Орган иммунитета. Лимфоидная ткань
Добавил пользователь Евгений Кузнецов Обновлено: 14.12.2024
Иммунитет и его организация находятся в центре внимания исследователей разных специальностей на протяжении последних десятилетий. В этой связи активно обсуждаются взаимоотношения иммунной (лимфоидной) и лимфатической систем, выдвигаются разные концепции по данному вопросу:
1) лимфоидные органы входят в состав лимфатической системы (Привес М.Г. и др., 1974; Коненков В.И. и др., 2007), что соответствует прежним представлениям о ее функциях;
2) лимфатическая система является частью лимфоидной системы, роль лимфатических сосудов сводится к доставке лимфы в лимфоузлы для очистки (Сапин М.Р., 1997, 2007);
3) лимфатическая и лимфоидная системы - специализированные отделы сердечно-сосудистой системы (~ лимфатические и кровеносные сосуды), которые на периферии объединяются различным образом для обеспечения генотипического гомеостаза организма человека (Петренко В.М., 1998-2014).
Лимфоидно-лимфатический аппарат служит анатомической основой иммунитета: лимфоидная ткань на периферии окружает различным образом тканевые каналы (истоки лимфатического русла) и лимфатические пути с образованием лимфоидных структур разной сложности строения, которые так или иначе связаны с лимфатическими путями. Они на всем протяжении выстланы эндотелием разной толщины и плотности: в капиллярах - тонкий, без базальной мембраны; в посткапиллярах его подстилают прерывистая базальная мембрана и возможно тонкий слой рыхлой соединительной ткани; в сосудах эндотелий прогрессивно утолщается, лежит на базальной мембране, а также окружен слоями соединительной ткани и гладких миоцитов разной толщины и плотности; в синусах лимфоузлов сильно истончается и разрыхляется. Лимфатический эндотелий способен к фагоцитозу (Жданов Д.А., 1940, 1952; Сушко А.А., Чернышенко Л.В., 1966; Бородин Ю.И. и др., 1990, 1992), любой сосудистый эндотелий выполняет барьерно-транспортные функции и является типичным эпителием (Погорелов Ю.В. и др., 1986). В лимфоузлах его дополняют ретикулярная и лимфоидная ткани, значительно усиливающие барьерные функции лимфатических путей, переводящие их на качественно новый уровень организации. Таким образом, лимфатический эндотелий и его комплексы с соединительными тканями участвуют в организации неспецифического иммунитета (фагоцитоз), а в связи с лимфоидной тканью - и специфического иммунитета.
Лимфоидная ткань кишечника как основа иммунной системы пищеварительного тракта
Желудочно-кишечный тракт — высокоспециализированный орган, которой участвует в поглощении переработки и усвоении питательных веществ. Кроме этого он выполняет другие не менее важные функции. Кишечник — важный орган иммунной системы: он постоянно контактирует с большим количеством веществ и агентов внешней среды, а также факторов, влияющих на жизнедеятельность всего организма. В статье представлена характеристика составных частей иммунной системы пищеварительного тракта и их роль в формировании иммунного ответа организма на антигенное воздействие.
Ключевые слова: антигены, иммуноглобулины, иммунокомпетентные клетки, иммунный ответ, лимфоидная ткань, пищеварительный тракт
Воздействие антигенов внешней среды является ключевым фактором в развитии защитных реакций против различных патогенных микроорганизмов и многих органических и неорганических веществ, в том числе канцерогенов [7].
Кишечник является основной зоной, где происходит сенсибилизация иммуноцитов, которые затем заселяют другие слизистые оболочки и служат отправной точкой для циркуляции клеток между различными органами. Иммунокомпетентные ткани пищеварительного тракта получили название лимфоидной ткани. Этой ткани принадлежит важная роль защите организма от антигенов. Следует заметить, что к механизмам защиты принадлежат так же секреция слизи и перистальтика кишечника.
Лимфоидная ткань в стенке пищеварительного тракта существует в четырех анатомических зонах: 1) лимфоциты, расположенные базально, между эпителиальными клетками слизистой оболочки — интраэпителиальные лимфоциты; 2) лимфоциты, расположенные в соединительной ткани собственного слоя слизистой оболочки-лимфоциты собственного слоя; 3) специфические скопления лимфоидных клеток в слизистой оболочке тонкой кишки в частности в тощей кишке — пейеровы бляшки; 4) солитарные лимфоидные фолликулы слизистой оболочки [1, 5].
Важными составными частями иммунной системы пищеварительного тракта являются слюнные железы, лимфоидная ткань глотки, региональные лимфатические узлы и ретикуло-эндотелиальная ткань печени.
Интраэпителиальные лимфоциты локализуются базально между эпителиальными клетками слизистой оболочки, в особенности в тех местах, которые соприкасаются с внешней средой. Количество лимфоцитов данного типа в среднем составляет 21 на 100 эпителиальных клеток. Эти лимфоциты различны по своей форме и размерам, а также по содержанию гранул в цитоплазме. Они могут мигрировать в обоих направлениях через базальную мембрану. Гранулы интраэпителиальных лимфоцитов и тучных клеток сходны по своему строению и химическому составу, поэтому высказывается некое предположение эти лимфоциты это Т-лимфоциты, которые особым образом связаны с тучными клетками слизистой оболочки кишечника. Среди интраэпителиальных лимфоцитов выделены Т- и В-лимфоциты, но их точное подразделение на группы до сих пор неизвестно [1].
Лимфоциты собственного слоя хоть и изучались многими специалистами более интенсивно, чем интраэпителиальные лимфоциты, но данные о них весьма разрозненные и содержат много противоречий. Установлено что в слизистой оболочке тонкого кишечника человека их содержится до 11000 на мм. Среди лимфоцитов преобладают В-клетки, их численность более 50 %, содержащие поверхностный IgA. Оставшаяся часть В-лимфоцитов представлена клетками с поверхностными IgM и IgG. Т-лимфоциты тоже присутствуют, но об их подклассах практически ничего неизвестно, кроме того что они продуцируют антитела и могут проникать в слизистую кишки находящуюся в непосредственном контакте с бляшками [3].
