Органы кроветворения и иммунной защиты образуют единую с кровью и лимфой систему, которая:
1. Обеспечивает непрерывный процесс обновления форменных элементов крови в результате постоянной пролиферации и дифференцировки клеток в соответствии с потребностями организма.
2. Создает и осуществляет комплекс защитных реакций от повреждающего действия факторов внешней и внутренней среды, иммунный надзор за деятельностью клеток своего организма.
3. Поддерживает целостность и индивидуальность организма благодаря способности клеток иммунной системы отличать структурные компоненты своего организма от чужеродного и уничтожать последние.
К органам кроветворения и иммуногенеза относятся:
1. Красный костный мозг (ККМ),
3. Лимфатические и гемолимфатические узлы,
4. Селезенка,
5. Лимфоидые образования пищеварительного тракта, к которым относятся миндалины, пейеровы бляшки, аппендикс, лимфоидные образования половой, дыхательной, выделительной систем.
Все органы кроветворения и иммуногенеза подразделяются на центральные и периферические .
Кцентральным относится ККМ и тимус. В них локализованы стволовые кроветворные клетки и происходит первый этап дифференцировки лимфоцитов, называемый антигеннезависимым .
Кпериферическим органам относятся: селезенка, лимфатические и гемолимфатические узлы, лимфоидные образования по ходу пищеварительной трубки, половой, дыхательной, выделительной систем. В этих органах осуществляется антигензависимая дифференцировка лимфоцитов.
Общий принцип строения органов кроветворения
1. Основу всех органов кроветворения формирует стромальный компонент, представленный ретикулярной тканью, исключением является лишь тимус, его стромальный компонент представлен эпителиоретикулярной тканью, имеющей эпителиальное происхождение. Клетки стромывыполняют опорную, трофическую и регуляторную функции, обладают в каждом органе характерными признаками. Они создают особое микроокружение, синтезируя гемопоэтины для правильного развития кроветворных клеток, ГАГ кислые и нейтральные, а так же белок ламинин, создающий трехмерную сеть для миграции клеток крови.
2. Все органы гемопоэза и иммуногенеза среди клеток стромы содержат большое количество макрофагов, которые участвуют в созревании и дифференцировке формирующихся форменных элементов, а также в фагоцитозе разрушенных клеток, учавствуя в их утилизации.
3. В строме органов кроветворения содержится сосудистый компонент , который представлен особыми кровеносными сосудами, синусными капиллярами, с высоким эндотелием , который, в свою очередь, обеспечивает распознавание зрелых клеток, способен сортировать их и обеспечивать миграцию форменных элементов в кровеносное русло.
4. В сети стромосоздающей ткани находятся форменные элементы крови на разных этапах созревания – гемопоэтический компонент .
Понятие о лимфоидной и миелоидной ткани, развитие органов миелоидного кроветворения
Кроветворные клетки в совокупности со стромой образуют два типа тканей миелоидную и лимфоидную:
Миелоидная ткань – это ретикулярная ткань, с находящимися там развивающимися клетками миелоидного ряда (эритропоэза, тромбоцитопоэза, гранулоцитопоэза, моноцитопоэза) и лимфоидного (В-лимфоцитопоэз). Миелоидная ткань формирует основу органов миелоидного кроветворения, к которым у человека относится красный костный мозг.
Лимфоидная ткань - это ретикулярная или эпителиоретикулярная ткань (тимус), в которой находятся клетки лимфоидного ряда (лимфоцитопоэза) на разных стадиях развития. Лимфоидная ткань формирует органы лимфоидного кроветворения, к которым относятся: тимус, селезенка, лимфатические и гемолимфатические узлы и лимфоидные элементы в стенке различных органов и систем.
Развитие миелоидного кроветворения:
В развитии выделяют три периода:
Мезобластический
Гепатолиенальный
Медуллярный
Мезобластический (2 недель – 4 месяцев): первые клетки крови обнаруживаются у 13-19 суточного эмбриона в мезодерме желточного мешка. Интраваскулярно часть стволовых клеток крови дифференцируются в эритробласты (крупные клетки имеющие ядро). Экстраваскулярно образуются гранулоциты: нейтрофилы и эозинофилы. Активность мезобластического кроветворения снижается на 6 неделе и заканчивается на 4 месяце эмбриогенеза.
Гепатолиенальный (2 месяцев – 7 месяцев): в печени кроветворение начинается на 5-6 неделе, достигая максимума к 5 месяцу эмбриогенеза. Все форменные элементы - это эритроциты и тромбоциты в этот период образуются экстраваскулярно. К моменту рождения в печени могут сохраняться единичные очаги кроветворения. В селезенке очаги миелоидного кроветворения обнаруживаются с 20 недель эмбриогенеза, несколько позднее появляются очаги лимфоидного кроветворения, а с 8-го месяца эмбриогенеза в ней остается только лимфоидное кроветворение.
Медуллярный или костномозговой: начинается параллельно развитию костного скелета и продолжается всю жизнь. В полость первичной кость начинают врастать и дифференцироваться клетки двух типов: с 2-х месяцев механобласты (формируют ретикулярную ткань, которая заполняет все полости кости) и с 3-х месяцев - стволовые клетки крови, формируя островки гемопоэза. К 4-му месяцу эмбриогенеза ККМ становится главным органом кроветворения и заполняет полости плоских и трубчатых костей. У ребенка 7 лет ККМ в диафизах трубчатых костей бледнеет, появляется и начинает разрастаться желтый костный мозг. У взрослого человека ККМ сохраняется лишь в эпифизах трубчатых костей и в плоских костях. В старческом возрасте костный мозг (как красный, так и желтый) приобретает слизистую консистенцию и носит название желатинозный костный мозг.
Кроветворная система - система органов организма, отвечающих за постоянство состава крови. Поскольку в организме непрерывно разрушаются форменные элементы, основной функцией кроветворных органов является постоянное пополнение клеточных элементов крови - кроветворение или Гемопоэз.
Кроветворная система состоит из четырех основных частей - костного мозга, лимфатических узлов, селезенки и периферической крови.
Костный мозг находится в костях, главным образом, в плоских - грудине, ребрах, подвздошной кости. Здесь происходит сложнейший процесс образования всех элементов крови. Все клетки крови происходят от одной - стволовой клетки, которая в костном мозгу размножается и развитие идет по четырем направлениям - образование эритроцитов (эритропоэз), лейкоцитов (миелопоэз), лимфоцитов (лимфопоэз) и тромбоцитов (тромбоцитопоэз).
