Физиологическое значение вилочковой железы

Размещено на http://www.allbest.ru/

28

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО

ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРИКЛАДНОЙ БИОТЕХНОЛОГИИ

Ветеринарно-санитарный факультет

Кафедра анатомии, физиологии и животноводства

Курсовая работа

по физиологии

Тема:

Физиологическое значение вилочковой железы

Выполнила:

студентка 2 курса 11 группы

Хоботова Юлия

Проверила: доц. Ванина Н.Н.

Москва 2006Содержание

Введение

1. Гистологическое строение вилочковой железы, её филогенез и эмбриогенез

2. Физиологические функции вилочковой железы

3. Иммунокомпетентные клетки

4. Нейроэндокринная регуляция деятельности

вилочковой железы

Заключение

Список литературы

Введение

Внешние и внутренние факторы меняют клеточные циклы здорового человека. В результате образуются аномальные (чужеродные, или синтезированные не так, как свои собственные) молекулы и клетки. Специальные клетки крови и других тканей продуцируют и поддерживают достаточную концентрацию фиксированных на клетках и свободных молекул, которые распознают, связывают (преобразуют) и выводят из организма аномальные молекулы и клетки.

Перераспределение частиц и клеток, "иммунного надзора" во все ткани организма происходит через крово- и лимфоток, а также транспорт через гистогематические барьеры.

Иммунитет (от лат. immunis) дословно означает свободный от чего-либо. Организм здорового человека непрерывно освобождается от веществ и структур, в том числе болезнетворных, как попадающих в него извне, так и образующихся внутри организма.

Источниками внешних (экзогенных) веществ и структур являются компоненты пищи, химические примеси воздуха и капельки жидкости, микроорганизмы, попадающие на кожу, в легкие, желудочно-кишечный тракт. Эндогенными (возникающими в самом организме) веществами, нарушающими постоянство внутренней среды и выводимыми с помощью иммунных механизмов, являются аномальные (мутантные) клетки и их компоненты, появившиеся при делении клеток, внутриклеточном синтезе веществ, метаболиты (шлаки) и др.

Тело человека состоит примерно из 10¹²-10¹³генотипически похожих клеток. Если принять, что при делении клеток каждая миллионная клетка подвергается мутации, то в любой момент в организме человека есть примерно 10 млн. аномальных клеток.

Благодаря иммунитету организм опознает, связывает, разрушает и выводит вещества и структуры, а вилочковая железа или тимус является центральным органом иммунитета. Без этого органа было бы невозможно осуществление любого иммунного процесса.

1. Гистологическое строение вилочковой железы, её филогенез и эмбриогенез

(Thymus, зобная железа) - центральный орган разновидности кроветворной ткани - лимфоидной. Железа располагается за грудиной в верхнем средостении и покрыта соединительнотканной капсулой. Иннервируется блуждающими и симпатическими нервами. Эфферентные окончания нервных волокон располагаются вокруг кровеносных сосудов, афферентные окончания - в паренхиме железы.

Вилочковая железа состоит из двух неодинаковой величины долей - правой и левой, спаянных рыхлой соединительной тканью. Иногда между главными долями вклинивается промежуточная. По конфигурации вилочковая железа напоминает пирамиду, обращенную вершиной кверху. Паренхима ее мягкой консистенции, розово-серого цвета. Различают тело и четыре рога вилочковой железы: два верхние (шейные) острые, доходящие иногда до щитовидной железы, и два нижние (грудные) закругленные, широкие, образующие основание вилочковой железы. Реже вилочковая железа может состоять из одной или трех долей и очень редко из большего числа долей (до 6). Шейная часть, более узкая, располагается вдоль трахеи, иногда достигает щитовидной железы. Грудная часть, расширяясь книзу, спускается позади грудины до уровня III-IV межреберья, прикрывая большие сосуды сердца и верхнюю часть перикарда. Размеры и вес железы, как уже было отмечено, изменяются с возрастом (возрастная инволюция).

Кровоснабжение вилочковой железы осуществляется из внутригрудной артерии (a. thoracica int.), медиастинальных ветвей (rr. mediastinales) и перикардодиафрагментальной аорты (a. pericardiacophrenicae). Отходящие от этих стволов артерии входят в железу, разветвляются по междольковым прослойкам и, проникая внутрь долек, отдают капилляры преимущественно в корковый слой. Мозговое вещество бедно капиллярами. Вены идут параллельно артериям.

Долгое время вилочковой железе приписывали самые разнообразные функции, в том числе влияние на рост и половое развитие, обмен веществ и т.п. и только с 60-х годов, после того, как было доказано, что удаление вилочковой железы до формирования периферических лимфоидных органов (селезенка, лимфатические узлы) ведет к остановке развития всей системы иммуногенеза организма. Окончательное мнение о вилочковой железе как центральном органе иммунитета сформировалось после выявления и детального изучения врожденных иммунодефицитных заболеваний у человека и животных.

Вилочковая железа покрыта соединительнотканной капсулой, от которой отходят перегородки, разделяющие паренхиму железы на дольки разного размера. Капсула и перегородки содержат каллогеновые и ретикулярные волокна. В каждой дольке независимо от ее размера различается корковое и мозговое вещество. Основу дольки составляет рыхлая, губкоподобная сеть из звездчатых эпителиальных клеток, петли которой инфильтрированы лимфоцитами вилочковой железы, похожими по структуре на малые лимфоциты и представляющие собой клетки диаметром около 6 мкм с круглым оптически плотным ядром и узкой базофильной цитоплазмой. Скопление лимфоцитов между звездчатыми клетками придает корковому веществу характерный вид и темную окраску.