Важнейшее свойство кишечника — феномен рециркуляции лимфоцитов. Сенсибилизированные антигенами (как пищевыми, так и инфекционными) лимфоциты пейеровых бляшек мигрируют в брыжеечные лимфатические узлы, а оттуда по лимфатическим сосудам через грудной проток и систему кровообращения направляются к собственному слою слизистой оболочки кишечника, главным образом в качестве клеток, секретирующих IgA. Этот механизм обеспечивает формирование клонов лимфоцитов и образование специфических антител в участках слизистой оболочки, отдаленных от очага первичной сенсибилизации. В процессе сенсибилизации плазматических клеток с последующим клонированием лимфоцитов, вырабатывающих антитела с определенными свойствами (аналогичными тем, которые выступили матрицей), участвуют не только нативные молекулы иммуноглобулинов.
Попавшие в просвет кишечника или на слизистые оболочки антигены распознаются иммуноглобулинами памяти (IgG), после чего информация передается в иммунокомпетентные клетки слизистой оболочки, где из сенсибилизированных лимфоцитов клонируются плазматическими клетками, ответственными за синтез IgА и IgМ. В результате защитной деятельности этих иммуноглобулинов включаются механизмы иммунореактивности или иммунотолерантности. Иммунная система «запоминает» антигены, чему способствуют генетические факторы, а также антитела класса IgG, передающиеся, например, от матери плоду во время беременности, и иммуноглобулины, поступающие в ЖКТ ребенка с грудным молоком. В результате рециркуляции лимфоцитов и клонирования иммунный ответ охватывает все слизистые ЖКТ [3, 4].
Главная функция кишечных иммуноглобулинов (Ig) — иммунное отторжение у поверхности слизистой оболочки. Известно, что IgA преобладает среди иммуноглобулинов во всех секретах и в собственной пластинке кишечника. Секреторный IgA, выполняющий роль главного уничтожителя антигенов и иммуномодулятора слизистой оболочки ЖКТ, удерживается около эпителиальных клеток в результате взаимодействия с гликокаликсом, во многом благодаря присутствию микрофлоры кишечника. IgA занимает благоприятную позицию, препятствующую поглощению антигенов. Двумерная молекула IgA может функционировать как агглютинин, уменьшая прилипание бактерий к энтероцитам.
Особое значение в иммунологических функциях желудочно-кишечного тракта придается тонкой кишке, в которой организованная лимфоидная ткань представлена сгруппированными лимфатическими узелками, аппендиксом и лимфатическими узлами брижейки. Эти органы включают зону с фолликулярными структурами, содержащую в основном В-лимфоциты и интрафолликулярную (паракортикальную) зону, состоящую в основном из Т-лимфоцитов, расположенных вокруг высокоэндотелиальных венул. Эпителиальные структуры сгруппированных лимфатических узелков специализированы на поглощении антигенов макрофагами [2].
Пейеровы бляшки это структурно организованные и оформленные скопления лимфоидных клеток в подслизистом слое тонкой кишки. Так у человека они появляются по ходу всей тонкой кишки уже на 24-й недели внутриутробного развития. Пейеровы бляшки окружены М-клетками, которые лишены ворсинок и ответственны за транспортные и частично метаболические процессы. К ним относят способность транспортировать макромолекулы и частицы из просвета кишки в лимфоциты пейеровых бляшек. Бляшки плохо развиты у животных, выращиваемых в стерильных условиях. В пейеровых бляшках содержится до 40 % Т-лимфоцитов, которые располагаются в межфолликулярном пространстве [5, 6].
Наибольшая концентрация пейеровых бляшек отмечена в аппендиксе — червеобразном отростке слепой кишки. Известно, что он имеется далеко не у всех животных, например, его нет у кошек, но он присутствует у человека, обезьян, кроликов и ряда жвачных животных. Главная функция этого органа — это защита кишечника и его микрофлоры от патогенных агентов. Аппендикс выполняет так же ряд второстепенных функций: синтетическую (продуцирует амилазу и липазу) и гормональную (производит гормоны, участвующие в сокращении сфинктеров кишечника и регулирующие его перистальтику) [2, 4].
Солитарные лимфоидные фолликулы содержатся в слизистой оболочке и подслизистой основе кишечника. Но в отличие от пейеровых бляшек не имеют тесной связи с эпителием. Этот вид лимфатических образовании содержит Т-клетки, В-клетки, а также макрофаги. Сенсибилизированные лимфоциты в дальнейшем мигрируют в брыжеечные лимфатические узлы, а оттуда в грудной проток и систему кровоснабжения к собственному слою кишечника.
Важную роль играет система иммуногенеза в деятельности толстой кишки, непосредственно соприкасающейся с различными бактериальными антигенами. В ней содержится большое количество клеток, несущих Ig. Клетки, несущие IgА и IgМ, располагаются преимущественно в поверхностном эпителии, а несущие IgG — в базальных отделах слизистой оболочки толстой кишки. В собственной пластинке слизистой оболочки выявляют в основном IgG-секретирующие клетки [2].
Слизистая оболочка здорового млекопитающего не может полностью заблокировать проникновение антигенов из полости кишечника в его стенку, а затем в циркулирующую кровь. Например, ботулинистический токсин, попав в кишечник, не задерживается в просвете кишки, а проходит через кишечную стенку в интерстинальную лимфу. Предполагают, что такой обходной путь миграции антигенов в обход системы IgA может быть неким приспособлением кишечника к защите от антигенов либо проявлением сложной многоступенчатой стратегии защиты кишечника от антигенов [4].
Таким образом, на всем протяжении кишечника лимфатические ткани и их элементы представлены весьма широко. Они разнообразны строению и функциям. Клеточный иммунитет кишечника в отличие от системы секретируемых им антител изучен недостаточно. Известно, что после перорального воздействия антигенов системные клеточные иммунные реакции выявляются редко. Возможно, когда здоровый организм получают безвредные антигены (например, антигены нормальной микрофлоры), в слизистой оболочке кишечника не развиваются реакции клеточного иммунитета. Или если иммунная реакция происходит, то иммунные клетки кишечника не могут сохранять в клетках памяти информацию об антигене. Это свидетельствует о наличии в кишечнике механизмов иммунной памяти, но они, в отличие от системного иммунного ответа, не носят долговременного характера.