Лимфатические узлы участвуют в процессах кроветворения, вырабатывая лимфоциты, плазматические клетки.
Селезёнка состоит из так наз. красной и белой пульпы. Красная пульпа заполнена форменными элементами крови, в основном эритроцитами; белая пульпа образована лимфоидной тканью, в которой вырабатываются лимфоциты. Помимо кроветворной функции, селезёнка осуществляет захват из тока крови повреждённых эритроцитов, микроорганизмов и других чуждых организму элементов, попавших в кровь; в ней вырабатываются антитела.
В периферическую кровь поступают зрелые клетки, способные выполнять строго определенные функции.
Эритроциты (их еще называют клетками красной крови) составляют подавляющее большинство клеток периферической крови. Практически всю клетку занимает гемоглобин - вещество, благодаря которому эритроцит выполняют свою основную задачу - принести в каждую клетку организма кислород, а оттуда забрать углекислый газ. Проходя через легкие, эритроциты отдают углекислый газ и получают кислород. Для нормального развития эритроцитов в костном мозге необходимо железо и витамин В12.
Лимфоциты представляют собой разнообразную группу клеток. По происхождению и функциям лимфоциты делятся на 2 группы: Т-лимфоциты и В-лимфоциты. Среди Т-лимфоцитов различают клетки-памяти, которые узнают чужеродные белки и дают сигнал к началу защитного (иммунного) ответа; Т-хелперы (помощники), стимулирующие развертывание иммунологических процессов, в частности В-клеток; Т-супрессоры, тормозящие созревание эффекторных клеток; Т-киллеры - клетки эффекторы клеточного иммунитета. В-лимфоциты дифференцируются в плазматические клетки, которые вырабатывают антитела, осуществляющие гуморальный иммунитет.
Тромбоциты - кровяные бляшки, основная функция которых участие в процессах свертывания крови. Есть данные, что тромбоциты играют определенную роль также в обмене веществ клеток кровеносных сосудов, эта их функция в настоящее время интенсивно изучается.
(лейкопоэз) и тромбоцитов (тромбоцитопоэз).
У взрослых животных он совершается в красном костном мозге, где образуются эритроциты, все зернистые лейкоциты, моноциты, тромбоциты, В-лимфоциты и предшественники Т-лимфоцитов. В тимусе проходит дифференцировка Т-лимфоцитов, в селезенке и лимфатических узлах — дифференцировка В-лимфоцитов и размножение Т-лимфоцитов.
Общей родоначальной клеткой всех клеток крови является полипотентная стволовая клетка крови, которая способна к дифференцировке и может дать начало роста любым форменным элементам крови и способна к длительному самоподдержанию. Каждая стволовая кроветворная клетка при своем делении превращается в две дочерние клетки, одна из которых включается в процесс пролиферации, а вторая идет на продолжение класса полипотентных клеток. Дифференцировка стволовой кроветворной клетки происходит под влиянием гуморальных факторов. В результате развития и дифференцировки разные клетки приобретают морфологические и функциональные особенности.
Эритропоэз проходит в миелоидной ткани костного мозга. Средняя продолжительность жизни эритроцитов составляет 100-120 сут. В сутки образуется до 2 * 10 11 клеток.
Рис. Регуляция эритропоэза
Регуляция эритропоэза осуществляется эритропоэтинами, образующимися в почках. Эритропоэз стимулируется мужскими половыми гормонами, тироксином и катехоламинами. Для образования эритроцитов нужны витамин В 12 и фолиевая кислота, а также внутренний фактор кроветворения, который образуется в слизистой оболочке желудка, железо, медь, кобальт, витамины. В нормальных условиях продуцируется небольшое количество эритропоэтина, который достигает клеток красного мозга и взаимодействует с рецепторами эритропоэтина, в результате чего изменяется концентрация в клетке цАМФ, что повышает синтез гемоглобина. Стимуляция эритропоэза осуществляется также под влиянием таких неспецифических факторов, как АКТГ, глюкокортикоиды, катехоламины, андрогены, а также при активации симпатической нервной системы.
Разрушаются эритроциты путем внутриклеточного гемолиза мононуклеарами в селезенке и внутри сосудов.
Лейкопоэз происходит в красном костном мозге и лимфоидной ткани. Этот процесс стимулируется специфическими ростовыми факторами, или лейкопоэтинами, которые воздействуют на определенные предшественники. Важную роль в лейкопоэзе играют интерлейкины, которые усиливают рост базофилов и эозинофилов. Лейкопоэз также стимулируется продуктами распада лейкоцитов и тканей, микроорганизмами, токсинами.
Тромбоцитопоэз регулируется тромбоцитопоэтинами, образующимися в костном мозге, селезенке, печени, а также интерлейкинами. Благодаря тромбоцитопоэтинам регулируется оптимальное соотношение между процессами разрушения и образования кровяных пластинок.
Гемоцитопоэз и его регуляция
Гемоцитопоэз (гемопоэз, кроветворение) - совокупность процессов преобразования стволовых гемопоэтических клеток в разные типы зрелых клеток крови (эритроцитов — эритропоэз, лейкоцитов — лейкопоэз и тромбоцитов — тромбоцитопоэз), обеспечивающих их естественную убыль в организме.
Современные представления о гемопоэзе, включающие пути дифференциации полипотентных стволовых гемопоэтических клеток, важнейшие цитокины и гормоны, регулирующие процессы самообновления, пролиферации и дифференциации полипотентных стволовых клеток в зрелые клетки крови представлены на рис. 1.
Полипотентные стволовые гемопоэтические клетки находятся в красном костном мозге и способны к самообновлению. Они могут также циркулировать в крови вне органов кроветворения. ПСГК костного мозга при обычной дифференциации дают начало всем типам зрелых клеток крови — эритроцитам, тромбоцитам, базофилам, эозинофилам, нейтрофилам, моноцитам, В- и Т-лимфоцитам. Для поддержания клеточного состава крови на должном уровне в организме человека ежесуточно образуется в среднем 2,00 . 10 11 эритроцитов, 0,45 . 10 11 нейтрофилов, 0,01 . 10 11 моноцитов, 1,75 . 10 11 тромбоцитов. У здоровых людей эти показатели достаточно стабильны, хотя в условиях повышенной потребности (адаптация к высокогорью, острая кровопотеря, инфекция) процессы созревания костномозговых предшественников ускоряются. Высокая пролиферативная активность стволовых гемопоэтических клеток перекрывается физиологической гибелью (апоптозом) их избыточного потомства (в костном мозге, селезенке или других органах), а в случае необходимости и их самих.