Мозговое вещество имеет более светлую окраску в связи с относительно небольшим количеством лимфоцитов и преобладанием эпителиальной основы. Характерными образованиями для мозгового вещества являются тельца Гассаля, представляющие собой концентрические скопления перерождающихся эпителиальных клеток.

Вилочковая железа впервые появляется у позвоночных. У высших рыб она уже хорошо сформирована. В большей степени изучена вилочковая железа у птиц и млекопитающих. У птиц вилочковая железа состоит из яйцевидных четок, расположенных по обеим сторонам шеи. У большинства млекопитающих она представлена 2-3 долями и расположена в загрудинной области.

У человека вилочковая железа появляется на шестой неделе внутриутробного развития. Она принадлежит к группе бранхиогенных органов, развивающихся из жаберных карманов, и у шестинедельного плода появляется в виде парного выпячивания III и IVпар жаберных карманов, но зачатки из IV пары остаются небольшими и могут редуцироваться. Возможно, что в формировании зачатков вилочковой железы принимает участие и эктодерма дна жаберных борозд. Эпителиальные зачатки железы растут в каудальном направлении. Дистальная часть их утолщается, образуя тело железы, а проксимальная часть вытягивается и в дальнейшем исчезает, и железа обособляется от давшего ей начало жаберного кармана. При продолжающемся росте в длину по направлению к сердцу дистальные части закладок сближаются и тесно прилегают друг к другу, однако настоящего их слияния не происходит, и описываемый орган имеет двудолевое строение. К середине 8-ой недели внутриутробного развития закладки вилочковой железы спускаются вниз под грудину в область средостения, где лежат на передней поверхности перикарда. Шейная часть закладок остается узкой и постепенно редуцируется.

На ранней стадии закладка вилочковой железы мало чем отличается от закладки других желез и имеет вид массивных эпителиальных тяжей. В течение 2-го месяца развития компактные эпителиальные тяжи образуют выросты в богатую сосудами окружающую мезенхиму, и зачаток железы становится дольчатым. С началом дифференцирования ткани зачатка, примерно с 10-ой недели, эпителий закладок постепенно приобретает рыхлую ретикулярную структуру. В петлях ретикулума располагаются округлые крупные лимфоидные клетки, которые, размножаясь, дают начало многочисленным малым лимфоцитам (тимоцитам). Количество их быстро увеличивается, особенно в начале 3-го месяца развития. Плотность эпителиального ретикулума становится неодинаковой. У 10-11-недельного эмбриона в закладке вилочковой железы уже можно различить мозговое и корковое вещество. К 12-ой неделе в мозговом веществе появляются впервые тельца вилочковой железы (тельца Гассаля). После 18-ой недели развития вилочковая железа выглядит вполне сформировавшимся дольчатым органом с четким разделением на корковый и мозговой слои, напоминая скорее лимфоидный орган, чем железу. В поцессе эмбриогенеза вилочковая железа окончательно формируется раньше других лимфоидных тканей (селезенки, лимфоузлов) и к рождению оказывается самым большим лимфоидным органом тела.

У взрослого человека лимфоидная ткань тимуса представлена эпителиальными, фиксированными на мембранах кровеносных сосудов, контактирующими между собой клетками и большим количеством лимфоцитов различной формы. Последние очень подвижны: около 15% лимфоцитов ежесуточно выходит в селезенку и лимфоузлы.

Отношение веса железы к весу тела у новорожденных 1:300. С момента рождения начинается непрерывное снижение ее относительного веса, продолжающееся приблизительно до 30-и летнего возраста. По мере уменьшения вилочковой железы ее паренхима постепенно замещается жировой тканью. В пожилом возрасте на месте железы обнаруживается так называемое жировое тело, дольки которого представлены жировой тканью. Однако в этой ткани до глубокой старости сохраняются остатки паренхимы вилочковой железы.

2. Физиологические функции вилочковой железы

Тимус выполняет роль эндокринной железы (его эпителиальные клетки выделяют в кровь тимозин) и иммунопродуцирующего органа, осуществляющего образование Т-лимфоцитов (тимусзависимых).

До недавнего времени считалось, что иммунорегуляторная функция вилочковой железы исчерпывается в перинатальном и раннем постнатальном периодах. В настоящее время, однако, доказано, что тимус и во взрослом организме не утрачивает своего значения. За последние 10 лет накоплено большое число исследований в отношении эндокринной функции зобной железы, изолированы многие её активные вещества, обладающие различным эффектом и степенью активности.

Взгляды о гормональной роли вилочковой железы в организме претерпели значительные изменения в зависимости от уровня наших знаний о её структуре и функциях. Вначале её относили полностью к эндокринной системе, затем - к лимфоидной. С развитием иммунологии и появлением доказательств первичной регуляторной функции вилочковой железы в иммунной реактивности, снова встал вопрос о гормональном механизме действия. Этот взгляд был подкреплен тем, что неонатальная тимэктомия вызывает не только изменения в иммунной активности, но и развитие так называемого Wasting-синдрома (синдрома истощения), что по существу является отражение замедленных метаболических процессов и отставания животного в физическом развитии и росте. Вывод о влиянии тимуса на процессы роста был сделан на основе того факта, что у новорожденных и молодых животных он имеет большие размеры по сравнению со взрослыми. Это связано с инволюцией (обратным развитием) вилочковой железы, которая сопровождается снижением количества эпителиальных клеток тимуса и, как следствие, снижением эндокринных свойств. Кроме того были описаны два вещества, изолированных из ткани железы, обладающих эффектом, стимулирующим и ингибирующим процессы роста (но это спорный вопрос). В любом случае вилочковая железа не может оказать влияния на рост без наличия соматотропного гормона, с другой стороны, при тимэктомии действие соматотропного гормона на рост значительно снижено.

