Органы кроветворения и иммуногенеза

ОРГАНЫ КРОВЕТВОРЕНИЯ И ИММУНОГЕНЕЗА

К органам кроветворения и иммуногенеза относят: красный кост­ный мозг, тимус, лимфатические узлы, селезенку, миндалины, а также лимфоидные образования слизистой оболочки пищеварительной, по­ловой, дыхательной и выделительной систем. Их подразделяют на центральные и периферические органы. Центральные органы включа­ют в себя красный костный мозг и тимус (а также клоакальную сумку у птиц). В красном костном мозге образуются все форменные элементы крови и в том числе предшественники Т- и В-лимфоцитов. В тимусе, главном органе лимфоцитопоэза, размножаются различные клоны Т-лимфоцитов; в клоакальной сумке птиц — В-лимфоциты (антиген-независимое размножение).

К периферическим иммунным органам относят лимфатические и гемолимфатические узлы, селезенку и лимфоидные образования, локализующиеся в стенке пищеварительной трубки и в других орга­нах. В них пролиферируют и дифференцируются Т- и В-лимфоци­ты, мигрирующие из центральных органов иммуногенеза. Под влия­нием антигенов лимфоциты трансформируются в эффекторные и регуляторные клетки, способные выполнять иммунологическую защиту. Здесь же выбраковываются и утилизируются погибающие клетки крови.

Все органы кроветворения и иммуногенеза функционально тесно связаны друг с другом и действуют согласованно, обеспечивая посто­янство клеточного состава крови и индивидуальный иммунологиче­ский статус организма. В регуляции кроветворения и иммуногенеза участвуют нервная и эндокринная системы. Не менее важна роль и микроокружения гемопоэтических клеток, например ретикулярной ткани, которая не только образует механический каркас, но и создает микросреду, стимулирующую пролиферацию, созревание и мигра
цию гемопоэтических и лимфоидных клеток. Наличие в кроветворна органах специализированных фагоцитарных элементов, способна'* очищать протекающую через них кровь или лимфу от инородных эл'* ментов (бактерий, протистов, остатков погибших клеток), также сви" детельствует о защитной функции данных органов.

Костный мозг. У взрослых животных его подразделяют на красный и желтый, что обусловлено разной структурой содержимого мозга' _в первом в большом количестве присутствуют эритроциты, во втором преобладают жировые клетки.

Красный костный мозг (medullaossiumrubra). Он располагается в губча­том веществе костей свода черепа, ребер, грудины, в телах позвонков в гребне подвздошной кости, а также в эпифизах трубчатых костей и пред.! ставлен миелоидной тканью, состоящей из трехмерной сети клеток рети­кулярной ткани (textusreticularis), ретикулярных и коллагеновых волокон формирующих строму, а также клеток крови, находящихся на различных стадиях развития (рис. 8.1, см. также цв. вклейку).

Миелоидная ткань локализуется в костных полостях между костны­ми перекладинами. Она образована сетью ретикулярных клеток, между которыми обнаруживают большое количество тонкостенных фенест-рированных синусоидных капилляров (vascapillaresinusoideum). Через стенки последних новообразованные клетки крови поступают в общий кровоток. В миелоидной ткани находится основная популяция стволо­вых кроветворных клеток (СКК), являющихся родоначальниками трех самостоятельных линий форменных элементов крови: эритроцитопо-этической, гранулоцитопоэтической и мегакариоцитарно-тромбоци-топоэтической. В ней проходят начальные стадии развития популяции Т- и В-лимфоцитов.

Среди гемопоэтических клеток красного костного мозга выделяют: стволовые и полустволовые клетки, морфологически сходные с малы­ми лимфоцитами и трудно идентифицируемые обычными гистологи­ческими методами; властные формы (проэритробласты, промиело-циты, метамиелоциты, пролимфоциты, промоноциты, мегакари-областы, мегакариоциты); дифференцирующиеся и зрелые форменные элементы крови. Соотношение зрелых и незрелых форм в красном ко­стном мозге и в периферической крови служит важным диагностиче­ским показателем нормы или патологии. В норме в кровоток из крас­ного костного мозга попадают только зрелые форменные элементы крови и некоторое количество клеток, мигрирующих в другие органы, например, в лимфоидные.

Гемопоэтические клетки, как правило, образуют островки, локали­зующиеся между синусоидными капиллярами. Эритробласты в про­цессе созревания формируют розетки вокруг макрофага, содержащего в цитоплазме железо, которое используется эритробластами для синтв' за гемоглобина. Другая функция макрофагов — поглощение выталки­ваемых из нормоцитов ядер.