Рис. 1. Иерархическая модель гемоцитопоэза, включающая пути дифференциации (ПСГК) и важнейшие цитокины и гормоны, регулирующие процессы самообновления, пролиферации и дифференциации ПСГК в зрелые клетки крови: А — миелоидная стволовая клетка (КОЕ-ГЭММ), являющаяся предшественницей моноцитов, гранулоцитов, тромбоцитов и эротроцитов; Б — лимфоидная стволовая клетка-предшественница лимфоцитов
Подсчитано, что каждый день в организме человека теряется (2-5) . 10 11 клеток крови, которые замешаются на равное количество новых. Чтобы удовлетворить эту огромную постоянную потребность организма в новых клетках, гемоцитопоэз не прерывается в течение всей жизни. В среднем у человека за 70 лет жизни (при массе тела 70 кг) образуется: эритроцитов — 460 кг, гранулоцитов и моноцитов — 5400 кг, тромбоцитов — 40 кг, лимфоцитов — 275 кг. Поэтому кроветворные ткани рассматриваются как одни из наиболее митотически активных.
Современные представления о гемоцитопоэзе базируются на теории стволовой клетки, основы которой были заложены русским гематологом А.А. Максимовым в начале XX в. Согласно данной теории, все форменные элементы крови происходят из единой (первичной) полипотентной стволовой гемопоэтической (кроветворной) клетки (ПСГК). Эти клетки способны к длительному самообновлению и в результате дифференциации могут дать начало любому ростку форменных элементов крови (см. рис. 1.) и одновременно сохранять их жизнеспособность и свойства.
Стволовые клетки (СК) являются уникальными клетками, способными к самообновлению и дифференцировке не только в клетки крови, но и в клетки других тканей. По происхождению и источнику образования и выделения СК разделяют на три группы: эмбриональные (СК эмбриона и тканей плода); региональные, или соматические (СК взрослого организма); индуцированные (СК, полученные в результате репрограммирования зрелых соматических клеток). По способности к дифференцировке выделяют тоти-, плюри-, мульти- и унипотентные СК. Тотипотентная СК (зигота) воспроизводит все органы эмбриона и структуры, необходимые для его развития (плаценту и пуповину). Плюрипотентная СК может быть источником клеток, производных любого из трех зародышевых листков. Мульти (поли) потентная СК способна образовывать специализированные клетки нескольких типов (например клетки крови, клетки печени). Унипотентная СК в обычных условиях дифференцируется в специализированные клетки определенного типа. Эмбриональные СК являются плюрипотентными, а региональные — полипотентными или унипотентными. Частота встречаемости ПСГК составляет в среднем 1:10 000 клеток в красном костном мозге и 1:100 000 клеток в периферической крови. Плюрипотентные СК могут быть получены в результате репрограммирования соматических клеток различного типа: фибробластов, кератиноцитов, меланоцитов, лейкоцитов, β-клеток поджелудочной железы и другие, с участием факторов транскрипции генов или микроРНК.
Все СК обладают рядом общих свойств. Во-первых, они недифференцированы и не располагают структурными компонентами для выполнения специализированных функций. Во- вторых, они способны к пролиферации с образованием большого числа (десятков и сотен тысяч) клеток. В-третьих, они способны к дифференцировке, т.е. процессу специализации и образованию зрелых клеток (например, эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов). В-четвертых, они способны к асимметричному делению, когда из каждой СК образуются две дочерние, одна из которых идентична родительской и остается стволовой (свойство самообновления СК), а другая дифференцируется в специализированные клетки. Наконец, в-пятых, СК могут мигрировать в очаги повреждения и дифференцироваться в зрелые формы поврежденных клеток, способствуя регенерации тканей.
Различают два периода гемоцитопоэза: эмбриональный — у эмбриона и плода и постнатальный — с момента рождения и до конца жизни. Эмбриональное кроветворение начинается в желточном мешке, затем вне его в прекардиальной мезенхиме, с 6-недельного возраста оно перемещается в печень, а с 12 — 18-недельного возраста — в селезенку и красный костный мозг. С 10-недельного возраста начинается образование Т-лимфоцитов в тимусе. С момента рождения главным органом гемоцитопоэза постепенно становится красный костный мозг. Очаги кроветворения имеются у взрослого человека в 206 костях скелета (грудине, ребрах, позвонках, эпифизах трубчатых костей и др.). В красном костном мозге происходит самообновление ПСГК и образование из них миелоидной стволовой клетки, называемой также колониеобразующей единицей гранулоцитов, эритроцитов, моноцитов, мегакариоцитов (КОЕ-ГЭММ); лимфоидную стволовую клетку. Мислоидная полиолигопотентная стволовая клетка (КОЕ-ГЭММ) может дифференцироваться: в монопотентные коммитированные клетки — предшественницы эритроцитов, называемые также бурстобразующей единицей (БОЕ-Э), мегакариоцитов (КОЕ- Мгкц); в полиолигопотентные коммитированные клетки гранулоцитов-моноцитов (КОЕ-ГМ), дифференцирующиеся в монопотентные предшественницы гранулоцитов (базофилы, нейтрофилы, эозинофилы) (КОЕ-Г), и предшественницы моноцитов (КОЕ-М). Лимфоидная стволовая клетка является предшественницей Т- и В- лимфоцитов.
В красном костном мозге из перечисленных колониеобразующих клеток через ряд промежуточных стадий образуются регикулоциты (предшественники эритроцитов), мегакариоциты (от которых «отшнуровываются» тромбоцит!,i), гранулоциты (нейтрофилы, эозинофилы, базофилы), моноциты и В-лимфоциты. В тимусе, селезенке, лимфатических узлах и лимфоидной ткани, ассоциированной с кишечником (миндалины, аденоиды, пейеровы бляшки) происходит образование и дифференцирование Т-лимфоцитов и плазматических клеток из В-лимфоцитов. В селезенке также идут процессы захвата и разрушения клеток крови (прежде всего эритроцитов и тромбоцитов) и их фрагментов.