Взаимодействие и взаимное влияние тимуса и гипофиза можно описать так:

Аденогипофиз СТГ--> вилочковая железа -->T-лимфоциты

Микроскопические данные о секреции вилочковой железы.

Первые микроскопические данные, свидетельствующие о наличии секреторной функции вилочковой железы были опубликованы в 1963-1966 гг. Последующие исследования показали, что медуллярные клетки железы имеют характеристику железистых клеток. В корковой части железы эпителиальные клетки образуют тесную перегородку между инфильтрирующими лимфоцитами и содержат небольшое количество цитоплазматических органелл. В медуллярной части , где содержится меньше лимфоцитов , крупные эпителиальные клетки образуют островки и обладают рядом признаков секреции. С возрастом образуются кисты и очаги кистозной дегенерации-тельца Гасселя.

Существуют три типа цитоплазматических включений в медуллярных эпителиальных клетках ,которые можно принять за секреторные продукты.

1. Наиболее очевидным из них является аморфное ШИК-положительное вещество, которое можно обнаружить как интерацеллюлярно, так и экстрацеллюлярно.

2. Второй тип образований представляют вакуоли, содержащие аморфное вещество с характеристикой мукоидных частиц, сходное с тем , которое можно обнаружить в мукоидных клетках более низко стоящих позвоночных животных.

3. Третий вид образований представляют мелкие плотные гранулы, которые можно считать секреторными. Каждая гранула имеет собственную мембрану, как и другие секреторные гранулы; они обычно располагаются вокруг пластинчатого комплекса (аппарат Гольджи); центрально располагающиеся гранулы имеют меньшую плотность, чем периферические.

Доказательством наличия секреторной функции эпителиальных клеток медуллярнго слоя вилочковой железы считают и ауторадиографические данные. Исследования K. Henry (1966), S.L.Clark (1966,1968) показали , что эти клетки активно участвуют в синтезе сульфатного мукополисахарида, а быстрая инкорпорация сульфата и глюкозамина считается типичной для клеток, продуцирующих мукоидные вещества. В этих же исследованиях установлено, что радиоактивный лейцин, обычно обнаруживаемый в клетках, продуцирующих чисто белковые вещества, диффузно разбросан в вилочковой железе, преимущественно в лмфоцитах коркового слоя.

Полученные результаты показывают, что существует взаимоотношении между ШИК-положительным веществом в эпителиальных медуллярных клетках и количеством митозов лимфоцитов. Если это вещество принять за гормон вилочковой железы, то её можно считать ответственной за стимуляцию и пролиферацю лимфоцитов. Это предположение подкрепляет мнение D.Metkalf (1956,1966) о наличии лимфоцитостимулирующего фактора (ЛСФ) в сыворотке тимусного происхождения. Исследования вилочковой железы [Vetter S.J.,Macadam R.F., 1973] показывают, что эпителиальные клетки содержат цитоплазматические органеллы, типичные для секреторной функции, располагающиеся вокруг мембраны - круглые секреторные гранулы. Обнаруженная аваскулярная зона возле телец Гассаля дает основание авторам предположить, что секреторный продукт эпителиальных клеток имеет чисто интратимический характер.

Ультрамикроскопические исследования показали, что в пренатальном и постнатальном периодах эпителиальные клетки содержат большое количество везикул и альвеол, и нельзя исключить возможность, что эти клетки в морфологическом и генетическом отношении связаны с продукцией гуморальных веществ. Наличие признаков повышенной активности, пластинчатый комплекс и фенестрация сосудистых стенок в вилочковой железе дают основание считать, что она обладает железистой функцией.

Разносторонние исследования показали, что некоторые состояния, сопровождаемые изменениями функции вилочковой железы, проявляются в увеличении количества телец Гассаля и содержания ШИК- положительного вещества в них, увеличении числа ШИК- положительных лимфоцитов. Эти явления сопровождаются значительной реакцией и свидетельствуют о том, что тельца Гассаля обладают активной гуморально-продуктивной функцией

В ходе этих исследований были выделены два типа телец Гассаля:

Ш в тельца первого типа налицо электронно-микроскопические признаки секреторной функции эпителиальных клеток. Эти клетки характеризуются расширенной эргоплазматической цистерной, содержащей вещество умеренной электронной плотности и хорошо развитый комплекс Гольджи. В тельцах этого типа дегенеративные изменения встречаются только в их внутренней части.

Ш Второй тип телец Гассаля показывает признаки корнификации. Клетки этого типа содержат пучки тонофибрилл и островки мелкозернистого вещества, смазывающего картину клеточных органелл.

Эпителиальные клетки взаимосвязаны при помощи хорошо развитых десмосом в гассалевских клетках обоих типов.

Микроскопический данные о секреции медуллярных эпителиальных клеток вилочковой железы основываются на объективных микроскопических (световой микроскоп), электронно-микроскопических, гистохимических и ауторадиографических исследованиях. На основании результатов этих исследований авторы считают, что вилочковая железа обладает секреторной функцией, которая изучена главным образом в отношении лимфопоэза и иммуногенеза.