- Галактионов В. Г. Эволюционная иммунология: учеб. пособие для вузов. М.: ИКЦ «Академкнига», 2005. 407 с.
- Кузник Б. И. Иммуногенез, гомеостаз и неспецифическая резистентность организма / Б. И. Кузник, Н. В. Васильев, Н. Н. Цыбиков. М.: Медицина, 1989. С. 191-200.
- Ройт А., Бростофф Дж., Мейбл Д. Иммунология. М.: Мир, 2000. 592 с.
- Скопичев В. Г. Физиолого-биохимические основы резистентности животных / В. Г. Скопичев, Н. Н. Максимюк. С.-Петербург: изд-во «Лань», 2009. 352 с.
- Тейлор Д. Биология = Biological Science 1&2: В З т. Т.1 / Под ред. Р. Сопера; Пер.с англ.: Ю. Л. Амченкова и др. 3-е изд. М.: Мир, 2004. 454 с.
- Хаитов Р. М. и др. Иммунология: Учебник для вузов. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2011. 311 с.
- Ребезов М. Б., Чупракова А. М., Зинина О. В., Максимюк Н. Н., Абуова А. Б. Оценка методов исследования ксенобиотиков.. Уральск, 2015.
Основные термины (генерируются автоматически): слизистая оболочка, лимфоцит, пищеварительный тракт, антиген, иммунная система, клетка, тонкая кишка, бляшка, внешняя среда, главная функция.
ЛИМФОИДНАЯ ТКАНЬ
Лимфоидная ткань (лат. lympha чистая вода, влага + греч. eidos вид; син. лимфатическая ткань) — морфофункциональный комплекс лимфоцитов и макрофагов, располагающийся в клеточно-волокнистой соединительнотканной основе и составляющий функционирующую паренхиму лимфоидных органов; Лимфоидная ткань неразрывно связана с гемопоэтической тканью.
К лимфоидным органам, являющимся органами иммуногенеза, относят вилочковую железу (см.), лимфатические узлы (см.), селезенку (см.), лимфоидные элементы костного мозга (см.) и скопления лимфоидной ткани по ходу желудочно-кишечного тракта. Лимфоидные органы в отношении функции иммуногенеза разделяют на первичные и вторичные. Так, вилочковую железу относят к центральным органам системы иммуногенеза (формирование клеточной системы иммунитета), а белую пульпу селезенки, лимфатические узлы и скопления Лимфоидной ткани в слизистой оболочке пищеварительного тракта — к вторичным, или периферическим, органам иммуногенеза.
Основные этапы эволюции Л. т. достаточно очерчены. У беспозвоночных Л. т. отсутствует. У круглоротых (миног) впервые обнаруживается предшественник вилочковой железы, имеющий вид небольших лимфоидных скоплений в эпителии окологлоточной бороздки. У этих животных установлена способность к иммунному ответу по типу реакции гиперчувствительности замедленного типа и реакции отторжения аллотрансплантата. У примитивных хрящевых рыб обнаруживается селезенка, Л. т. в кишечнике, почках, половых железах, в периваскулярной соединительной ткани. У осетровых рыб появляются плазматические клетки, т. е. способность к выработке специфических антител. Амфибии и рептилии отличаются появлением красного костного мозга, очагов лимфоидного кроветворения в печени. У птиц одновременно с концентрацией лимфоидных элементов в области клоакального органа — фабрициевой сумки — возникают зачаточные лимф, узлы (см. Лимфатическая система).
Все лимфоидные органы млекопитающих, в т. ч. и человека, состоят из соединительнотканной основы, представленной коллагеновыми и аргирофильными волокнами, в к-рых располагаются постоянные (стабильные) клеточные элементы Л. т. и непрерывно мигрируют другие клетки. Основными клеточными элементами Л. т. являются лимфоциты (см.), макрофаги (см.), плазматические клетки (см.), фибробласты, эндотелиальные и ретикулярные клетки. Лимфоциты и их производные, входящие в так наз. лимфоидную систему, и система макрофагов, лежащие в фиброретикулярной ткани, составляют основу Л. т. (так наз. макрофагально-фагоцитарная система). В 1970 г. Ван-Фюрт (R. van Furth) и соавт, предложили данную функциональную систему назвать лимфоретикулогистиоцитарной системой.
Ретикулярные клетки, образующие ретикулярные волокна, по морфологии (на уровне световой микроскопии) не отличаются от фибробластов соединительной ткани (см.). Совр, исследования по гистогенезу кроветворной ткани привели к необходимости пересмотра представлений о ретикулярной клетке. Различные авторы рассматривают ее по-разному. А. Я. Фриденштейн и К. С. Лалыкина (1973) полагают, что ретикулярные клетки стромы вторичных лимфоидных органов (механоциты) образуются из специальных стволовых клеток, отличающихся от стволовых клеток крови. Ретикулярные клетки разных органов, несмотря на морфол, сходство, различаются по направленности дифференцировки: ретикулярные клетки из культур костного мозга при обратной пересадке в организм образуют кость, а из культур селезенки— ретикулярные волокна. И. Н. Кокорин (1970) и соавт, считают, что ретикулярные клетки селезенки являются полипотентными клетками стромы этого органа. Можно предположить, что ретикулярные клетки объединяют несколько типов клеток: гистиоциты, соответствующие макрофагам, моноциты, фибробласты, а также так наз. дендритические и интердигитирующие клетки.
Еще в 1927 г. А. А. Максимов, критикуя концепцию ретикулоэндотелиальной системы (см.), указывал на различия в происхождении, морфологии и функции эндотелиальных клеток сосудов и ретикулярных клеток. Затем было установлено наличие разных предшественников этих клеток и подтверждены их функц, различия. Показано, что эндотелиоциты сосудов, фибробласты и ретикулярные клетки относятся к слабофагоцитирующим элементам: окрашивание их при введении витального красителя (особенно в больших дозах) происходит в основном в результате пиноцитоза (см.), а не фагоцитоза. Оказалось, что в клиренсе крови участвуют преимущественно макрофаги печени (купферовские клетки) и макрофаги красной пульпы селезенки, но не эндотелиоциты и не ретикулярные клетки.