В красном костном мозге человека гемоцитопоэз может происходить только в условиях нормального гемоцитопоэзиндуцирующего микроокружения (ГИМ). В формировании ГИМ принимают участие различные клеточные элементы, входящие в состав стромы и паренхимы костного мозга. ГИМ формируют Т-лимфоциты, макрофаги, фибробласты, адипоциты, эндотелиоциты сосудов микроциркуляторного русла, компоненты экстрацеллюлярного матрикса и нервные волокна. Элементы ГИМ осуществляют контроль за процессами кроветворения как с помощью продуцируемых ими цитокинов, факторов роста, так и благодаря непосредственным контактам с гемопоэтическими клетками. Структуры ГИМ фиксируют стволовые клетки и другие клетки-предшественницы в определенных участках кроветворной ткани, передают им регуляторные сигналы, участвуют в их метаболическом обеспечении.
Гемоцитопоэз контролируется сложными механизмами, которые могут поддерживать его относительно постоянным, ускорять или тормозить, угнетая пролиферацию и дифферен- цировку клеток вплоть до инициирования апоптоза коммитированных клеток-предшественниц и даже отдельных ПСГК.
Регуляция гемопоэза — это изменение интенсивности гемопоэза в соответствии с меняющимися потребностями организма, осуществляемое посредством его ускорения или торможения.
Для полноценного гемоцитопоэза необходимо:
- поступление сигнальной информации (цитокинов, гормонов, нейромедиаторов) о состоянии клеточного состава крови и ее функций;
- обеспечение этого процесса достаточным количеством энергетических и пластических веществ, витаминов, минеральных макро- и микроэлементов, воды. Регуляция гемопоэза основана на том, что все типы взрослых клеток крови образуются из гемопоэтических стволовых клеток костного мозга, направление дифференцировки которых в различные типы клеток крови определяется действием на их рецепторы локальных и системных сигнальных молекул.
Роль внешней сигнальной информации для пролиферации и апоптоза СГК выполняют цитокины, гормоны, нейромедиаторы и факторы микроокружения. Среди них выделяют раннедействующие и позднедействующие, мультилинейные и монолинейные факторы. Одни из них стимулируют гемопоэз, другие — тормозят. Роль внутренних регуляторов плюрипотентности или дифференцировки СК играют транскрипционные факторы, действующие в ядрах клеток.
Специфичность влияния на стволовые кроветворные клетки обычно достигается действием на них не одного, а сразу нескольких факторов. Эффекты действия факторов достигаются посредством стимуляции ими специфических рецепторов кроветворных клеток, набор которых изменяется на каждом этапе дифференцировки этих клеток.
Раннедействующими ростовыми факторами, способствующими выживанию, росту, созреванию и превращению стволовых и других кроветворных клеток-предшественниц нескольких линий клеток крови, являются фактор стволовых клеток (ФСК), ИЛ-3, ИЛ-6, ГМ-КСФ, ИЛ-1, ИЛ-4, ИЛ-11, ЛИФ.
Развитие и дифференцировку клеток крови преимущественно одной линии предопределяют позднедействующие ростовые факторы — Г-КСФ, М-КСФ, ЭПО, ТПО, ИЛ-5.
Факторами, ингибирующими пролиферацию гемопоэтических клеток, являются трансформирующий ростовой фактор (TRFβ), макрофагальный воспалительный белок (МIР-1β), фактор некроза опухолей (ФНОа), интерфероны (ИФН(3, ИФНу), лактоферрин.
Действие цитокинов, факторов роста, гормонов (эритропоэтина, гормона роста и др.) на клетки гемоноэтических органов чаще реализуется всего через стимуляцию 1-TMS- и реже 7-ТМS-рецепторов плазматических мембран и реже — через стимуляцию внутриклеточных рецепторов (глюкокортикоиды, Т 3 иТ 4).
Для нормального функционирования кроветворная ткань нуждается в поступлении ряда витаминов и микроэлементов.
Витамины
Витамин B12 и фолиевая кислота нужны для синтеза нуклеопротеинов, созревания и деления клеток. Для защиты от разрушения в желудке и всасывания в тонком кишечнике витамину В 12 нужен гликопротеин (внутренний фактор Кастла), который вырабатывается париетальными клетками желудка. При дефиците этих витаминов в пище или отсутствии внутреннего фактора Кастла (например, после хирургического удаления желудка) у человека развивается гиперхромная макроцитарная анемия, гиперсегментация нейтрофилов и снижение их продукции, а также тромбоцитопения. Витамин В 6 нужен для синтеза тема. Витамин С способствует метаболизму (родиевой кислоты и участвует в обмене железа. Витамины Е и РР защищают мембрану эритроцита и гем от окисления. Витамин В2 нужен для стимуляции окислительно-восстановительных процессов в клетках костного мозга.
Микроэлементы
Железо, медь, кобальт нужны для синтеза гема и гемоглобина, созревания эритробластов и их дифференцирования, стимуляции синтеза эритропоэтина в почках и печени, выполнения газотранспортной функции эритроцитов. В условиях их дефицита в организме развивается гипохромная, микроцитарная анемия. Селен усиливает антиоксидантное действие витаминов Е и РР, а цинк необходим для нормального функционирования фермента карбоангидразы.
Органы кроветворения и иммуногенеза включают красный костный мозг, тимус, лимфатические узлы, селезенку, миндалины, агрегированные лимфоидные узелки кишки (пейеровы бляшки), лимфоидную ткань червеобразного отростка, а также другие лимфоидные образования пищеварительного тракта, половых, дыхательной и выделительной систем (лимфоидная ткань, ассоциированная со слизистыми оболочками).
Помимо структур органного характера, к иммунной системе относятся многочисленные диффузные скопления лимфоидной ткани и рассеянные повсеместно в организме лимфоциты, макрофаги и антиген-представляющие клетки, а также лимфоциты и моноциты крови и лимфы.
Функции органов кроветворения и иммуногенеза: участие во взаимосвязанных процессах кроветворения и иммуногенеза, обеспечивающего защиту от микроорганизмов, чужеродных антигенов, иммунный надзор за деятельностью клеток собственного организма.
Классификация органов иммунной системы. Созревание иммунокомпетентных клеток в организме связано с их взаимодействием с другими типами клеток и поэтапной миграцией. Органы иммунной системы в зависимости от роли в этом процессе разделяются на центральные и периферические.