Клетки эритробластического ряда — проэритробласты (proerythro-blastus) характеризуются округлым или овальным ядром с мелким диф­фузным хроматином, крупным ядрышком и слегка базофильной цито­плазмой. Располагаются проэритробласты в очажке небольшими груп­пами и после интенсивной пролиферации превращаются в более мелкие клетки с резко базофильной цитоплазмой — базофильные ^э Ритробласты (erythroblastusbasophilicus), тоже интенсивно размножаю­щиеся. По мере синтеза гемоглобина цитоплазма клеток начинает воспринимать кислые красители — клетки превращаются в полих матофильные эритробласты (etythtroblastuspolichromathophilicus) в paxпоследних ядрышко отсутствует, но они продолжают активно xi*' лиферировать. После дифференцировки и накопления гемоглоби°" клетки переходят в стадию оксифильных эритробластов (erythrobla^ acidophilicus), теряют способность к размножению, ядра в них пикн тизируются и элиминируются из клетки. Клетка превращается вначал" в ретикулоцит, а затем в зрелый эритроцит. Продолжительность жизн эритроцитов в периферической крови, например, у свиньи составч_Яе ! в среднем 70 дней, у крупного рогатого скота и овцы 50...60. В амоп/ ном веществе островков эритропоэза преобладают гликопротеиды ко личество которых уменьшается по мере созревания клеток и увеличе" ния их подвижности.

Между эритроидными островками встречаются дифференцирую.-щиеся клетки гранулоцитарного ряда (базофилы, эозинофилы, нейт-рофилы), а также группы жировых клеток. В островках миело- или гранулоцитопоэза в аморфном веществе преобладают протеогликаны количество которых уменьшается по мере созревания клеток. В про­цессе пролиферации и дифференцировки уменьшаются размеры миелоидных клеток, изменяется форма их ядер — от округлой до сег­ментированной, в цитоплазме накапливается специфическая зернис­тость. Общая продолжительность жизни нейтрофильных гранулоци-тов4...8 дней, эозинофилов 8... 12 дней, а лимфоцитов 10...15 дней.

Кровяные пластинки образуются в результате фрагментации цито­плазмы на отдельные участки особых гигантских полиплоидных кле­ток — мегакариоцитов, тесно контактирующих со стенкой синусоид-ных капилляров.

Наиболее трудно идентифицировать (наряду со стволовыми и полу­стволовыми предшественниками) костномозговые лимфоидные эле­менты (предшественники Т- и В-лимфоцитов и моноцитов), чаще встречающиеся вблизи капилляров. Наиболее интенсивное кроветво­рение отмечают вблизи эндоста, где концентрация стволовых клеток втрое выше, чем в центре костномозговой полости.

Желтый костный мозг (medullaossiumflava). Он находится в диафи-зах трубчатых костей и представлен преимущественно жировыми клет­ками, содержащими пигменты типа липохромов. Небольшое количе­ство адипоцитов постоянно встречается и в красном костном мозге.

Тимус (зобная, или вилочковая, железа). В тимусе {thymus) происхо­дит антигеннезависимая, генетически запрограммированная пролифе­рация и дифференцировка Т-лимфоцитов из Т-предшествеников (пре­курсоров), мигрирующих из красного костного мозга. Тимус конт­ролирует все иммунные реакции.

Орган появляется в эмбриогенезе достаточно рано. Источником его развития служит эпителий, прорастающий в виде трубок в подлее' щую мезенхиму из 3-го и 4-го жаберных карманов. Эпителиальна*

адка инфильтрируется лимфоцитами. Таким образом, в плане раз-^за1СЛ я и тканевого строения, тимус представляет собой лимфоэпители-^ВИТ нЫЙ орган, относящийся к группе бранхиогенных желез. Эпители-

ная основа органа проявляет черты эндокринной железы особенно ^ко в период внутриутробной жизни.

Тимус покрыт соединительнотканной капсулой, продолжающейся перегородки, содержащие сосуды и разделяющие доли железы на не-^В лно отграниченные дольки. В зависимости от вида животного коли-^П °ство долей в тимусе варьирует: у жвачных и свиньи железа состоит из ^Ч !ух долей — грудной непарной и шейной парной; у лошади и собаки щейная часть тимуса развита слабо или вовсе отсутствует, а развита только грудная непарная часть.