Для обозначения морфофункциональной системы различных клеток лимфоидного и плазматического рядов, участвующих в процессах иммуногенеза, ряд авторов ранее применяли термин «лимфоидно-макрофагальная система». Этим термином объединялись в единую функциональную систему лимфоциты, моноциты, так наз. полибласты, макрофаги воспалительного экссудата, а также плазматические клетки — непосредственные продуценты антител.
Устойчивый уровень процесса физиологической регенерации в первичных лимфоидных органах человека устанавливается в конце эмбрионального периода, во вторичных — в раннем постнатальном периоде.
В процессе функционирования происходит распад и гибель лимфоидных клеток и элементов стромы, число их непрерывно возмещается пролиферацией, дифференцировкой и миграцией клеток.
Наиболее демонстративны возрастные изменения в вилочковой железе, максимальная масса к-рой (30—40 г) приходится на пубертатный период, затем она быстро подвергается инволюции; отмечается нарастание числа лаброцитов (тучных клеток), количество плазматических клеток сначала увеличивается, затем они исчезают, уменьшается количество эпителиоцитов; возникает жировое замещение паренхимы. Нередко после 30 лет лишь микроскопическое исследование позволяет обнаружить в области вилочковой железы небольшие скопления лимфоцитов и эпителиоцитов, заложенных в жировую или фиброзную основу.
Изменения в лимфоидных органах у пожилых людей служат отражением сниженной иммунной реактивности.
Факторы, регулирующие процессы физиол, и репаративной регенерации в первичных и вторичных лимфоидных органах, выяснены частично: соматотропный гормон, кальцитонин, вазопрессин и другие гормоны усиливают пролиферацию клеток первичных лимфоидных органов, гормоны коркового вещества надпочечников подавляют лимфоцитопоэз в селезенке и лимф, узлах; в эксперименте пассивное введение антител тормозит пролиферацию клеток при действии антигена. Установлен гуморальный фактор (тимозин), вырабатываемый вилочковой железой, способствующий пролиферации тимоцитов и образованию О-антигенов на поверхности стволовых клеток костного мозга, мигрирующих в вилочковую железу. Однако окончательно не выявлен фактор, влияющий на лимфоцитопоэз (см. Лейкопоэтины). Не ясны факторы, обусловливающие рост вилочковой железы в постнатальном периоде и инволюцию ее у взрослых организмов. Вместе с тем установлено, что для созревания тимоцитов необходим прямой контакт с чрезвычайно своеобразной ретикулоэпителиальной стромой вилочковой железы. А. Я. Фриденштейн (1973) высказал предположение, что различия в ответе на повреждающее воздействие первичных и вторичных лимфоидных органов могут быть связаны с разницей в характере и происхождении их стромы. Т. А. Рожнова (1971), Борам (К. Borum, 1969) экспериментально установили, что репаративная регенерация в вилочковой железе происходит лишь в тех случаях, когда повреждающее воздействие (облучение, кортизонотерапия, резекция и др.) существенно не нарушает целости стромы. При этом в вилочковую железу мигрируют лимфоидные клетки костного мозга, за счет пролиферации к-рых и происходит регенерация органа, однако его масса уже не достигает нормальной величины.
Репаративная регенерация вторичных лимфоидных органов (селезенки и лимф, узлов) обусловлена не только пролиферацией репопулирующих клеток из костного мозга и вилочковой железы, но и размножением сохранившихся клеток органов. Г. В. Харлова (1975) допускает, что скорость и полнота регенерации вторичного лимфоидного органа зависят от соотношения и созревания в нем Т- и В-лимфоцитов. Показано, что лимфоциты принимают участие в регенеративных процессах не только в лимфоидных органах, но и в печени, легких, коже, почках.
Функциональное значение Лимфоидной ткани определяется ее важнейшей ролью в иммунных реакциях. Процесс выработки антител осуществляется клетками Л. т. Высказывается вполне обоснованное предположение, что Т- и В-лимфоциты путем обратной связи могут контролировать иммунный ответ и деление стволовых клеток. Нек-рые исследователи полагают, что утрата способности Т-лимфоцитов к такому контролю может явиться причиной аутоиммунных заболеваний, а также является одним из возможных условий развития злокачественного новообразования.
Защитная реакция организма на воздействие чужеродных веществ (экзо- и эндогенных) в значительной мере определяется функц, состоянием Л. т., с к-рой связана специфическая (иммунологическая) резистентность (см. Иммунитет). Появляются доказательства большого значения Л. т. не только в иммунных реакциях, но и в неспецифической резистентности организма (см.). Как показали исследования П. Д. Горизонтова (1976), повышение резистентности организма при стрессе характеризуется усилением костномозгового кроветворения, увеличением миграции клеток Л. т. в костный мозг в первые часы после воздействия чрезвычайного раздражителя — так наз. лимфоидный пик. Появление при этом Т-лимфоцитов в костном мозге рассматривается исследователями как свидетельство роли вилочковой железы в неспецифической резистентности организма.
Предполагается, что при неблагоприятных воздействиях распад клеток Л. т. обеспечивает трофическую функцию, т. к. при этом продукты обмена (в частности, нуклеопротеиды) реутилизируются в зонах повреждения тканей, чем компенсируется неблагоприятное воздействие. Бернс (D. W. Bernes, 1962) и соавт, высказали мнение о том, что недостаточность Л. т. и уменьшение ее трофической функции играют важную патогенетическую роль при так наз. болезнях истощения, в т. ч. и при раневом истощении, описанном И. В. Давыдовским.
Заболевания, связанные с поражением Л. т., обычно диагностируются по данным биопсий лимф, узлов (за исключением лейкозов, дисгаммаглобулинемий и аутоиммунных процессов). К заболеваниям Л. т. относятся гипоплазия лимфатических узлов— редкое состояние, отражающее иммунную недостаточность; реактивная гиперплазия лимф, узлов, возникающая при воспалительных процессах и активации иммунных реакций как первичного, так и вторичного характера (см. Иммуноморфология, Иммунопатология). Решение вопроса о характере так наз. воспалительного компонента (появление эозинофилов, нейтрофилов, плазматических и эпителиоидных клеток) нередко представляет значительные трудности.