Центральные (первичные) органы иммунной системы (красный костный мозг, тимус) обеспечивают процессы антиген-независимой пролиферации и дифференцировки лимфоцитов. При этом образуются В- и Т-лимфоциты с огромным репертуаром рецепторов к всевозможным антигенам. Такое разнообразие обусловлено реаранжировкой их генома; антигены на этом этапе не только не нужны, но даже вредны. Из центральных органов иммунной системы лимфоциты мигрируют в периферические органы, распределяясь в зависимости от их типа, по Т- и В-зависимым зонам.
Периферические (вторичные) органы иммунной системы (все остальные органы иммунной системы) расположены на путях поступления антигенов через лимфу или кровь. Они обеспечивают контакт лимфоцитов с антигенами и связанные с этим процессы антиген-зависимой пролиферации и дифференцировки лимфоцитов.
Красный костный мозг
Красный костный мозг представляет собой центральный орган кроветворения и иммуногенеза, содержащий самоподдерживающуюся популяцию
стволовых клеток крови и участвующий в образовании клеток миелоцитарного (эритроциты, тромбоциты, гранулоциты, моноциты) и лимфоцитарного рядов. В нем осуществляется антиген-независимая пролиферация и дифференцировка В-лимфоцитов из их предшественников, происходящих из стволовой клетки крови. Из него в тимус попадают предшественники Т-лимфоцитов (претимоциты).
У взрослого красный костный мозг находится в ячейках губчатого вещества костей (в плоских костях и эпифизах трубчатых костей), у детей - также и в диафизах трубчатых костей. В состав красного костного мозга входят три компонента: 1) гемопоэтический, 2) стромальный, 3) сосудистый (рис. 157 и 158).
1) Гемопоэтический компонент образован скоплениями кроветворных клеток миелоцитарного и лимфоцитарного рядов (взаимодействующих со стромальными элементами) и занимает пространства между эндостом и кровеносными сосудами - синусоидами. В нем содержится самоподдерживающаяся популяция плюрипотентных стволовых клеток крови (гемопоэтических стволовых клеток). Эритроидные элементы развиваются в составе эритробластических островков в контакте с ретикулярными клетками, которые накапливают и передают им частицы железа, необходимого для синтеза гемоглобина (см. рис. 158). Гранулоциты созревают вблизи клеток эндоста и контактируют с ретикулярными клетками и преадипоцитами, мегакариоциты всегда лежат вблизи синусов, в которые они выделяют тромбоциты.
Лимфоциты составляют 20% клеток красного костного мозга, из них 3/4 приходятся на развивающиеся и зрелые В-лимфоциты; встречаются также Т- и НК-клетки. В ходе созревания В-лимфоциты контактируют с клетками эндоста, ретикулярными клетками и концентрируются возле синусоидов, в просвет которых они мигрируют по его завершении. При дифференцировке в геноме В-клеток происходит реаранжировка, которая обеспечивает образование на их поверхности иммуноглобулиновых рецепторов к разнообразным антигенам. Созревшие В-клетки покидают костный мозг и заселяют В-зависимые зоны периферических органов иммунной системы. Большая часть (75%) В-лимфоцитов, образовавшихся в костном мозгу, здесь же погибают механизмом апоптоза в процессе отбора, включающего положительную селекцию (выживание клеток с нужными рецепторами) и отрицательную селекцию (гибель клеток с рецепторами к собственным антигенам). Погибшие клетки захватываются макрофагами.
2)Стромальный компонент выполняет опорную, трофическую и регуляторную функции, создает особое микроокружение для нормального развития кроветворных клеток. Он включает: ретикулярные клетки отростчатой формы и волокна, образующие трехмерную сеть (часть ретикулярных клеток, прилежащих к стенке синусоидов, называют адвентициальными клетками); адипоциты (жировые клетки); макрофаги (фагоцитируют погибшие клетки); клетки эндоста (соединительнотканной выстилки костных полостей). В состав стромального компонента входят плюрипотентные стромальные стволовые клетки, называемые также (неточно) мезенхимными стволовыми клетками. Эти клетки циркулируют в крови и в различных тканях под влиянием факторов локального микроокружения дают начало ряду клеток соединительной ткани - фибробластам, хондробластам, остеобластам, жировым клеткам. Костомозговые стромальные стволовые клетки имеют небольшие размеры и морфологически напоминают фибробласты. Их идентификация требует использования совокупности иммуноцитохимических маркеров.
3)Сосудистый компонент наряду с обычными сосудами микроциркуляторного русла содержит синусоиды (венулярные синусы) - тонкостенные широкие анастомозирующие сосуды, выстланные тонким эндотелием, через который в просвет синуса сквозь временно образующиеся в цитоплазме клеток поры поступают зрелые форменные элементы крови. Снаружи к синусоидам прилегают макрофаги, ретикулярные клетки (см. рис. 158).
Недавно установлено, что красный костный мозг содержит также популяцию эндотелиальных клеток-предшественников, которые мобилизуются из него в кровоток и привлекаются в участки повреждения эндотелия и ишемии тканей, участвуя в регенерации эндотелия и образовании новых сосудов. Точная локализация этих клеток внутри костного мозга не установлена, вероятно, они располагаются в сосудистом компоненте, поскольку в эмбриональном развитии эндотелиальные и кроветворные клетки развиваются из общего источника - кровяных островков в мезенхиме.
Тимус
Тимус - центральный орган иммунной системы, в котором происходит антиген-независимая пролиферация и дифференцировка Т-лимфоцитов из их предшественников, поступающих из красного костного мозга. Наибольшего развития достигает в детстве, после полового созревания подвергается возрастной инволюции, в ходе которой значительная часть его массы замещается жировой тканью.
Тимус образован двумя долями, покрытыми снаружи соединительнотканной капсулой, которая продолжается в перегородки, содержащие сосуды и разделяющие каждую долю на связанные друг с другом дольки тимуса (рис. 159). Основу дольки составляют отростчатые ретикулярные эпителиоциты (эпителиальные ретикулярные клетки), образующие трехмерную сеть в корковом и мозговом веществе (корковый и мозговой циторетикулюм). Ретикулярные эпителиоциты создают микроокружение, необходимое для развития лимфоцитов (тимоцитов), лежащих в петлях образуемой ими сети.