Долька состоит из трехмерной сети отросчатых эпителиоретикуляр-ньгх клеток, образующих строму органа. В петлях сети располагаются лимфоциты (тимоциты). В каждой дольке выделяют корковое и мозго­вое вещество. Их соотношение может меняться в зависимости от функционального состояния иммунной системы. В корковом вещест­ве дольки сконцентрировано большое количество лимфоцитов, плотно прилегающих друг к другу, что придает ему более темную окраску на гистологических срезах. Мозговое вещество выглядит более светлым из-за того, что в нем существенно меньше лимфоцитов и на их фюне выделяются ретикулоэпителиальные клетки и тимусные тельца, или тельца Гассаля (рис. 8.2).

В корковом веществе выделяют субкапсулярную зону, где находятся крупные лимфоидные клетки — лимфобласты, или предшественники Т-лимфоцитов, мигрирующие сюда из красного костного мозга. Под влиянием гемопоэтических факторов, выделяемых эпителиальными ретикулоцитами, лимфобласты активно пролиферируют и превраща­ются в Т-лимфоциты, часть из которых переходит во внутреннюю зону коры, где они продолжают активно размножаться, дифференцируют­ся, приобретая один из маркеров Т-клеток (Т-киллер, Т-хелпер, Т-суп-рессор), затем зрелые клетки перемещаются в мозговое вещество.

Эпителиоретикулярным клеткам свойственно овальное или округ­лое крупное светлое ядро с 2...3 ядрышками. В цитоплазме выявляют комплекс Гольджи, мелкие митохондрии, фрагменты ГлЭПС и секре­торные вакуоли диаметром 0,5... 1,5 мкм. Своими отростками ука­занные клетки охватывают тимоциты, создавая микроокружение, не­обходимое для их деления и созревания. В корковом веществе различа­ет: эпителиоретикулоциты следующих типов: секреторные клетки, вырабатывающие биологически активные вещества, необходимые для ^с °зревания тимоцитов; «клетки-няньки», включающие в свою цито­плазму до нескольких десятков тимоцитов, изолируя их от окружаю­щей среды и, по-видимому, участвуя в их селекции; периваскулярные ^тки, охватывающие своими отростками сосуды и участвующие в Формировании гемато-тимического барьера.

Рис. 8.2. Тимус (по Olah, Rohlich):

А — общий вид долек; Б — кора; Я — мозговое вещество; Г— клетка-нянька из наружной части коры; Д— строение гемато-тимического барьера; / — капсула; 2— кора; 3 — мозговое вещест­во; 4— фибробласт; 5— базальная мембрана; 6—эпителиальная строма; 7—десмосомы между эпителиальными клетками; 8— макрофаг; 9— лимфоцит; 10— лимфобласт в процессе митоза; // — интердигитирующая клетка; 12—просвет сосуда; 13—миоидная клетка; 14—центр орого­вения тельца Гассаля; /5— клетка эндотелия

Однако не все лимфоциты, образовавшиеся в корковом веществе, выходят в циркуляторное русло, а лишь те, которые прошли «обуче­ние» и, встретившись с чужеродными антигенами, приобрели специ-

ические мембранные рецепторы. Лимфоциты, несущие на своей по­верхности рецепторы к собственным антигенам организма, погибают в тимусе. В противном случае такие лимфоциты, попав в кровоток, мо­гут вызвать аутоиммунную реакцию (начнут атаку против собственных белков и клеток). Поэтому лимфоциты, образующиеся в коре тимуса, изолированы от антигенов прочным гематотканевым барьером, в со­став которого входят: эндотелиоциты капилляров, их базальная мемб­рана, перикапиллярное пространство с соединительной тканью и ак­тивированными лимфоцитами и макрофагами, а также ретикуло-эпителиальные клетки стромы, окруженные базальной мембраной и связанные друг с другом десмосомами. Кроме того возможность по­падания чужеродных антигенов предотвращается отсутствием в тимусе лимфатических сосудов. Барьер характеризуется избирательной спо­собностью по отношению к антигену. При нарушении гематотканевого барьера в коре тимуса начинают обнаруживать единичные плазматиче­ские клетки, зернистые лейкоциты и тканевые базофилы.

Более светлый вид мозгового вещества дольки по сравнению с корковым обусловлен не только меньшей численностью и плотно­стью тимоцитов, но и почти полным отсутствием пролиферирующих лимфоцитов: их здесь в 10...15 раз меньше, чем в коре долек. В мозго­вом веществе большая концентрация ретикулоэпителиоцитов. Отли­чительная особенность тимуса — это наличие слоистых эпителиальных телец (corpusculumthymi), или телец Гассаля, производных ретикуло­эпителиоцитов. На периферии телец находятся функционально нор­мальные уплощенные эпителиальные клетки, а в центре — дистрофи­чески измененные. Количество и размеры слоистых телец увеличива­ются с возрастом. В соединительной ткани, сопровождающей сосуды, а иногда и в паренхиме медуллы встречаются тучные клетки, а также клетки миелоидного ряда.

Помимо Т-лимфоцитов из тимуса в кровь поступают биологически активные гормоноподобные вещества, которые содействуют созрева­нию Т-лимфоцитов в тимусе и приобретению ими соответствующих рецепторов в периферических органах. Местом выработки гормонопо-добных веществ, возможно, служат клетки ретикуло-эпителия и ти-мусные тельца.

При достижении животным половой зрелости тимус подвергается инволютивным изменениям, то есть обратному развитию: специализи­рованная ткань постепенно замещается жировой в большей части до­лек. В редких случаях при недостатке глюкокортикоидной активности коры надпочечников тимус не претерпевает возрастной инволюции. В этих случаях {statusthymicolymphaticus) у организма отмечают пони­женную сопротивляемость инфекциям, и смерть может наступить даже в результате сравнительно легких стрессов. Инволюцию резко ускоря­ют различные внешние воздействия: стрессы, тяжелые травмы, инток­сикации, хронические заболевания, высокая концентрация в крови

глюкокортикоидных гормонов, голодание. При этом наблюдают быст рый выброс из тимуса в общий кровоток Т-лимфоцитов и их активную гибель. Указанные изменения получили название временной, или ащ_и дентальной, инволюции, которая, в отличие от возрастной, обратима

Врожденная аплазия вилочковой железы у новорожденных живот,, ных сопровождается тяжелыми трофическими и иммунными нарущ_е [ ниями. Этот симптомокомплекс носит название Wasting-синдром и ха! рактеризуется отставанием в росте, истощением, выпадением шерсти дерматитами и диареей. При этом во вторичных органах иммуногенеза отмечают деструкцию лимфоидных узелков и лимфоцитов в них, атро­фию лимфоидной ткани и гиперплазию ретикулоэндотелиальных эле­ментов. В периферической крови обнаруживают лимфопению и нейт-рофилез. Иммунные реакции снижены. У молодых животных синдром может развиться и в результате акцидентальной инволюции.

В отношении тимуса на сегодняшний день установлено, что в этом главном органе иммуногенеза активно и непрерывно образуются Т-лимфоциты. Он ответственен за регуляцию иммунного ответа, за пролиферацию и дифференцировку тимусзависимых лимфоцитов в периферических лимфоидных органах путем выделения в кровоток пептидных гормонов (тимозин, тимопоэтин и др.).

Лимфатические узлы. Лимфоузлы (noduslymphaticus) представляют собой овальные или бобовидные структуры, встречающиеся по ходу лимфатических сосудов. У птиц специальные лимфатические орга­ны, подобные лимфоузлам млекопитающих, отсутствуют. У жвачных и некоторых грызунов лимфоузлы располагаются одиночно (моно-нодозный тип), у лошади — часто пакетами или группами (полино-дозный тип). Функция лимфатического аппарата заключается в очи­щении протекающей лимфы от инородных тел (микроскопических частиц пыли, сажи, микроорганизмов) и в обогащении лимфы эф-фекторными Т- и В-клетками. Таким образом, лимфатические уз­лы — это важнейшие органы, выполняющие барьерно-фильтрацион-ную функцию.

Лимфатический узел состоит из следующих компонентов: капсулы с трабекулами, разделяющими узел на отсеки; собственно лимфоидной ткани, локализующейся в периферической, промежуточной и цент­ральной частях органа; системы лимфатических синусов и ретикуляр­ных клеток, обеспечивающих нормальное функционирование узла (рис. 8.3).

Капсула (capsula). Она построена из плотной соединительной тка­ни; в сторону ворот (hilus) от нее отходят трабекулы (trabeculae), фор" мирующие остов органа. Капсула часто связана с жировой клетчаткой, окружающей орган. В трабекулах обнаруживают пучки ретикулярных, коллагеновых, нервных волокон, гладкомышечные клетки, кровенос­ные сосуды. Сокращение гладких миоцитов способствует прохожие* нию лимфы через узел.

Лимфоидная ткань (textuslymphaticus). Паренхиму органа подразде­ляют на корковое и мозговое вещество, между которыми выделяют па-Ракортикальную, или тимусзависимую зону. Размеры зон варьируют что обусловлено индивидуальными, видовыми и функциональными особенностями.

Строму узла по морфологии подразделяют на два вида. В лимфоид-ных узелках, входящих в состав коркового вещества и богатых В-лим-фоцитами, преобладают дендритные ретикулярные клетки со светлой цитоплазмой, крупным округлым ядром и множеством выр_0С -тов-дендритов. Эти клетки не способны к фагоцитозу, но зато могут ад­сорбировать на своей поверхности большое количество антигена. Они сохраняют «память» об антигенах и передают ее лимфоцитам.

В паракортикальной зоне, богатой Т-лимфоцитами, часто встреча­ются клетки с полиморфными ядрами и переплетающимися отростка­ми, а также элементы с типичными признаками макрофагов. Два типа ретикулярных клеток лимфатического узла отличаются не только мор­фологически, но и цитохимически.

Корковое вещество лимфатического узла (cortex) образовано диффуз-но расположенными лимфоидными клетками, первичными и вторич­ными лимфоидными узлами {nodulusprimariusetsecundarius). Во вто­ричных узелках, которые образуются из первичных после встречи с ан­тигеном, по периферии различают корону {corona), состоящую из плотно упакованных многочисленных малых лимфоцитов. В центре узелка расположена более светлая, разреженная область, называемая центром размножения {centrumgerminate), а также светлым, или реак­тивным, центром. В первичных узелках светлые центры отсутствуют. Центральная зона узелков выглядит светлой вследствие того, что в ней локализуются крупные дендритные ретикулярные клетки, В-лимфо-циты, находящиеся на различных стадиях бласттрансформации, мно­гочисленные макрофаги, а также небольшое количество Т-регулятор-ных лимфоцитов (хелперов и супрессоров). Встречаются здесь и мно­гочисленные фигуры митозов.

В светлых центрах происходит сложная кооперация между иммуно-компетентными клетками. Дендритные клетки с помощью иммуно-глобулиновых рецепторов адсорбируют на своей поверхности антиге­ны, вызвавшие иммунный ответ организма и с помощью комплексов антиген — антитело устанавливают связь с лимфоцитами, вызывая их антигензависимое размножение. Центры размножения формируются только в ответ на попадание антигена в лимфоузел через лимфу. В этом процессе участвуют и типичные макрофаги, которые перерабатывают фагоцитированный антиген до молекулярной формы, способной выз­вать пролиферацию и дифференцировку В-лимфоцитов. При первич­ном ответе на антиген требуется достаточно длительный срок для фор­мирования центров размножения и синтеза антител. При повторном ответе на тот же антиген центры размножения появляются быстрее, а количество В-лимфоцитов возрастает интенсивнее.

Паракортикальная, или тимусзависимая, зона (zonathymodependensseuparacortex) в основном содержит Т-лимфоциты, расположенные диффузно, здесь наблюдают их пролиферацию, бласттрансформацию и превращение в популяции эффекторных и регуляторных клеток (сре­_д и Т-лимфоцитов преобладают Т-киллеры). После удаления или при аплазии тимуса паракортикальная зона лимфатического узла атрофи­руется, и наоборот, при иммунном ответе по клеточному типу указан­ная зона значительно увеличивается в размерах (гипертрофируется), для нее характерны сосуды особого типа — посткапиллярные венулы с высоким, кубической формы эндотелием, через которые рециркули-руюшие лимфоциты способны мигрировать из крови в лимфу.

Мозговое вещество (medulla) представлено мякотными тяжами {chordatnedullaris). Это основное место образования плазматических клеток из мигрирующих сюда В-лимфоцитов (после размножения во вторичных узелках коры). Кроме В-лимфоцитов, лимфобластов и зрелых плазма­тических клеток в мозговом веществе присутствуют также макрофаги. Зрелые плазмоциты располагаются ближе к воротам узла. Их коли­чество при ответе по гуморальному типу резко возрастает.

Система лимфатических синусов. Лимфа циркулирует в узле по сис­теме лимфатических синусов {sinuslimphaticus). Различают субкапсуляр-ный, или краевой, синус {sinussubcapsularis), находящийся между капсу­лой и узелками коры. В него с выпуклой стороны органа впадает прино­сящий лимфатический сосуд {vaslymphaticusafferens). От краевого синуса берут начало кортикальные промежуточные синусы (sinuscorticalisperin-odularis), расположенные между узелками и трабекулами и переходящие в промежуточные мозговые синусы (sinusmedullaris), локализующиеся между мякотными тяжами. Указанные синусы соединяются с централь-ным синусом, находящимся возле ворот, а из него лимфа, очищенная от инородных элементов и обогащенная лимфоцитами, впадает в вынося­щий лимфатический сосуд {vaslymphaticusefferens). Стенки внутренних синусов выстланы прерывистым, лишенным базальной мембраны эн­дотелием («лимфатический эндотелий»). В синусах встречаются сво­бодные клетки — в основном лимфоциты и макрофаги.

Таким образом,


8-09-2015, 19:51