Особую группу патологических процессов Лимфоидной ткани составляют злокачественные новообразования (см. Гемобластозы, Гистиоцитозы, Лимфогранулематоз, Лимфома, Миеломная болезнь).
Библиогр.: Горизонтов П. Д. Лимфоидная ткань и неспецифическая резистентность организма, Арх. патол., т. 38, № 3, с. 3, 1976, библиогр.; Пестова И. М. Краткий очерк эволюции лимфоидной ткани и её иммуноклеточной реактивности у позвоночных, Арх. анат., гистол, и эмбриол., т. 70, № 3, с. 26, 1976, библиогр.; Структура и функция лимфоидной ткани в онто- и филогенезе, под ред. Е. А. Вагнера и др., Пермь, 1976; Харлова Г. В. Регенерация лимфоидных органов у млекопитающих, М., 1975, библиогр.; Carr J. The line structure of the mammalian lymphoreticular system, Int. Rev. Cytol., y. 27, p. 283, 1970, bibliogr.; он же, The macrophage — a review of ultrastructure and function, L.— N. Y., 1973; Goldstein A. L., Slater F. D. a. White A. Preparation, assay and partial purification of thymic lymphocytopoietic factor (thymosin), Proc, nat. Acad. Sci. (Wash.), v. 56, p. 1010, 1966; Kyriazis A. A. a. Esterly J. R. Fetal and neonatal development of lymphoid tissues, Arch. Path., v. 91, p. 444, 1971; Maximow A. Bindegewebe und blutbildene Gewebe, Handb, mikr. Anat. Menschen, hrsg. v. W. Mollendorff, Bd 2, T. 1, S. 232, B. 1927; Mononuclear phagocytes m immunity, infection and pathology, ed. by R. van Furth, Oxford, 1975.
ЛЕКЦИЯ №44
ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ АНАТОМИЯ ОРГАНОВ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ.
1. Общая характеристика органов иммунной системы.
2. Центральные и периферические органы иммунной системы их функции.
3. Основные закономерности строения и развития органов иммунной системы.
ЦЕЛЬ: Знать общую характеристику иммунной системы, топографию органов иммунной системы в теле человека, функции центральных и периферических органов иммунной системы.
Представлять основные закономерности строения и развития органов иммунной системы.
1. Иммунная система - это совокупность лимфоидных тканей и органов тела, обеспечивающая защиту организма от генетически чужеродных клеток или веществ, поступающих извне или образующихся в организме. Органы иммунной системы, содержащие лимфоидную ткань, выполняют функцию охраны постоянства внутренней среды (гомеостаза) в течение всей жизни индивидуума. Они вырабатывают иммунокомпетентные клетки, в первую очередь лимфоциты, а также плазматические клетки, включают их в иммунный процесс, обеспечивают распознавание и уничтожение проникших в организм или образовавшихся в нем клеток и других посторонних веществ, несущих на себе признаки генетически чужеродной информации. Генетический контроль осуществляют функционирующие совместно популяции Т- и В-лимфоцитов, которые при участии макрофагов обеспечивают иммунный ответ в организме
Иммунная система имеет 3 морфофункциональные особенности:1) она генерализована по всему телу;2) ее клетки постоянно циркулируют через кровоток;3) она обладает уникальной способностью вырабатывать специфические антитела в отношении каждого антигена.
К иммунной системе относят органы, имеющие лимфоидную ткань. В лимфоидной ткани выделяют 2 компонента:1) строму - ретикулярную опорную соединительную ткань, со
стоящую из ретикулярных клеток и ретикулярных волокон;2) клетки лимфоидного ряда: лимфоциты различной степени зрелости, плазмоциты, макрофаги и др.
К органам иммунной системы принадлежат: костный мозг, в котором лимфоидная ткань тесно связана с кроветворной, тимус (вилочковая железа), лимфатические узлы, селезенка, скопления лимфоидной ткани в стенках полых органов пищеварительной, дыхательной систем и мочевыводящих путей (миндалины, групповые лимфоидные бляшки, одиночные лимфоидные узелки). Эти органы называют лимфоидными органами иммуногенеза.
2. Функционально органы иммунной системы подразделяют на центральные и периферические.
К центральным органам иммунной системы относятся костный мозг и тимус. В костном мозге из полипотентных стволовых клеток образуются В-лимфоциты (бурсозависимые) и предшественники Т-лимфоцитов (наряду с другими клетками крови). В тимусе происходит дифференцировка Т-лимфоцитов (тимусзависимых), образующихся из поступивших в этот орган предшественников Т-лимфоцитов - претимоцитов. В дальщейшем обе эти популяции лимфоцитов с током крови поступают в периферические органы иммунной системы, которые непосредственно осуществляют поиск чужеродного. Большинство из имеющихся в организме лимфоцитов являются рециркулирующими (многократно циркулирующими) между различными средами обитания: органы иммунной системы, где эти клетки образуются, лимфатические сосуды, кровь, снова органы иммунной системы и т.д. При этом считают, что в костный мозг и тимус лимфоциты повторно не попадают.
К периферическим органам иммунной системы относятся:
1) миндалины кольца Н.И. Пирогова-В. Вальдейера; 2) многочисленные лимфоидные узелки в стенках полых органов дыхательной (гортани, трахеи, бронхов), пищеварительной (пищевода, желудка, тонкой и толстой кишки, аппендикса, желчного пузыря), мочевой
(мочеточника, мочевого пузыря, мочеиспускательного канала) систем; 3) лимфоидные узелки большого сальника («иммунной фабрики брюшной полости»), матки;4) соматические (париетальные), внутренностные (висцеральные) и смешанные лимфатические узлы, вставленные по току лимфы в количестве от 500 до 1000 (биологические фильтры); 5) селезенка - единственный орган, контролирующий генетическую «чистоту» крови; 6) многочисленные лимфоциты, которые находятся в крови, лимфе, тканях и осуществляют поиск чужеродных веществ.
Костный мозг является одновременно органом кроветворения и центральным органом иммунной системы. Общая масса костного мозга у взрослого человека 2,5-3 кг (4,5-4,7% массы тела). Около половины его составляет красный костный мозг, остальное - желтый.
Красный костный мозг располагается в ячейках губчатого вещества плоских и коротких костей, эпифизов длинных (трубчатых) костей. Он состоит, из стромы (ретикулярной ткани), гемопоэтических (миелоидной ткани) и лимфоидных (лимфоидной ткани) элементов на разных стадиях развития. В нем содержатся стволовые клетки - предшественники всех клеток крови и лимфоцитов. Количество лимфоцитов, работающих на нашу защиту, составляет шесть триллионов (6 х 10 .12 клеток), из этого числа лимфоцитов, масса которых в теле взрослого человека равна в среднем 1500 г, на долю крови (без кроветворных и иммунных органов) приходится лишь 0,2% (3 г), что составляет примерно двенадцать миллиардов (12-109) клеток. Остальные лимфоциты находятся в лимфоидной ткани органов иммунной системы (100 г), в красном костном мозге (100 г) и в других тканях, включая лимфу (1300 г). В 1 мм3 лимфы грудного протока находится от 2000 до 20000 лимфоцитов. В 1 мм3 периферической лимфы (до прохождения ее через лимфатические узлы) содержится в среднем 200 клеток.
У новорожденного общая масса лимфоцитов составляет примерно 150 г; 0,3% ее приходится на кровь. Затем количество лимфоцитов быстро нарастает, у ребенка от 6 месяцев до 6 лет их масса уже равна 650 г. К 15 годам она увеличивается до 1250 г. В течение всего этого времени на долю лимфоцитов крови приходится 0,2% всей массы этих клеток иммунной системы.
Лимфоциты - это подвижные округлые клетки, размеры которых варьируют в пределах от 8 до 18 мкм. Большинство циркулирующих лимфоцитов - это малые лимфоциты диаметром около 8 мкм. Примерно 10% составляют средние лимфоциты диаметром 12 мкм. Большие лимфоциты (лимфобласты) диаметром около 18 мкм встречаются в центрах размножения лимфатических узлов и селезенки. В норме они в крови и лимфе не
циркулируют. Именно малый лимфоцит является основной иммунокомпетентной клеткой. Средний лимфоцит представляет собой начальную стадию дифференцировки В-лимфоцита в плазматическую клетку.
Среди лимфотитов различают 3 группы: Т-лимфоциты (тимусзависимые), В-лимфоциты (бурсозависимые) и нулевые.
1) Т-лимфоциты возникают в костном мозге из стволовых клеток,которые дифференцируются вначале в претимоциты. Последние с током крови переносятся в вилочковую железу (тимус), в которой они созревают и превращаются в Т-лимфоциты, а затем, минуя костный мозг, расселяются в лимфатических узлах, селезенке или циркулируют в крови, где на их долю приходится 50-70% всех лимфоцитов. Различают несколько форм (популяций) Т-лимфоцитов, каждая из которых выполняет определенную функцию.Одна из них - Т-хелперы (помощники) взаимодействуют с В-лимфоцитами, превращая их в плазматические клетки, вырабатывающие антитела. Другая - Т-супрессоры (угнетатели) блокируют чрезмерные реакции и активность В-лимфоцитов. Третьи - Т-киллеры (убийцы) непосредственно осуществляют реакции клеточного иммунитета. Они взаимодействуют с чужеродными клетками и уничтожают их. Таким способом Т-киллеры разрушают опухолевые клетки, клетки чужеродных трансплантатов, клетки-мутанты, что сохраняет генетический гомеостаз.
2) В-лимфоциты развиваются из стволовых клеток в самом костном мозге, который рассматривается в качестве аналога фабрициевой сумки (бурсы) - клеточного скопления в стенке клоачного отдела кишки у птиц. Из костного мозга В-лимфоциты поступают в кровь,
где на их долю приходится 20-30% циркулирующих лимфоцитов. Затем с кровью они заселяют бурсозависимые зоны периферических органов иммунной системы (селезенку, лимфатические узлы, лимфоидные узелки стенок полых органов пищеварительной, дыхательной и других систем), где из них дифференцируются эффекторные клетки - В-лимфоциты памяти и антителообразукадие клетки - плазмоциты, которые синтезируют
иммуноглобулины пяти разных классов: IgA, IgG, IgM, IgE, IgD. Основная функция В-лимфоцитов - создание гуморального иммунитета путем выработки антител, которые поступают в жидкости организма: слюну, слезы,кровь, лимфу, мочу и т.д. Антитела связываются с антигенами, что дает возможность фагоцитам поглощать их.
3) Нулевые лимфоциты не проходят дифференцировки в органах иммунной системы, но при необходимости способны превращаться в В- и Т-лимфоциты. На их долю приходится 10-20% лимфоцитов крови.
3. В строении и развитии в онтогенезе органов иммунной системы выделяют 3 группы закономерностей. Одни из них характерны для всех органов иммунной системы, другие - только для центральных органов, третьи - только для периферических органов иммунной системы.
Общие закономерности для всех органов иммунной системы.
1) Рабочей тканью (паренхимой) органов иммунной системы является лимфоидная ткань.
2) Все органы иммунной системы рано закладываются в эмбриогенезе:костный мозг и тимус начинают закладываться на 4-5 неделе эмбриогенеза, лимфатические узлы и селезенка - на 5-6 неделе, небные и глоточные миндалины - на 9-14 неделе, лимфоидные узелки аппендикса и
лимфоидные бляшки тонкой кишки - на 14-16 неделе, одиночные лимфоидные узелки в слизистой оболочке внутренних полых органов - на 16-18 неделе.
3) Органы иммунной системы к моменту рождения морфологически сформированы, функционально зрелы и готовы выполнять функции иммунной защиты. Так, красный костный мозг, содержащий стволовые клетки, миелоидную и лимфоидную ткани, к моменту рождения заполняет все костномозговые полости. Тимус у новорожденного имеет такую же
относительную массу, как у детей и подростков, и составляет 0,3% массы тела. Во многих периферических органах иммунной системы (небные миндалины, аппендикс, тонкий, толстый кишечник) у новорожденного уже имеются лимфоидные узелки, в том числе и с центрами размножения, что свидетельствует о полной морфологической и функциональной зрелости лимфоидной ткани в органах иммунной системы.
4) Органы иммунной системы достигают своего максимального развития (масса, размеры, число лимфоидных узелков, наличие в них центров размножения) в детском и подростковом возрастах. Все лимфоидные органы достигают пика своего развития к 16 годам, а лимфоидные узелки в органах иммуногенеза - к 4-6 годам (поэтому «профилактическое» удаление небных миндалин и аппендиксов в 1960 гг. у детей в некоторых странах приводило через несколько лет после операции к появлению опухолей органов в соответствующих областях).
лишь 7%. У детей и подростков наблюдается прогрессирующее уменыпение количества лимфоидных узелков и в периферических органах иммунной системы. При этом сами узелки становятся мельче, в них исчезают центры размножения. Из-за разрастания соединительной ткани наиболее мелкие лимфатические узлы становятся непроходимыми для лимфы и вы-
ключаются из лимфатического русла. К 60 годам в аппендиксе лимфоидной ткани остается очень мало, он заполняется жиром (из 600-800 лимфоидных узелков у детей и подростков число их уменьшается до 100-150). Все вышесказанное в совокупности приводит к снижению защитных сил организма, о чем свидетельствует рост числа опухолевых и других заболеваний у людей пожилого возраста. В то же время по мере уменьшения общей массы лимфоидной ткани в организме происходят качественные компенсаторные сдвиги в органах иммунной системы, обеспечивающие у большинства людей иммунную защиту на достаточно высоком уровне.
Закономерности (особенности) центральных органов иммунной системы.
1) Центральные органы иммунной системы расположены в хорошо защищенных от внешних воздействий местах (костный мозг находится в костномозговых полостях, тимус - в грудной полости позади широкой и прочной грудины).
2) И костный мозг, и тимус являются местом дифференцировки лимфоцитов из стволовых клеток. В костном мозге из полипотентных стволовых клеток путем сложной дифференцировки образуются В-лимфоциты и претимоциты (предшественники Т-лимфоцитов), а в тимусе из поступивших из костного мозга туда с кровью претимоцитов образуются Т-лимфоциты (тимоциты).
3) Лимфоидная ткань в центральных органах иммунной системы находится в своеобразной среде микроокружения и симбиозе с другими тканями. В костном мозге такой средой является миелоидная ткань, в тимусе - эпителиальная ткань
Закономерности для периферических органов иммунной системы.
1) Все периферические органы иммунной системы располагаются на путях возможного внедрения в организм чужеродных веществ или на путях их следования в организме. Они формируют здесь своеобразные пограничные, охранные зоны: «сторожевые посты», «фильтры», содержащие лимфоидную ткань.Так, миндалины образуют лимфоидное кольцо Н.И.Пирогова - В. Вальдейера у входа в пищеварительную систему и дыхательные пути. Лимфоидные узелки, лимфоидные бляшки, а также диффузная лимфоидная ткань в слизистой оболочке органов пищеварения, дыхания и мочевыводящих путей находятся под эпителиальным покровом этих органов на границе с внешней средой (пищевые массы, воздух с содержащимися в нем микробами, пылевыми частицами, моча). Лимфатические
узлы, являясь биологическими фильтрами, лежат на путях тока лимфа от органов и тканей в направлении нижних отделов шеи, где лимфа вливается в венозную систему. Селезенка (единственный орган, осуществляющий иммунный контроль крови) находится на путях тока крови из аорты по селезеночной артерии в систему воротной вены. Кроме указанных органов
иммуногенеза, многочисленные лимфоциты, находящиеся в крови, лимфе, органах и тканях, выполняют функции поиска, нахождения, распознавания и уничтожения генетически чужеродных веществ, попавших в организм или образовавшихся в нем самом (частицы погибших клеток, клетки- мутанты, опухолевые клетки, микроорганизмы).
2) Лимфоидная ткань периферических органов иммунной системы в зависимости от величины и продолжительности антигенного воздействия усложняет свое строение и проходит 4 этапа (стадии) дифференцировки.
Первым этапом (диффузная лимфоидная ткань) следует считать появление в слизистой оболочке полых внутренних органов и в других анатомических образованиях (своего рода антигеноопасных местах) диффузно рассеянной лимфоидной ткани. Это находящиеся в собственной пластинке слизистой оболочки под эпителиальным покровом лимфоциты, образующие несколько рядов клеток. Там же встречаются плазматические клетки и макрофаги. Присутствие в слизистой оболочке клеток лимфоидного ряда можно рассматривать как готовность организма встретить, распознать и обезвредить чужеродные вещества (антигены), которые находятся во внешней среде (в пищеварительном канале, дыхательных и мочевыводящих путях).
Вторым этапом (формирование предузелка) развития периферических органов иммунной системы является образование скоплений клеток лимфоидного ряда. В слизистой оболочке полых внутренних органор и других областях тела человека (в плевре, брюшине, возле мелких кровеносных сосудов, в толще экзокринных желез и др.) на месте диффузно
рассеянных клеток лимфоидного ряда лимфоциты собираются в небольшие клеточные скопления. В центре этих скоплений клетки расположены плотнее, чем на периферии.
Третьим этапом (формирование узелка) развития лимфоидной ткани в периферических органах иммунной системы является образование лимфоидных узелков - плотных скоплений клеток лимфоидного ряда округлой или овальной формы. Наличие в лимфоидной ткани таких лимфоидных узелков с довольно четкими контурами рассматривается как состоя-
ние высокой морфологической зрелости органов иммунной системы, как их готовность образовывать центры размножения для местного воспроизводства клеток лимфоидного ряда. Лимфоидные узелки появляются незадолго перед рожением или вскоре после рождения.