Корковое вещество (кора) тимуса - более темное вследствие плотного расположения тимоцитов. В него из красного костного мозга поступают предшественники Т-клеток (претимоциты). Пролиферирующие тимоциты располагаются в виде скоплений между эпителиальными клетками в субкортикальной зоне. Созревающие тимоциты, продолжая делиться и смещаясь в более глубокие части коры, становятся иммунокомпетентными клетками. Подавляющее их большинство гибнут механизмом апоптоза в процессе селекции (отбора), а их фрагменты уничтожаются макрофагами. Развитие тимоцитов в коре тимуса происходит в отсутствие чужеродных антигенов, поступление которых из крови блокируется гемато-тимусным барьером. Основным элементом этого барьера служат уплощенные отростки периваскулярных ретикулярных эпителиоцитов, охватывающие капилляры коркового вещества тимуса. Наиболее зрелые Т-клетки перемещаются в мозговое вещество.
Мозговое вещество тимуса - светлее коркового, содержит меньшее количество более зрелых тимоцитов, которые покидают тимус через посткапиллярные венулы в кортико-медуллярной зоне и заселяют Т-зависимые зоны периферических органов иммунной системы. В отдельных участках мозгового вещества эпителиальные клетки уплощаются, ороговевают и накладываются друг на друга концентрическими слоями, образуя слоистые эпителиальные тимусные тельца (Гассаля)
(рис. 160).
Лимфатические узлы
Лимфатические узлы - периферические органы иммунной системы, располагающиеся по ходу лимфатических сосудов. Снаружи они покрыты соединительнотканной капсулой; к их выпуклой поверхности подходят приносящие лимфатические сосуды, в области ворот на вогнутой поверхности входят артерии и нервы и выходят выносящий лимфатический сосуд и вены (рис. 161). От соединительнотканной капсулы вглубь органа отходят трабекулы. Строма
узлов образована трехмерной сетью ретикулярных клеток, коллагеновых и ретикулярных волокон, а также макрофагами и антиген-представляющими клетками. В ее петлях располагаются элементы лимфоцитарного ряда. В каждом узле можно выделить корковое и мозговое вещество (см. рис. 161 и 162).
Корковое вещество (кора) лимфатического узла состоит из наружной коры и глубокой коры (паракортикальной области), содержащих участки с преимущественным расположением Т- или В-лимфоцитов (Т- и В-зависимые зоны) соответственно.
Наружная кора представлена лимфоидной тканью, которая образует лимфоидные узелки и межузелковые скопления (диффузную часть), а также особые лимфатические сосуды - синусы, располагающиеся под капсулой и по ходу трабекул.
Лимфоидный узелок является В-зависимой зоной и представляет собой сферическое скопление лимфоидной ткани, наружную границу которого образует слой уплощенных ретикулярных клеток. Различают первичные и вторичные узелки.
Первичные лимфоидные узелки встречаются в лимфатических узлах лишь в отсутствие антигенных воздействий и представляют собой преимущественно компактные однородные скопления малых В-лимфоцитов. Под влиянием антигенов они превращаются во вторичные.
Вторичные лимфоидные узелки представляют собой участки образования В-клеток памяти и плазматических клеток. Они состоят из короны и герминативного центра (см. рис.162).
Корона - скопление малых лимфоцитов на периферии узелка полулунной формы, многослойное на субкапсулярном полюсе и истончающееся до нескольких клеток на мозговом. Содержит В-лимфоциты, а также незрелые плазматические клетки, мигрирующие из области своего образования в герминативном центре.
Герминативный центр развивается только под влиянием антигенной стимуляции вследствие Т-зависимого процесса. В нем происходит антиген-зависимая пролиферация и дифференцировка В-клеток в незрелые плазматические клетки и В-клетки памяти в результате их взаимодействия с антигеном, фолликулярно-дендритными клетками (захватывающими и накапливающими иммунные комплексы), Т-лимфоцитами (хелперами и супрессорами).
Межузелковые скопления лимфоидной ткани (диффузная часть) представляет собой Т-зависимую зону, продолжающуюся в паракортикальную область. Они содержат малые лимфоциты и макрофаги; при антигенной стимуляции эти скопления почти полностью исчезают, замещаясь лимфоидными узелками.
Глубокая кора (паракортикальная область) представляет собой Т-зависимую зону лимфатического узла, в которой осуществляются антиген-зависимая пролиферация и дифференцировка Т-лимфоцитов, поступивших из тимуса, с формированием различных субпопуляций. Она образована диффузной лимфоидной тканью, представленной Т-клетками, лежащими в петлях ретикулярной ткани и взаимодействующими с особым видом антиген-представляющих клеток - интердигитирующими клетками. Встречаются также плазматические клетки, мигрирующие из узелков в мозговое вещество. В этой области располагаются лимфатические синусы (промежуточные) и особые посткапиллярные венулы с высоким эндотелием, окруженные концентрическими слоями ретикулярных клеток. Благодаря экспрессии адгезивных молекул на поверхности эндотелиоцитов, взаимодействующих с хоумингрецепторами Т- и В-клеток, через стенку этих венул происходит миграция лимфоцитов из кровеносного русла в лимфатический узел.
Мозговое вещество образовано ветвящимися и анастомозирующими тяжами лимфоидной ткани (мозговыми тяжами), которые являются В-зависимой зоной и содержат многочисленные плазматические клетки, а также В-лимфоциты и макрофаги. Между мозговыми тяжами располагаются соединительнотканные трабекулы и широкие лимфатические синусы.
Лимфатические синусы - система особых внутриорганных лимфатических сосудов в корковом и мозговом веществе, обеспечивающая медленный ток лимфы через узел, в процессе которого она очищается от содержащихся в ней частиц (с извлечением антигенного материала) и обогащается антителами, клетками лимфоидного ряда и макрофагами.
Синусы выстланы плоскими береговыми клетками, которые, по одним данным, являются эндотелиальными, по другим - уплощенными ретикулярными. В просвете синуса находится сеть отростчатых ретикулярных клеток и волокон (замедляющая ток лимфы) с фиксированными на них и блуждающими макрофагами; имеются также многочисленные лимфоциты, плазматические клетки. Субкапсулярный (краевой) синус - щелевидное пространство между капсулой узла и наружной корой, располагается между трабекулами и лимфоидной тканью наружной и глубокой коры, мозговой синус продолжает промежуточный и лежит между трабекулами и мозговыми тяжами, воротный синус располагается в воротах узла.
Направление лимфотока в лимфатическом узле (см. рис. 161): приносящие лимфатические сосуды →
субкапсулярный (краевой) синус →межузелковый (промежуточный корковый) синус →мозговой синус → воротный синус →выносящий лимфатический сосуд.
Селезенка
Селезенка - периферический орган иммунной системы, располагающийся по ходу кровеносных сосудов. Помимо участия в формировании гуморального и клеточного иммунитета, она участвует в разрушении старых и поврежденных эритроцитов, а также в депонировании крови.
Селезенка покрыта брюшиной (серозной оболочкой) и капсулой из плотной соединительной ткани, содержащей гладкие мышечные клетки, от которой вглубь органа отходят трабекулы, анастомозирующие друг с другом. Строму селезенки образует ретикулярная ткань. В паренхиме (пульпе селезенки) содержатся два отдела с разными функциями: белая пульпа и красная пульпа (рис. 163).
Белая пульпа селезенки представлена лимфоидной тканью, расположенной по ходу артерий (см. рис. 163), и включает (1) лимфоидные узелки (2) периартериолярные лимфоидные муфты и (3) маргинальную зону. В белой пульпе происходят процессы взаимодействия лимфоцитов с захваченными из крови антигенами, антиген-представляющими клетками и друг с другом, с развитием антиген-зависимой пролиферации и дифференцировки.
Лимфоидные узелки по своей структурно-функциональной организации сходны с аналогичными образованиями в лимфатических узлах и являются В-зависимой зоной в селезенке.
Периартериолярные лимфоидные муфты окружают центральные артериолы (артерии), состоят из цилиндрических компактных скоплений лимфоидной ткани, содержащей лимфоциты, макрофаги, ретикулярные и антиген-представляющие интердигитирующие клетки. Являются Т-зависимой зоной селезенки.
Маргинальная зона (рис. 164) располагается в виде тонкого слоя лимфоидной ткани к периферии от периартериолярных лимфоидных муфт и узелков на границе белой и красной пульпы; она служит местом начального поступления в белую пульпу селезенки Т- и В-клеток (направляющихся в даль-
нейшем в соответствующие зоны) и антигенов, которые здесь захватываются макрофагами.
Красная пульпа селезенки занимает большую часть ее объема и включает венозные синусоиды селезенки и селезеночные тяжи, или тяжи красной пульпы (Бильрота). В красной пульпе происходит депонирование зрелых форменных элементов крови, разрушение старых и поврежденных эритроцитов и тромбоцитов, фагоцитоз инородных частиц, дозревание лимфоидных клеток и превращение моноцитов в макрофаги.
Синусоиды селезенки - тонкостенные анастомозирующие венозные сосуды неправильной формы, образующие основную часть красной пульпы. Они выстланы веретенообразными эндотелиальными клетками с узкими щелями между ними, через которые в просвет синусов из окружающих тяжей мигрируют форменные элементы.
Селезеночные тяжи - скопления форменных элементов крови, макрофагов и плазматических клеток, лежащие в петлях ретикулярной ткани между синусоидами. Старые или патологически измененные форменные элементы (в первую очередь, эритроциты) фагоцитируются и перевариваются макрофагами.
Кровообращение в селезенке обладает рядом особенностей и включает две системы - открытую и закрытую (см. рис. 164). В трабекулах селезенки располагаются трабекулярные артерии - ветви селезеночной артерии. Они продолжаются в пульпу (артерии красной пульпы), где окружаются периартериолярными лимфоидными муфтами (центральные артериолы). Последние по мере прохождения в белой пульпе отдают коллатерали в виде капилляров, снабжающих лимфоидную ткань и заканчивающихся в маргинальной зоне. Дистально центральная артериола утрачивает лимфоидную оболочку и, проникая в красную пульпу, разветвляется на кисточковых артериолы, на концах покрытые периартериолярными макрофагальными муфтами. Эти сосуды изливают кровь непосредственно в синусоиды селезенки (закрытое кровообращение) или между ними - в тяжи красной пульпы (открытое кровообращение), откуда она попадает в синусоиды селезенки и далее - в вены красной пульпы и трабекулярные вены, собирающиеся в селезеночную вену.
ОРГАНЫ КРОВЕТВОРЕНИЯ И ИММУНОГЕНЕЗА
Рис. 157. Красный костный мозг (общий вид)
Окраска: азур II-эозин
1 - кость: 1.1 - компактное вещество, 1.1.1 - сосуд, проникающий в губчатое вещество, 1.2 - губчатое вещество, 1.2.1 - костные трабекулы, 1.2.2 - эндост; 2 - гемопоэтический компонент; 3 - стромальный компонент: 3.1 - ретикулярные клетки, 3.2 - жировые клетки, 3.3 - макрофаги с гранулами кармина в цитоплазме; 4 - сосудистый компонент: 4.1 - синусоиды (венулярные синусы), 4.2 - центральная вена
Рис. 158. Красный костный мозг
Окраска: азур II-эозин
(после прижизненного введения животному кармина)
1 - гемопоэтический компонент: 1.1 - эритробластический островок, 1.2 - скопления развивающихся гранулоцитов, 1.3 - мегакариоцит, 1.4 - бластные формы, 1.5 - лимфоциты; 2 - стромальный компонент: 2.1 - ретикулярные клетки, 2.2 - жировые клетки, 2.3 - макрофаги с гранулами кармина; 3 - сосудистый компонент: 3.1 - синусоид (венулярный синус), 3.1.1 - эндотелий, 3.2 - зрелые форменные элементы в просвете синуса
Примечание. Гемопоэтический и стромальный компоненты образуют миелоидную ткань
Рис. 159. Тимус. Доля
Окраска: гематоксилин-эозин
1 - капсула; 2 - междольковая соединительная ткань; 3 - долька: 3.1 - корковое вещество, 3.2 - мозговое вещество, 3.2.1 - тимусные тельца (Гассаля), 3.2.2 - кровеносные сосуды
Рис. 160. Тимус. Долька
Окраска: гематоксилин-эозин
1 - междольковая соединительная ткань; 2 - корковое вещество: 2.1 - тимоциты коркового вещества; 3 - мозговое вещество: 3.1 - тимоциты мозгового вещества, 3.2 - тимусные тельца (Гассаля), 3.3 - кровеносные сосуды
Рис. 161. Лимфатический узел (общий вид)
Окраска: гематоксилин-эозин
1 - капсула; 2 - трабекула; 3 - корковое вещество: 3.1 - наружная кора, 3.1.1 - лимфоидные узелки, 3.2 - глубокая кора - паракортикальная область; 4 - мозговое вещество: 4.1 - мозговые тяжи; 5 - ворота узла: 5.1 - кровеносные сосуды; 6 - приносящие лимфатические сосуды; 7 - лимфатические синусы: 7.1 - субкапсулярный (краевой), 7.2 - межузелковый, 7.3 - мозговой, 7.4 - воротный; 8 - выносящий лимфатический сосуд
Путь лимфотока показан зелеными стрелками
Рис. 162. Лимфатический узел (участок)
Окраска: гематоксилин-эозин
1 - капсула; 2 - трабекула; 3 - корковое вещество: 3.1 - наружная кора, 3.1.1 - лимфоидный узелок (В-зависимая зона), 3.1.1.1 - герминативный центр, 3.1.1.2 - корона, 3.2 - глубокая кора - паракортикальная область (Т-зависимая зона); 4 - мозговое вещество: 4.1 - мозговые тяжи (В-зависимая зона); 5 - лимфатические синусы: 5.1 - субкапсулярный (краевой), 5.2 - межузелковый, 5.3 - мозговой
Граница между наружной корой и паракортикальной областью показана пунктирной линией
Рис. 163. Селезенка
Окраска: гематоксилин-эозин
1 - мезотелий; 2 - капсула: 2.1 - гладкие миоциты; 3 - трабекулы; 4 - элементы белой пульпы: 4.1 - лимфоидный узелок (В-зависимая зона), 4.1.1 - герминативный центр, 4.1.2 - корона; 4.2 - периартериолярная лимфоидная муфта (Т-зависимая зона), 5 - красная пульпа; 6 - сосуды: 6.1 - трабекулярная артерия, 6.2 - трабекулярная вена, 6.3 - центральная артериола
Рис. 164. Схема кровообращения в селезенке
1 - селезеночная артерия; 2 - трабекулярная артерия; 3 - артерия красной пульпы; 4 - центральная артериола: 4.1 - коллатерали центральной артериолы; 5 - кисточковые артериолы; 6 - артериола, окруженная макрофагальной муфтой, открывающаяся в синусоид селезенки - закрытое кровообращение (6.1, зеленые стрелки) или в красную пульпу - открытое кровообращение (6.2, красные стрелки); 7 - синусоид селезенки, в просвет которого через щели между эндотелиоцитами из красной пульпы мигрируют форменные элементы крови (оранжевые стрелки); 8 - вена красной пульпы; 9 - трабекулярная вена; 10 - селезеночная вена; 11 - красная пульпа; 12 - белая пульпа: 12.1 - лимфоидный узелок, 12.2 - периартериолярное лимфоидное влагалище, 12.3 - маргинальная зона; 13 - маргинальный синус
- (ЖЕЛЕЗЫ, СОСУДЫ), система щелей, каналов, сосудов и специальных образований (лимфатич. желез) по ходу их, отводящих из тканей т. н. лимфу (см.). Понятие Л. с. включает в себя также нек рые образования из аденоидной ткани (см.). Сюда принадлежат… …
Действующее вещество ›› Тестостерон* (Testosterone*) Латинское название Nebido АТХ: ›› G03BA03 Тестостерон Фармакологическая группа: Андрогены, антиандрогены Нозологическая классификация (МКБ 10) ›› E23.0 Гипопитуитаризм ›› E29 Дисфункция яичек… …
ЛЕЙКЕМИЯ - ЛЕЙКЕМИЯ, (leukaemia; Virchow, 1845), системное заболевание кроветворного аппарата, имеющее в основе гиперпластическое разрастание лимфаденоидной или мие лоидной ткани или рет. энд. ткани и сопровождающееся увеличением в крови количества белых… … Большая медицинская энциклопедия
Период жизни с 6 7 до 17 18 лет. Условно выделяют младший Ш. в. (до 11 лет) и старший Ш. в. (с 12 лет), который обычно называют подростковым возрастом, или периодом полового созревания. В связи с индивидуальными колебаниями сроков полового… … Медицинская энциклопедия
Период развития ребенка от 4 нед. до 3 лет. Условно подразделяется на младший ясельный, или грудной, возраст от 4 нед. до 1 года (см. Грудной ребенок (Грудной ребёнок)) и старший ясельный, или преддошкольный, от 1 года до 3 лет. Я. в.… … Медицинская энциклопедия
Действующее вещество ›› Циклоспорин* (Ciclosporin*) Латинское название Ciclosporin HEXAL АТХ: ›› L04AD01 Циклоспорин Фармакологическая группа: Иммунодепрессанты Нозологическая классификация (МКБ 10) ›› H20 Иридоциклит ›› L20 Атопический дерматит… … Словарь медицинских препаратов
Период развития ребенка от 3 до 6 7 лет. В эти годы происходят дальнейшее физическое развитие и совершенствование интеллектуальных возможностей ребенка. Рост и масса тела. Рост детей в Д. в. увеличивается неравномерно вначале до 4 6 см в год, а… … Медицинская энциклопедия
Действующее вещество ›› Левомепромазин* (Levomepromazine*) Латинское название Tisercin АТХ: ›› N05AA02 Левомепромазин Фармакологическая группа: Нейролептики Нозологическая классификация (МКБ 10) ›› F20 Шизофрения ›› F29 Неорганический психоз… … Словарь медицинских препаратов
Изменения, вызываемые в жизнедеятельности и структуре живых организмов при воздействии коротковолновых электромагнитных волн (рентгеновского излучения и гамма излучения (См. Гамма излучение)) или потоков заряженных частиц (альфа частиц… … Большая советская энциклопедия
Действующее вещество ›› Флуцитозин* (Flucytosine*) Латинское название Ancotil АТХ: ›› J02AX01 Флуцитозин Фармакологическая группа: Противогрибковые средства Нозологическая классификация (МКБ 10) ›› B37.7 Кандидозная септицемия ›› B43.9 Хромомикоз … Словарь медицинских препаратов
Книги
- Всё о крови. Кроветворная система , Александр Куренков , Кровь… Так что же это такое? Всё зависит от точки зрения. Для графа Дракулы и прочих вампиров – пища. Для поэта – то, что по капле отдают за жизнь любимой. Для криминалиста – улика. Ну а с… Категория: