на вогнутой поверхности в узлы входят артерии и нервы, а выходят выносящие лимфатические сосуды и вены. Лимфатический узел покрыт соединительнотканной капсулой, от которой внутрь отходят пучки соединительной ткани – трабекулы. В толще капсулы встречаются гладкие миоциты. Строма лимфатического узла образована ретикулярной тканью, в трехмерной сети которой находится лимфоидная ткань. Около 95 % лимфоцитов лифатического узла постоянно рециркулируют. В лимфатическом узле выделяют корковое и мозговое вещество. Корковое вещество состоит из: наружной коры – кортикальной зоны, расположенной под капсулой узла; глубокой коры – паракортикальной зоны. Кортикальная зона включает лимфоидную ткань, образующую лимфоидные узелки и межузелковые зоны. Лимфоидный узелок – сферическое скопление лимфоцитов, состоит из герминативного центра и мантийной зоны. Лимфоидные узелки кортикальной зоны являются В-зависимой зоной лимфатических узлов. В центре размножения узелка В-лимфоцитами, активированные особыми дендритными клетками превращаются в лимфобласты, размножаются с образованием В-клеток памяти и предшественников плазматических клеток. Межузелковая лимфоидная ткань и паракортикальная зона образованы диффузно расположенными Т-лимфоцитами, лежащими в петлях ретикулярных и особых – интердигитирующих (антигенпредставляющих) клеток. Эти зоны являются Т-зависимыми. Т-лимфоциты, поступившие сюда из тимуса претерпевают антигензависимую пролиферацию и дифференцировку, после чего мигрируют в кровяное русло через стенку особых посткапиллярных венул, выстланных кубическим эндотелием. Мозговое вещество занимает центральную часть лимфатического узла. Оно образовано ветвящимися и анастомозирующими тяжами лимфоидной ткани – мозговыми тяжами, между которыми находятся трабекулы и мозговые лимфатические синусы. Мозговые тяжи являются В-зоной лимфатического узла, заполнены поступающими сюда из лимфоидных узелков В-лимфоцитами и многочисленными плазматическими клетками. Последние секретируют антитела, поступающие в лимфу. Лимфатические синусы – система особых внутриорганных лимфатических сосудов, обеспечивающих медленный ток лимфы через узел. В процессе этого лимфа очищается от содержащихся в ней частиц, обогащается антителами и макрофагами. Из приносящих лимфатических сосудов лимфа попадает в подкапсульный синус, занимающий щелевидное пространство между капсулой и кортикальной зоной. Со стороны капсулы синус выстлан особыми ретикулоэндотелиальными клетками, являющимися продолжением эндотелия лимфатических сосудов. Эти клетки называют береговыми. В просвете синусов находятся сеть ретикулярных клеток и волокон и блуждающие макрофаги, встречаются лимфоциты. Подкапсульный синус продолжается в промежуточный корковый, который располагается между трабекулами и лимфоидной тканью коркового вещества. Оттуда лимфа поступает в промежуточный мозговой синус. Эти синусы могут располагаться между соседними мозговыми тяжами – межмякотные тяжи. Другие – между тяжами и трабекулами – трабекулярные синусы. Синусы мозгового вещества более широкие, чем корковые, они достигают ворот и открываются в воротный синус, из которого берет начало выносящий лимфатический сосуд. Кроме рассмотренных органов, в обеспечении иммунологической защиты организма участвует вся совокупность лимфиодной ткани, расположенная по ходу трубчатых органов. В качестве примера рассмотрим строение окологлоточного лимфоэпителиального кольца. Иммунная система глотки. Обычно, когда речь идет о лимфоидных образованиях глотки, имеют в виду 6 миндалин глоточного кольца (кольцо Пирогова-Вальдейера). Из них только 3 миндалины из 6 располагаются непосредственно в стенках начального отдела пищеварительного тракта. Это две небные и непарная язычная миндалины. Остальные 3 – непарная глоточная и 2 трубные залегают в носовой части глотки и непосредственно с пищей не соприкасаются. Необходимо отметить, что лимфоидное кольцо, окружающее вход из ротовой полости и полости носа в глотку имеется только у млекопитающих. У человека лимфоидное кольцо сформировано уже к 8 месяцам жизни, а первые признаки инволюции зафиксированы у глоточной миндалины с возраста 13 лет, у небных – с 30 лет, а у язычной – с 40. На поверхности миндалин при их соприкосновением с генетически чужеродными веществами происходит, по-видимому, первое узнавание “чужого”, благодаря чему миндалины оказываются первыми органами иммуногенеза, испытывающими антигенное воздействие на организм. Здесь формируется первый реактивный “настрой” организма. Наиболее важными функциями миндалин являются: лимфоцитопоэз; защитная, заключающаяся в выработке Ig различных классов и в разрушении патогенных микроорганизмов; информационная – через миндалины организм получает информацию об антигенной стимуляции; функция поддержания видового состава глоточной микрофлоры и микрофлоры верхних дыхательных путей. Все это свидетельствует о том, что лишение организма без должных медицинских показаний таких крупных лимфоидных образований, нельзя признать безразличным для функционирования единой системы биологической защиты организма. |