Представления о тимусе как эндокринном органе обоснованы данными экспериментов по экстирпации этого органа и наблюдавшимся при этом существенным нарушениям жизнедеятельности оперированных животных. В настоящее время, когда роль тимуса в судьбе Т-лимфоцитов в основном расшифрована и выявлены основные периоды функционального становления лимфоидных стволовых клеток костного мозга, особый интерес представляют гуморальные факторы, регулирующие премитотический, внутримитотический и постмитотический периоды созревания этих клеток. К этим факторам, несомненно, относятся физиологически активные вещества, обеспечивающие поступление костно-мозговых клеток в тимус (хоминг-эффект) и внутримитотический период «тимического обучения» Т-лимфоцитов. В ходе этого обучения Т-лимфоциты, как наиболее представительная популяция иммунокомпетентных клеток, реализуют программу, позволяющую развивать способности к распознаванию чужеродных антигенов, установить пределы аутотолерантности, обеспечить проявление специфической иммунологической функции. Постмитотический период развития системы Т-лимфоцитов тимус обеспечивает и контролирует при помощи мигрирующих из него «обученных» Т-лимфоцитов и выделяемых в кровь дистантных гормональных факторов.

Известно, что в тимусе из поступающих в него стволовых клеток костного мозга дифференцируются и созревают субпопуляции Т-лимфоцитов, обладающих хелперной, супрессорной или киллерной активностью. В процессе пролиферации и дифференцировки под влиянием веществ, выделяемых тимусом, образуются сначала предшественники - лимфоциты тимуса, а из них - Т-лимфоциты, поступающие в кровь. Вилочковая железа рассматривается как центральный лимфоидный орган. За последние десятилетия было убедительно показано, что удаление вилочковой железы у новорожденных животных сопровождается быстрым снижением роста, уменьшением числа лимфоидных клеток и неспособностью к иммунологическим реакциям.

Из вилочковой железы выделены пять биологически активных факторов: тимозин, гомеостатический тимусный гормон, тимопоэтин I, тимопоэтин II, тимусный гуморальный фактор. Определена их молекулярная масса и установлена химическая структура. Все они являются полипептидами. тимус вилочковая железа гипофиз иммунитет

Синтезируемые и выделяемые тимусом гормоны влияют на скорость развития и созревания лимфоидных клеток. Так, тимозин участвует в превращении стволовых лимфоидных клеток в иммунологически компетентные Т-лимфоциты. В присутствии тимозина и антигенной стимуляции появляются «обученные» Т-лимфоциты. Тимопоэтин I и тимопоэтин II индуцируют дифференциацию Т-клеток, способствуют их созреванию и обучению в тимусе, усиливают активность лимфоцитов на различные митогены. Нарушения функции тимуса в раннем постнатальном периоде приводят к ослаблению или отсутствию как клеточного, так и гуморального иммунитета.

Выработка гормонов тимусом контролируется непосредственно гипофизом или косвенно через гормоны щитовидной железы, коры надпочечников, половые гормоны.

Лимфоидная ткань является мишенью не только для гормонов тимуса, но и для гормонов ряда других эндокринных желез. Поэтому в случае удаления тимуса во взрослом организме нарушения иммунологической реактивности наблюдаются через значительный промежуток времени. Кроме того, способные к иммунологическому ответы лимфоидные клетки существуют довольно долго.

Хотя в целом итоговый эффект гормонов тимуса заключается в обеспечении иммунологической реактивности организма, наличие нескольких гормонов этой эндокринной железы не является случайным. Это объясняется тем, что популяция лимфоидных клеток не однородна и разные гормоны оказывают влияние на определенный подкласс этих клеток. Вероятно, что каждый гормон тимуса имеет свою специфичность на клетки-мишени.

В настоящее время ряд биологически активных препаратов, полученных из тимуса (тималин), или их синтетические аналоги (тимоген) с успехом используются в ветеринарной практике для коррекции тимусзависимых первичных и вторичных иммунодефицитных состояний.

Тимус, как центральный орган иммунитета, одновременно является эндокринным и «цитокринным» (продуцирующим клетки) органом. Выполняя эндокринную функцию, тимус продуцирует широкий спектр гормонов, предназначенных как для внутриорганного (эндотимического) применения, так и на «экспорт». Как орган - продуцент иммунокомпетентных клеток тимус получает из костного мозга примитивные стволовые клетки, а выпускает зрелые Т-лимфоциты, заселяющие в последующем периферические лимфоидные образования. Для осуществления этого превращения на внутритимической стадии необходимо взаимодействие клеточных и гуморальных факторов микроокружения тимуса. Это взаимодействие обеспечивается за счет присутствие специализированных эпителиальных клеток «нянек», которые способны и продуцировать гормональные вещества, и обратимо поглощать незрелые клетки, заботливо покрывать их своей плазматической мембраной и включать их внутрь себя, обеспечивая прохождение последовательных этапов дифференцировки.

Способность клеток эпителия тимуса образовывать вещества с гормональной активностью соответствует последовательности, в которой они участвуют при дифференцировке Т-лимфоцитов в тимусе. Первым гормональным фактором, действующим внутри тимуса на костномозговые предшественники Т-лимфоцитов, является тимопоэтин, затем -3 - и -4 - тимозины, -1, -5, -7 -тимозины, которые, осуществляя свое влияние, обеспечивают восприимчивость дифференцирующихся клеток тимическому сывороточному фактору (ТСФ). ТСФ в соединении с цинком представляет активную форму фактора, названную тимулин. Вероятно, определенное количество гормонов, образуемых эпителиальными клетками тимуса, участвует в «обучении» поступивших в него костномозговых клеток в течение всей жизни организма, но эта способность с возрастом резко сокращается в количественном и, возможно, качественном отношении, ограничиваясь образованием гормонов только для внутритимического потребления.

Функциональная активность вилочковой железы в организме опосредована, по крайней мере, через две группы факторов: клеточного (продукция Т-лимфоцитов) и гуморального (секреция гуморального фактора).

Т- лимфоциты выполняют разные функции. Образуют плазматические клетки, блокируют чрезмерные реакции, поддерживая постоянство разных форм лейкоцитов, выделяя лимфокины, активируя лизосомальные ферменты и ферменты макрофагов, разрушают антигены.

Гуморальные компоненты иммунной системы - глобулины плазмы и других жидкостей тела, синтезированные макрофагами лимфоузлов, селезенки, печени, костного мозга и др., дезактивирующие чужеродные антигены. Они содержатся в крови, в меньшем количестве - в органах и тканях, отделенных от крови гистогематическими барьерами - коже, слизистых оболочках, мозге, почках, легких, др. Иммуноглобулины осуществляют местные реакции и являются первым эшелоном защиты организма от антигенов. Специфичность иммунных реакций человека сформировалась в предшествующих поколениях благодаря встречам с определенными антигенами.

Электрофоретически выделенные гамма - глобулины сыворотки крови делят на несколько видов При иммунизации первоначально возрастает содержание Ig, затем IgG, а потом и др. Нормальные, или естественные, антитела человека - это антитела жидкостей и тканей здорового человека .

Стрессорные воздействия (психоэмоциональное напряжение, тепло, холод, голодание, кровопотеря, сильная физическая нагрузка) подавляют образование Т-лимфоцитов. Возможными путями реализации стрессорных воздействий на тимус могут быть сосудистый (уменьшение кровотока в железе) и гуморальный (подавляющее митоз клеток влияние кортикоидов и др.). Длительный стресс сопровождается развитием симптомов, сходных с синдромом истощения (wasting - синдром, от англ. waste - расходовать, тратить) в виде нарушений деятельности кишечника, увеличением ломкости ногтей, усилением выпадения волос, нарушением тургора и влажности кожи, снижением иммунитета и др.

Созревание Т-лимфоцитов в тимусе осуществляется за счет деления лимфоцитов, имеющих рецепторы к тем чужеродным антигенам, с которыми организм встречался в детстве. Образование Т-лимфоцитов происходит независимо от содержания антигенов и количества Т- лимфоцитов в крови (вследствие непроницаемости гистогематического барьера тимуса) и определяется генетическими механизмами.

ТИМУС - центральный орган иммунопоэза.

Функции:

контроль процесса избирательной миграции пре-Т-лимфоцитов из красного костного мозга в тимус.

пролиферация и антиген независимая дифференцировка Т-лимфоцитов с образованием их субклассов (пре-Т-киллеры, пре-Т-хелперы, пре-Т-супрессоры).

Отбор и уничтожение потенциально опасных Т-лимфоцитов, агрессивных в отношении белков собственного организма - негативная селекция (в тимусе погибает 90% образованных лимфоцитов.

Контроль миграции созревающих лимфоцитов из тимуса в Т-зависимые зоны лимфоузлов, селезенки, периферических органов.

Эндокринная функция. Образует гормоны и биологические активные вещества, действующие местно и дистантно. Регулируют пролиферацию и диференцировку Т-лимфоцитов во всех структурах, где они есть.

Особенности гистофизиологии.

Максимального развития тимус достигает в раннем детском возрасте. Наиболее активно функционирует в начале периода полового созревания. После 20 лет происходит постепенная атрофия и частичное замещение жировой тканью - возрастная инволюция. В стрессовых ситуациях, при тяжелых заболеваниях происходит временная, быстрая атрофия тимуса - акцидентальная инволюция. Причина этому - выделение большого количества гормонов, которые угнетающе действуют на лимфоидную ткань. При тяжелых воздействиях имеет место массовая гибель клеток путем апоптоза - генетически запрограммированная смерть клетки.

Дифференцировка Т-лимфоцитов и их обучение реализуется постепенно, под влиянием последующих сигналов из ткани тимуса. Морфологически участвуют три фактора:

контактное взаимодействие с различными типами эпителиальных клеток

последовое воздействие индуцирующих дифференцировку растворимых факторов или гормонов

строго направленная миграция в пределах дольки от периферии к центру.

Тканевой состав и микроокружение для развивающихся Т-лимфоцитов.

Основа органа - ретикуло-эпителиальная ткань. Эпителиальная клетки образуют рыхлую сеть и связаны между собой межклеточными контактами. Между клетками создаются замкнутые герметические полости, в которых расположены развивающиеся Т-лимфоциты. Благодаря полостям Т-лимфоциты изолированы от влияния антигена и в полости более высокая локальная концентрация гормонов.

Между клетками прорастают капилляры микроциркуляторного русла. Гормоны, которые образуются в клетках могут поступать в кровь.

Никогда нет прямого контакта Т-лимфоцитов с кровеносными сосудами. Они отделены гематотимусным барьером:

стенка капилляра (эндотелий непрерывного типа с утолщенной базальной мембраной)

перикапиллярное пространство с рыхлой соединительной тканью и макрофагами

цитоплазма ретикулоэпителиальных клеток.

Этот барьер есть только в корковом веществе тимуса. Отток крови из коркового и мозгового вещества происходит отдельно. На границе веществ расположены специальные сосуды - посткапиллярные венул с высоким эндотелием. Они обеспечивают процесс избирательной миграции Т-лимфоцитов в тимус и из него.

Классификация реткуло-эпителиальных клеток тимуса.

По периферии долек на базальной мембране расположены малодифференцированные базальные клетки эпителия, способные к делению, дифференцировке, и обновлению эпителиального пласта.

Субкапсулярные зоны. Здесь расположены высоко специализированные эпителиальные клетки - няньки. Эти клетки имеют глубокие вдавления - кавиолы, в которых располагаются малодифференцированные (молодые) Т-лимфоциты. Кавиолы дополнительно изолируют Т-лимфоциты.

Роль клеток нянек: 1. трофика 2. контактное взаимодействие с мембраной эпителиальных клеток обеспечивает сигнал к дифференцировке от мембраны ретикулоэпителиальной клетки. 3. выделяют растворимые факторы - гормоны.

В субкапсулярной зоне происходит деление Т-лимфоцитов, поступление из костного мозга и осуществляется начальный этап антиген независимой дифференцировки.

3. Внутренняя зона коркового вещества: здесь расположены дендритные ретикуло-эпителиальные клетки (имеют многочисленные тонкие отростки). Их функция - синтез гормонов, обеспечение программирования лимфоцитов и подразделение их на субклассы. Здесь же обеспечивается процесс гибели лимфоцитов и осуществляется контроль миграции лимфоцитов в периферические органы.

4. В мозговом веществе ретикуло-эпителиальные клетки лопатко-видные. Мало отростков, не образуют барьеры. Здесь происходит дополнительное программирование Т-лимфоцитов по главному комплексу гистосовместимости.

В мозговом веществе находятся ре-циркулирующие лимфоциты. Часть этих лимфоцитов никогда не покидает тимус.

5. Центральная часть мозгового вещества содержит наиболее дифференцированные лимфоциты, располагающиеся в дольках в центре которых образуют эпителиальные Гассаля.

3. Иммунокомпетентные клетки

Специфическую функцию иммунной системы непосредственно выполняют иммунокомпетентные клетки. К ним относят лимфоциты и фагоциты. Это основные клетки иммунной системы. Кроме них, к этому ряду относят также гранулоциты, моноциты крови и некоторые другие клетки. Перечисленные клетки различаются не только морфологически, нои по своей функциональной направленности, маркерам (специфические молекулярные метки), по рецепторному аппарату и продуктам биосинтеза. Тем не менее большую часть иммунокомпетентных клеток объединяет близкое генетическое родство: они имеют общего предшественника - полипотентную стволовую клетку костного мозга.

ППСК-полипотентная стволовая клетка; преТ-предшественники Т-лимфоцитов; преВ-предшественники В-лимфоцитов; преА-предшественники фагоцитов; преТ_х - предшественники Т-хелперов; преТ_к--предшественникиТ-киллеров;Т_х--Тхелпер; Т_к -Т-киллер; В - В-лимфоцит (, , , -- изотип синтезируемой молекулыиммуноглобулина); Пл - плазматическая клетка; А - фагоцит; NK -естественный киллер.

По функциональной активности иммунокомпетентные клетки подразделяют на регуляторные и эффекторные. Регуляторные клетки «управляют» функцией иммунной системы путем выработки медиаторов - иммуноцитокинов. Эти клетки обусловливают направление развития иммунной реакции, её интенсивность и продолжительность. Эффекторные клетки являются непосредственными исполнителями иммунного реагирования. Они действуют на объект либо непосредственно, либо путем биосинтеза биологически активных веществ со специфическим эффектом ( антитела, или иммуноглобулины).

На поверхности цитоплазматической мембраны иммунокомпетентных клеток есть особые молекулы, которые служат их маркерами. С помощью специфических антител против этих молекул иммунокомпетентные клеьки удалось разделить на отдельные субпопуляции. В 80-х годах была принята Международная номенклатура мембранных маркеров лейкоцитов человека. Они получили название CD--антигенов (от англ. Аббревиатуры - cluster of differentiation). В настоящее время для идентификации важнейших субпопуляций иммунокомпетентных клеток используют моноклональные антитела.

Фагоциты - самая многочисленная фракция иммунокомпетентных клеток, гетерогенная по морфологическим свойствам. Фагоциты обладают регуляторной и эффекторной активностью, вырабатывают иммуноцитокины ферменты, ион-радикалы кислорода и другие биологически активные вещества. Они обеспечивают вне- и внутриклеточный киллинг, фагоцитоз, переработку и представление антигена Т-хелперам.

Лимфоциты - подвижные мононуклеарные клетки, имеют определенные морфологические особенности и отличаются онтогенезом и функциональной принадлежностью. В зависимости от места созревания в организме они подразделяются на Т- (тимус) и В- (бурса Фабрициуса, костный мозг) лимфоциты.

Лимфоциты непосредственно распознают генетически чужеродные молекулы и клетки. Они также участвуют в регуляции иммунного ответа, формировании гуморального и клеточного ответа, иммунологической толерантности (неотвечаемости) и памяти, а также в реакциях гиперчувствительности.

Для лимфоцитов характерна постоянная рециркуляция - миграция между различными органами и тканями. В организме идет непрерывный процесс их разрушения--образования. Иммунная система постоянно содержит лимфоциты с широким репертуаром специфической направленности, готовые в любой момент ответить защитной реакцией на новые антигены.

В-лимфоциты - это эффекторные иммунокомпетентные клетки. Они и их потомки ответственны за биосинтез иммуноглобулинов, участвуют в формировании гуморального иммунитета, иммунологической памяти и гиперчувствительности немедленного типа (ГНТ).

На долю этих клеток приходится около 15% всей лимфоидной популяции.

Дифференцировка и созревание происходят сначала в костном мозге, а затем в периферических органах иммунной системы. В-лимфоцит может жить до 10 лет и более (клетка иммунологической памяти). Потомками В-лимфоцитов являются антителопродуцирующие клетки иммунной памяти и плазматические клетки. Основные морфологические признаки последних - развитый эндоплазматический ретикулум и аппарат Гольджи с большим количеством рибосом. Активно синтезирующая плазматическая клетка живет недолго, не более 2-3 суток.

В популяции В-лимфоцитов в настоящее время выделяют субпопуляцию В1-лимфоцитов, которые считают филогенетически наиболее древней ветвью антителопродуцирующих клеток. В1-лимфоциты обнаруживают в слизистой оболочке ЖКТ. Эти клетки синтезируют низкоаффинные IgA и IgM к к полисахаридным и липидным антигенам микробов и несут на своей мембране маркер CD5.

На электронограммах В-лимфоциты имеют шероховатую поверхность. На последней определяются маркеры CD19-22,45 и некоторые другие, а также рецепторы для эритроцитов мыши и Fc-участка иммуноглобулина. Основным продуктом зрелых В-лимфоцитов и их потомков - плазмоцитов являются иммуноглобулины. Функцию антигенспецифического рецептора выполняют особые формы мембранных иммуноглобулинов.

Активностью В-лимфоцитов «управляют» молекулярные антигены и клетки-регуляторы: Т-хелперы и фагоциты.

Т-лимфоциты - это сложная популяция, которая происходит от полипотентной стволовой клетки костного мозга, а созревает и дифференцируется в тимусе из предшественников (пре-Т-лимфоциты). В состав популяции Т-лимфоцитоввходят субпопуляция клеток-регуляторов (Т-хелперов) и субпопуляция клеток-эффекторов (Т-киллеры). Данные субпопуляции различаются по специфическим продуктам биосинтеза, рецепторному аппарату, функциональной активности. Отмечено, что на электронограмме все Т-лимфоциты имеют гладкую поверхность. Общим маркером для всех Т-лимфоцитов являются CD3. На долю этих клеток приходится около 75% всей лимфоидной популяции.

Т-лимфоциты обеспечивают клеточные формы иммунного ответа (ГЗТ, трасплантационный иммунитет, противоопухолевый иммунитет и т. д.), определяют силу и продолжительность иммунной реакции.

Т-хелперы (или Т-помощники) - субпопуляция Т-лимфоцитов, которые выполняют регуляторную функцию. На наружной поверхности цитоплазматической мембраны Т-хелпера определяются молекулы CD4.

Имеются также рецепторы для эритроцитов барана и молекул HLA II класса. На долю Т-хелперов приходится около 75% всей популяции Т-лимфоцитов.

Основным продуктом биосинтеза Т-хелперов являются иммуноцитокины (интерлейкин-2, интерферон и др.). Получив от макрофагов информацию об антигене, Т-хелперы с помощью иммуноцитокинов воздействуют на клоны Т- и В-лимфоцитов. Этот сигнал включает созревание, пролиферацию и дифференцировку эффекторных клеток (Т-киллеров или В-лимфоцитов).

Дистальный участок молекулы CD4 служит местом прикрепления ВИЧ на поверхности клеточной мембраны.

Т-киллеры - субпопуляция Т-лимфоцитов - эффекторов. На поверхности цитоплазматической мембраны Т-киллера определяются молекулы CD8, а также рецептор для молекул HLA I класса. По этому рецептору «свои» клетки отличаются от «чужих». На долю Т-киллеров приходится примерно 25% всей популяции Т-лимфоцитов.

Т-киллер распознает клетки с измененной структурой молекул HLA I класса. Поэтому его мишенью являются мутантные клетки, клетки, пораженные вирусом, или клетки аллогенного трансплантанта. Т-киллер синтезирует особый фермент-токсин - перфорин, который лизирует генетически чужеродные клетки при непосредственном контакте. Функцией Т-киллера управляют корпускулярный антиген (эукариотическая клетка целиком), фагоцит и Т-хелпер. Т-киллеры обеспечивают в организме формирование клеточного иммунитета, иммунологической памяти и ГЗТ.

0-клетки - лимфоциты без отличительных признаков Т- и В-клеток. В костном мозге на их долю приходится около 50% всех лимфрцитов, а в крови - примерно 5%. Их функциональная активность остаётся неясной.

Помимо перечисленных выше, в организме есть ряд других иммунокомпетентных клеток, например естественные киллеры, или NK-клетки (Natural killer). Это эффекторные клетки. К ним относят большие гранулярные лимфоциты. NK-клетки способны распознавать в организме некоторые виды злокачественно трансформированных клеток и уничтожить их без предварительной подготовки (этот факт обусловил название клеток). Рецепторный аппарат и механизм действия остаются во многом неясными. Между тем известно, что NK-клеткиактивируются и размножаются под влиянием интерлейкина-2 и интерферона .

До недавнего времени в популяции Т-лимфоцитов выделяли Т-супрессоры, которым приписывали функцию торможения развития иммунной реакции (супрессия). Однако в настоящее время наличие супрессоров считается сомнительным, хотя сам супрессорный эффект существует.

Эозинофилы - гранулярные лейкоциты крови. Эти клетки в большом количестве содержатся в крови, рыхлой соединительной ткани. Они накапливаются в очагах местных воспалений, вызванных гельминтами или простейшими или связанных с аллергической реакцией. Эозинофилы могут выполнять функцию киллеров, которая направлена против клеток гельминтов или простейших.

В цитоплазме базофилов и тучных клеток (клетки рыхлой соединительной ткани) содержится большое количество гранул (пузырьков), наполненных биологически активными веществами - гистамином, брадикимином, гепарином и др. эти вещества участвуют в формировании воспаления и реакции гиперчувствительности немедленного типа (ГНТ). При воздействии на базофилы и тучные клетки комплекса антиген-антитело гранулы секретируются в межклеточное пространство. В результате действия перечисленных веществ в ткани возникают местный стаз крови и отек.

4 Нейроэндокринная регуляция деятельности вилочковой железы

Система иммунитета и его центральная железа - тимус тесно связаны с деятельностью нейроэндокринной системы организма. Известно модулирующее влияние различных эндокринных желез - эпифиза, гипофиза, коркового вещества надпочечников и гонад - на интенсивность гормонопоэза в тимусе. В свою очередь, тимус оказывает влияние на функции этих эндокринных органов. После тимэктомии корковое вещество надпочечников гипертрофируется, а адреналэктомия снижает продукцию и повышает реализацию гормонов тимуса. Гормоны коркового вещества надпочечников необходимы для распределения тимических факторов между тимусом, селезенкой и лимфоузлами (нормальное соотношение соответственно 3:2:1), которое после удаления надпочечников возможно лишь при комплексной заместительной терапии. Гормон мозгового вещества надпочечника адреналин вызывает инволюцию клеточного состава коркового и мозгового вещества тимуса.

Эпителиальные клетки тимуса и Т-лимфоциты имеют рецепторы к половым гормонам (эстрогенам, андрогенам и прогестерону), причем совокупность различных половых гормонов может снижать продукцию и реализацию гормонов тимуса, поэтому после кастрации интенсивность гормонопоэза повышается. Удаление щитовидной железы существенно снижает как продукцию, так и реализацию гормонов тимуса, тогда как введение тироксина восстанавливает уровень циркулирующих тимических факторов даже у старых животных. Влияние щитовидной железы на тимус имеет выраженную обратную связь: выделены тимотиреоидный и антитиреоилный факторы тимуса. Несомненно и влияние эпифиза: изменяется число эпителиальных клеток тимуса и значительно усиливается их функция. Поддержание полноценного микроокружения в тимусе существенно зависит от продукции гормонов гипофиза. После гипофизэктомии наступает быстрая инволюция тимуса, тогда как введение отдельных аденогипофизарных гормонов может вызывать различные эффекты: СТГ вызывает гипертрофию тимуса, а АКТГ - атрофию. Атрофическое влияние оказывает и гонадотропный гормон, но его действие реализуется через гонады и после кастрации не проявляется. Таким образом, гормонопродуцирующая функция тимуса неотрывно связана с эндокринной системой организма.

Заключение

Таким образом, тимус является важнейшим органом для организма, так как он является центральным органом иммунной системы, системы, которая защищает организм от чужеродных веществ и организмов, от собственных но переродившихся клеток. Именно тимус или вилочковая железа играет главную роль в этих процессах и, малейшее отклонение в ней неизбежно приведёт к нарушению иммунитета.

В заключение отмечу, что в области строения, развития и функции вилочковой железы наибольшие достижения достигнуты только в последние десятилетия и многие вопросы остаются до конца не изученными.

Список литературы

1. Аверченко В. И. «Влияние вилочковой железы на минеральный обмен в обызвествленных тканях (экспериментальное исследование)»Москва - 1972г.

2. Анисимов А. А. “Основы биохимии”. Москва. Высшая школа. 1987г.

3. Александровская О. В., Радостина Т. Н., Козлов Н. А. Цитология, гистология и эбриология. М.: Агропромиздат, 1987.

4. Билич Г. Л., Крыжановский В. А. Биология .Полный курс. М.: Оникс 21 век, 2002. в 3-х томах.

5. Кемилева З. «Вилочковая железа» Под редакцией Хантова.М.: Медицина 1984г.

6. Климов А. Ф., Акаевский А. И. Анатомия домашних животных. Санкт-Петербург - Москва - Краснодар: Лань, 2003.

7. Кудряшов Н. Н. Состояния гипофизарно-надпочечниковой и иммунной систем у телок и нетелей при выращивании на рационах с пониженным уровнем зерновых концентратов. Боровск, 1998.

8. Лебедева Н. А., Бобровский А.Я., Писменская В. Н. Анатомия и гистология мясопромышленных животных. М.: Агропромиздат, 1985.

9. Зайцев С. Ю. Конопатов Ю. В. Биохимия животных. Санкт-Петербург - Москва - Краснодар: Лань, 2004.

10. Зимкин Н. В. Физиология человека. М.: Медицина, 1990.

11. Никоненко А. Г. Гипоталамические механизмы полового созревания у птиц. Киев, 1995.

12. Свенсон К., Уэбстер П. Клетка. М.: Мир, 1980.

13. Сикачина С. Ф. Гипоталамо-гипофизарная нейросекреторная система. Днепропетровск, 1997.

14. Скопичев В. Г., Эйсымонт Т. А., Алексеев Н.П. и др. Физиология животных и этология. М.: КолосС, 2003.

15. Урываев Ю.В. Физиологические основы гомеостаза.

Размещено на Allbest.ru