Четвертым завершающим этапом (налаживание собственного производства лимфоцитов) развития лимфоидной ткани, наиболее высокой степенью дифференцировки органов иммунной системы следует считать появление в лимфоидных узелках центров размножения (герминтативных, светлых центров). Такие центры возникают в узелках при длительном воздействии антигенных раздражителей и свидетельствуют, с одной стороны, о влиянии на организм сильных и разнообразных факторов внешней среды, с другой, - о большой активности защитных сил организма. Интенсивное появление центров размножения в лимфоидных узелках наблюдается у детей, начиная с грудного возраста. Так, у детей 1-3 лет
Орган иммунитета. Лимфоидная ткань
Лимфатическая и лимфоидная системы являются специализированными частями единой сердечно-сосудистой системы. В основе первой находятся лимфатические сосуды (ЛС), а второй - кровеносные сосуды. Такие лимфоидные органы и образования, как лимфоузлы (ЛУ) и лимфоидные бляшки, одновременно относятся к обеим системам. Другие лимфоидные органы также связаны с лимфатическим руслом (ЛР), но по разному. В учебных пособиях и руководствах обычно написано, что лимфатические капилляры (ЛК) и ЛС отсутствуют в костном мозге и селезеночной пульпе, о ЛС тимуса сообщают лишь то, что они идут от него к регионарным ЛУ (Лысенков Н.К., Бушкович В.И., 1933; Иванов Г.Ф., 1949; Сапин М.Р., 2006; Williams P.L., Wardick R., 1980). А.С.Нарядчикова (1961) сумела инъецировать ЛР тимуса человека: ЛК в междольковых прослойках соединительной ткани (СТ) идут вдоль кровеносных сосудов с образованием периваскулярных сетей, из которых выходят ЛС I порядка, в капсуле находится только сплетение ЛС. У детей старше 4-5 лет иъекция ЛР тимуса представляет большие трудности, что коррелирует с уплотнением СТ. А.И. Газизова и Л.М. Мурзабекова (2011) обнаружили ЛС в междольковой СТ тимуса крупного рогатого скота, иногда ЛС там отсутствуют и проходят по поверхности капсулы. Е.А. Воробьева (1961) инъецировала 2 сети ЛК в тимусе человека, глубокую - в корковом и мозговом веществе, поверхностную - в капсуле. Из сети ЛК выходят ЛС. Они идут между дольками, вдоль кровеносных сосудов. У селезенки ЛС выходят из трабекул и капсулы, возможно начинаясь в периадвентиции крупных артерий (Лысенков Н.К., Бушкович В.И., 1933; Williams P.L., Wardick R., 1980), сплетением ЛК в окружности лимфоидных узелков и периартериальных муфт (Jager E., 1937; Брауде А., 1963). ЛС миндалин выходят из подслизистой основы, лимфоидные узелки разных органов окружены сетью ЛК (Иванов Г.Ф., 1949), в т.ч. периваскулярные лимфоидные узелки (ПВЛУ - Чернышенко Л.В., 1957). Лимфоидная бляшка содержит сеть ЛК, она окружает лимфоидные узелки, между ними и в их основании переходит в лимфатические синусы (Батуев К.М., 1975). Глубокая сеть ЛК слизистой оболочки как корзинка опутывает базальные отделы лимфоидных узелков, отдельных (Аминова Г.Г. и др., 2013) и бляшки, и переходит в ЛС в основании узелка, которые идут через мышечную оболочку кишки к брыжеечным аркадам (Azzali G., 2003).
Лимфоидные узелок и бляшка, ЛУ - это лимфоидные образования, тесно связанные с ЛР, причем узелок входит в состав бляшки и ЛУ, находясь там в окружении диффузной лимфоидной ткани. Принято считать, что ЛК находятся только в окружении лимфоидного узелка, в т.ч. в виде синусов бляшки и ЛУ. После перфузии ЛУ я наблюдал на срезах, что синусы проникают в узелок. Только ЛУ имеет собственную капсулу, она отграничивает его ЛР и лимфоидную ткань от окружающих тканей и органов. ЛУ - это самостоятельный орган, тогда как лимфоидные узелки и бляшки являются частью различных органов.
На тотальных препаратах брыжейки, окрашенных квасцовым гематоксилином, а лучше галлоцианином видно, что ПВЛУ формируется обычно вокруг венулы, начиная с посткапиллярной, при возможном участии артериолы. ЛК и тем более ЛС определяются в окружении диффузной лимфоидной ткани, предузелка и узелка - стадии развития ПВЛУ вокруг магистрализующихся кровеносных микрососудов (Петренко В.М., 2011). Однако при инъекции ЛР синей массой Герота сплетение микроЛС определяется в толще ПВЛУ.
Тимус и селезенка имеют капсулу, их собственное ЛР определяется в капсуле и трабекулах или в междольковых прослойках СТ, возможно проникает и дальше вокруг артерий. Капсула миндалин - ложная, только намечается в виде слабо выраженного локального уплотнения СТ, ЛР сосредоточено по ее периметру, в частности - в подслизистой основе, к которой примыкает лимфоидная ткань.
Напрашивается вывод: увеличение объема и степени дифференциации лимфоидной ткани сопровождается развитием собственной капсулы и ЛР в их связи. ЛР внедряется в лимфоидную ткань вплоть до лимфоидных узелков лимфоидных бляшек и ЛУ, где сеть ЛК преобразуется в сеть синусов, в отличие от тимуса.
Ранее я уже разделял лимфоидные органы и образования на лимфатические и экстралимфатические (Петренко В.М., 2011). Лимфоидные органы лимфатического типа имеют афферентные ЛС, т.е. через них происходит «сквозной» лимфоток, хотя и в разной мере: ЛР является важной частью такого органа, приносит в него лимфу для очистки. Лимфоидно-лимфатические органы формируются на основе (в стенке) ЛР путем лимфоидной инфильтрации межсосудистой (между ЛР и кровеносными микрососудами) рыхлой СТ. Лимфоидные органы экстралимфатического типа имеют только эфферентные ЛС, которые обеспечивают лимфоотток как дополнение к венозному дренажу органа. ЛР присоединяется к интраорганному кровеносному руслу в разной степени и разным путем на стадии лимфоидной инфильтрации перивазальной СТ.
Читайте также: