Органы кроветворения и иммунологической защиты

Размещено на http://www.allbest.ru/

Органы кроветворения и иммунологической защиты

К органам кроветворения и иммунологической защиты причисляют: красный костный мозг, тимус, лимфатические узлы, селезенку, лимфатические узелки пищеварительного тракта и других органов. Их подразделяют на центральные -- красный костный мозг, тимус и пока точно не идентифицированный у млекопитающих аналог сумки Фабрициуса у птиц и периферические -- селезенка, лимфатические узелки и узлы, где происходит под влиянием антигенов антигензависимое размножение лимфоцитов. В центральных кроветворных органах, а именно в красном костном мозге, где имеются стволовые кроветворные клетки, происходит образование из них эритроцитов, тромбоцитов, моноцитов, гранулоцитов, В-лимфоцитов и предшественников Т-лимфоцитов. В тимусе же из предшественников Т-лимфоцитов образуются Т-лимфоциты, происходит антигеннезависимое размножение лимфоцитов в отличие от антигензависимого в периферических кроветворных органах.

Органы кроветворения и иммунологической защиты характиризуются общими морфофункциональными признаками: 1 -- основа их образована ретикулярной тканью (за исключением тимуса, где основой служит особая эпителиальная ткань); 2 -- в них происходит образование клеток крови; 3 -- депонируется кровь и лимфа; 4 -- в них содержатся фагоцитирующие и иммунокомпетентные клетки, осуществляющие защитные функции и элиминацию инородных частиц, бактерий, погибших клеток из организма.

Красный костный мозг. Костный мозг появляется у человека впервые в ключице эмбриона на 2 месяце развития. У взрослого человека различают красный и желтый костный мозг. Желтый костный мозг у взрослого человека находится в диафизах трубчатых костей. В его составе много жировых клеток и в обычных условиях в нем не происходит кроветворения -- в этом его основное различие с красным костным мозгом. В постнатальном периоде красный костный мозг является универсальным центральным органом гемопоэза, содержащим стволовые кроветворные клетки. Во взрослом организме красный костный мозг содержится в губчатом веществе плоских костей, в эпифизах трубчатых костей. В красном костном мозге происходит миэлопоэз (эритропозз, гранулопоэз, тромбопоэз, монопоэз), а также, возможно, образуются В-лимфоциты и предшественники Т-лимфоцитов. В основе красного костного мозга -- ретикулярная ткань, а в ней артериолы, синусы, капилляры, жировые клетки, макрофаги, стволовые клетки, клетки миелоидного ряда на разных стадиях развития, мегакариоциты -- гигантские клетки красного костного мозга, В-лимфоциты и предшественники Т-лимфоцитов. Кроветворные элементы красного костного мозга и его ретикулярная строма образуют “миелоидную” ткань или систему (отсюда патология “миелоидной” системы -- означает патологию костномозгового кроветворения). В норме и периферическую кронь проникают лишь созревшие форменные элементы крови. При заболеваниях крови в кровяном русле появляются незрелые клетки (например, эритробласты). Костный мозг обладает высокой регенерационной способностью. После облучения, оперативного удаления он может восстанавливаться из стволовых клеток, находящихся в тесном взаимодействии с ретикулярной основой и специальными ростостимулирующими факторами гемопоэза и нервными регуляторными механизмами.

Тимус (вилочковая или зобная железа) -- центральный орган лимфо- и иммунопоэза. Развивается тимус из эпителия глоточной кишки в области 3 и 4 пар жаберных карманов в конце первого эмбрионального месяца. На 7 неделе в эпителиальной строме появляются первые лимфоциты. В эпителиальную закладку на 8--11 неделе врастает мезенхима с кровеносными сосудами, подразделяя орган на дольки. В Тимусе из костномозговых предшественников происходит антигеннезависимое образование Т-лимфоцитов. Образовавшиеся в тимусе Т-лимфоциты с током крови попадают в периферические органы кроветворения, где образуют Т-зависимые зоны. Там при встрече с антигеном Т-лимфоциты размножаются и дифференцируются (антигензависимое размножение) в Т-эффек-торные клетки, обеспечивая реакции клеточного иммунитета и регулируя гуморальный иммунитет (антигенреактивные киллеры, хелперы, супрессоры).

Тимус покрыт соединительнотканной капсулой, от которой отходит внутрь органа соединительнотканные прослойки с сосудами и нервами, делящие тимус на дольки. Основа долек -- эпителиальная ткань, в петлях которой располагаются Т-лимфоциты. В дольке различают по периферии более темное корковое вещество с большей концентрацией лимфоцитов и лимфобластов, а в центре дольки более светло-окрашенное -- мозговое вещество. В мозговом веществе лимфоцитов меньше. Эти лимфоциты отличны от лимфоцитов коркового вещества. В мозговом веществе -- рециркулирующий пул Т-лимфоцитов (могут входить и выходить из кровотока).

Также в мозговом веществе расположены слоистые эпителиальные тимические тельца (тельца Гассаля). Они представлены концентрически расположенными эпителиоретикулоцитами с вакуолями, гранулами кератина и пучками фибрилл. Тимусом выделяется гормон тимозин, участвующий в регуляции пролиферации и дифференцировки лимфоцитов в периферических органах. Орган также выделяет в кровь ряд биологически активных факторов: инсулино-подобный (понижающий сахар крови), кальцитониноподобный (понижающий содержание кальция в крови) и фактор роста.

Тммус -- что орган детского возраста. После 20-летнего возраста происходит возрастная необратимая инволюция тимуса: уменьшение долек за счет исчезновения лимфоцитов, разрастание жировой ткани. В детском возрасте при действии экстремальных факторов (голодание, инфекции, травмы, интоксикации) может наступить акцидентальная инволюция тимуса. Она характери-зуется быстрой массовой гибелью лимфоцитов, особенно коркового вещества, разрастанием эпителиальной стромы, появлением эпителиальных слоистых телец и в корковом веществе. Это явление обратимое, железа восстанавливает свое строение при прекращении действия стрессового агента.

Лимфатические узлы -- периферические кроветворные органы, располагающиеся по ходу лимфатических сосудов.Вних происходит антигензависимоеразмножение лимфоцитов, а также они выполняют иммунологическую защиту, очищая лимфу от болезнетворных и чужеродных агентов, и также депонируют лимфу. Первые закладки лимфатических узлов появляются на 2--3 месяце внутриутробного развития из размножающихся вокруг кровеносных и лимфатических сосудов мезенхимных клеток. На 16 неделе появляются кроветворные клетки, образующие узелки и тяжи. В-лимфоциты появляются раньше Т-лимфоцитов.

Лимфатический узел с поверхности покрыт соединительнотканной капсулой. От нее внутрь органа отходят трабекулы. Основа лимфоузла -- ретикулярная ткань. Орган подразделяют на периферически расположенное корковое вещество и центрально расположенное более светлое мозговое вещество. К корковому веществу относят совокупность лимфатических узелков и паракортикальную, расположенную между мозговым и корковым веществом -- Т-зону, где размножаются Т-лимфоциты. К мозговому веществу причисляют мозговые тяжи и синусы. Лимфатические узелки и мозговые тяжи являются В-зонами, где В-лимфоциты размножаются и трансформируются в плазмоциты, вырабатывающие антитела. Синусы лимфатического узла представляют собой пространства, ограниченные капсулой или трабекулой, с одной стороны, и узелками или мозговыми тяжами, с другой. Синусы выстланы эндотелиоретикулярными клетками со щелями, через которые в синус поступают лимфоциты. Синусы выполняют роль фильтров, в которых фагоцитирующими макрофагами, располагающимися между эндотелиоретикулоцитами синуса, задерживается большая часть антигенов. Кроме этого синусы обогащают лимфу незернистыми лейкоцитами. Синусы лимфатического узла подразделяют на подкапсульный или краевой (между капсулой и узелками), вокругузелковые корковые синусы (между трабекулами и узелками), мозговые синусы (между мозговыми тяжами и трабекулами), которые впадают в воротный синус.

Лимфатические узлы очень чувствительны к различным внешним и внутренним факторам, что отражается наих строении. Особенно это отражается на морфологии лимфатических узелков. Так, в разных физиологических состояниях появляются или исчезают в центреих светлые образования -- герминативные центры или центры размножения. Это связано с тем, что располагающиеся здесь лимфобласты могут находиться в различных стадиях деления. Эту часть узелка часто называют еще реактивным центром, так как, например, при микробных интоксикациях они реагируют появлением там множества фагоцитирующих элементов.

Селезенка -- периферический кроветворный орган, где происходит антигензависимое размножение лимфоцитов и активное участие в реакциях клеточного и гуморального иммунитета с образованием антител. В селезенке обезвреживаются антигены, незадержанные в лимфатических узлах, погибают старые и нежизнеспособные тромбоциты и эритроциты, вырабатывается вещество, угнетающее эритропоэз в красном костном мозге. Селезенка, так же как и лимфатические узлы с ретикулярной тканью и лимфоцитами, относится к лимфоидной ткани или лимфоидной системе органов. Закладывается селезенка на 5 неделе эмбрионального развития, как скопление мезенхимных клеток в толще дорзальной брыжейки, пронизанное кровеносными сосудами. Мезенхима в дальнейшем трансформируется в ретикулярную ткань, которая заселяется стволовыми клетками, появляются макрофаги. На 12 неделе эмбрионального развития появляются В-лимфоциты. В эмбриональном периоде до 6 месяца селезенка является универсальным кроветворным органом, но к моменту рождения человека усиливаются процессы лимфопоэза.

Соединительнотканная капсула селезенки с поверхности покрыта мезотелием. В капсуле много гладкомышечных клеток. Внутрь органа от капсулы отходят трабекулы, в которых располагаются трабекулярные артерии (мышечного типа), и трабекулярные вены (безмышечного типа). Основа органа--ретикулярная ткань. В селезенке различают белую и красную пульпу. Белая пульпа -- это совокупность лимфатических узелков с эксцентрично расположенной в них артерией узелка или центральной артерией.

В лимфатических узелках имеется четыре зоны: периартериальная -- Т-зона /-- Т-лимфоциты/, центр размножения узелка -- В-зона /В-лимфоциты/, мантийная зона и краевая или маргинальная зона. В последних двух зонах присутствуют Т- и В-лимфоциты. Красная пульпа состоит из ретикулярной ткани, с расположенными в ней эритроцитами и другими форменными элементами крови, многочисленных кровеносных сосудов, а также селезеночных или пульпарных тяжей, где происходит плазмоцитогенез.

Кровоснабжение селезенки. В ворота селезенки входит селезеночная артерия, распадающаяся на трабекулярные артерии, дающие начало пульпарным артериям. Последние окружаются лимфоцитами и образуют артерии узелка или центральные артерии. Выйдя из узелка, они разветвляются в виде кисточки на кисточковые артериолы, дистальные концы которых образуют эллипсоидные артериолы, снабженные сфинктером -- муфтой из ретикулярных волокон и клеток. Эллипсоидные артериолы распадаются на артериальные гемокапилляры. Большая частьих в красной пульпе впадает в венозные синусы (закрытое кровоснабжение) --путь быстрой циркуляции. Некоторые капилляры могут открываться прямо в ретикулярную ткань (открытое кровообращение) -- более медленный путь, обеспечивающий лучший, контакт клеток крови с макрофагами. С синусов начинается венозная система селезенки:

пульпарные вены -- трабекулярные вены -- селезеночная вена. Синусы выстланы эндотелиальными клетками, расположенными на прерывистой базальной мембране. Между эндотелиоцитами расположены щели, через которые кровь может при растяжении синусов проходить в строму. В местах перехода синусов в сосуды имеются подобия мышечных сфинктеров, которые регулируют накопление крови в синусах, концентрацию в них клеточных элементов.

К органам кроветворения и иммунологической защиты относят красный костный мозг, вилочковую железу (тимус), лимфатические узлы, селезенку, а также лимфатические фолликулы пищеварительного тракта (миндалины, лимфатические фолликулы кишечника) и других органов. Они образуют единую с кровью систему.

Их делят на центральные и периферические органы кроветворения и иммунологической защиты.

К центральным органам относятся красный костный мозг, вилочковая железа и пока неизвестный у млекопитающих аналог сумки Фабрициуса. В красном костном мозге из стволовых клеток образуются эритроциты, гранулоциты, кровяные пластинки (тромбоциты), В-лимфоциты и предшественники Т-лимфоцитов. В вилочковой железе предшественники Т-лимфоцитов превращаются в Т-лимфоциты. В центральных органах происходит антигеннезависимое размножение лимфоцитов.

В периферических кроветворных органах (лимфатических узлах, гемолимфатических узлах, селезенке) происходит размножение приносимых сюда из центральных органов Т- и В-лимфоцитов и дифференцировка их под влиянием антигенов в эффекторные клетки, осуществляющие иммунологическую защиту. Кроме того, здесь происходит выбраковка отмирающих клеток крови.

Органы кроветворения функционируют содружественно и обеспечивают поддержание морфологического состава крови и иммунологического гомеостаза в организме.

Несмотря на различия в специализации органов гемопоэза, все они имеют сходные структурно-функциональные признаки. В основе их лежит ретикулярная соединительная, а иногда эпителиальная ткань (в вилочковой железе), которая вместе с фибробластами и макрофагами образует строму органов и выполняет роль специфического микроокружения для развивающихся клеток. В этих органах происходит размножение кроветворных клеток, временное депонирование крови или лимфы. Кроветворные органы благодаря наличию в них специальных фагоцитирующих и иммунокомпетентных клеток осуществляют также защитную функцию и способны очищать кровь или лимфу от инородных частиц, бактерий и остатков погибших клеток.

Костный мозг - центральный кроветворный орган, где находится самоподдерживающаяся популяция стволовых клеток, где образуются клетки как миелоидного, так и лимфоидного ряда.

Строение . Во взрослом организме человека различают красный и желтый костный мозг.

Красный костный мозг является кроветворной частью костного мозга. Он заполняет губчатое вещество плоских костей и эпифизов трубчатых костей и во взрослом организме составляет в среднем около 4 - 5% общей массы тела. Красный костный мозг имеет темно-красный цвет и полужидкую консистенцию, что позволяет легко приготовить из него тонкие мазки на стекле.

Ретикулярная ткань структурной основы костного мозга обладает низкой пролиферативной активностью. Строма пронизана множеством кровеносных сосудов микроциркуляторного русла, между которыми располагаются гемопоэтические клетки: стволовые, полустволовые (морфологически неидентифицируемые), различные стадии созревания эритробластов и миелоцитов, мегакариобласты, мегакариоциты, лимфобласты, В-лимфоциты, макрофаги и зрелые форменные элементы крови. Лимфоциты и макрофаги принимают участие в защитных реакциях организма. Наиболее интенсивно кроветворение происходит вблизи эндоста, где концентрация стволовых кроветворных клеток примерно в 3 раза больше, чем в центре костномозговой полости. Гемопоэтические клетки располагаются островками. Эритробласты в процессе созревания окружают макрофаг, содержащий железо фагоцитированных эритроцитов, и получают от него молекулу этого металла для построения геминовой части гемоглобина. Макрофаги служат своего рода кормильцами для эритробластов, которые за их счет постепенно обогащаются железом. Макрофаги фагоцитируют обломки клеток и неполноценные клетки. Незрелые эритроидные клетки окружены гликопротеидами. По мере созревания клеток количество этих биополимеров уменьшается.

Гранулоцитопоэтические клетки также располагаются в виде островков, но не связаны с макрофагами. Незрелые клетки гранулоцитарных рядов окружены протеингликанами. В процессе созревания гранулоциты депонируются в красном костном мозге, где их насчитывается примерно в 3 раза больше, чем эритроцитов, и в 20 раз больше, чем гранулоцитов в периферической крови.

Мегакариобласты и мегакариоциты располагаются в тесном контакте с синусами так, что периферическая часть их цитоплазмы проникает в просвет сосуда через поры. Отделение фрагментов цитоплазмы в виде кровяных пластинок происходит непосредственно в кровяное русло.

Среди островков клеток миелоидного ряда встречаются небольшие скопления костномозговых лимфоцитов (нулевых лимфоцитов, В-лимфоцитов) и моноцитов, которые обычно плотными кольцами окружают кровеносный сосуд. Эксперименты с пересадкой костномозговых лимфоцитов в селезенку облученных смертельной дозой животных показали наличие среди них стволовых, полустволовых и унипотентных кроветворных клеток.

При дифференцировке В-лимфоцитов осуществляется депрессия структурных и регуляторных генов иммуноглобулинов, синтез иммуноглобулинов внутри клетки и появление их на мембране В-лимфоцитов в виде антигенраспознающих рецепторов.

В обычных физиологических условиях через стенку синусов костного мозга проникают лишь созревшие форменные элементы крови. Миелоциты и нормобласты попадают в кровь только при патологических состояниях организма. Причины такой избирательной проницаемости стенки синуса остаются недостаточно ясными, но факт проникновения незрелых клеток в кровяное русло всегда служит верным признаком расстройства костномозгового кроветворения.

Вышедшие в кровоток клетки выполняют свои функции либо в сосудах микроциркуляторного русла (эритроциты, кровяные пластинки), либо при попадании в соединительную ткань (лимфоциты, лейкоциты) и в периферические лимфоидные органы (лимфоциты). В частности, предшественники лимфоцитов (нулевые лимфоциты) и зрелые В-лимфоциты мигрируют в тимуснезависимые зоны селезенки, где они клонируются на клетки иммунологической памяти и клетки, непосредственно дифференцирующиеся в антителопродуценты (плазматические клетки) уже при первичном иммунном ответе. кроветворение иммунологический орган

Желтый костный мозг у взрослых находится в диафизах трубчатых костей. Он представляет собой перерожденную ретикулярную ткань, клетки которой содержат жировые включения. Благодаря наличию в жировых клетках пигментов типа липохромов костный мозг в диафизах имеет желтый цвет, чем и определяется его название. В обычных условиях желтый костный мозг не осуществляет кроветворной функции, но в случае больших кровопотерь или при токсических отравлениях организма в нем появляются очаги миелопоэза за счет дифференцировки приносимых сюда с кровью стволовых и полустволовых клеток.

Резкой границы между желтым и красным костным мозгом не существует. Небольшое количество жировых клеток постоянно встречается и в красном костном мозге. Соотношение желтого и красного костного мозга может меняться в зависимости от возраста, условий питания, нервных, эндокринных и других факторов.

Васкуляризация . Костный мозг снабжается кровью посредством сосудов, проникающих через надкостницу в специальные отверстия в компактном веществе кости. Войдя в костный мозг, артерии разветвляются на восходящую и нисходящую ветви, от которых радиально отходят артериолы, которые сначала переходят в узкие капилляры (2 - 4 мкм), а затем в области эндоста продолжаются в широкие тонкостенные со щелевидными порами синусоидные капилляры (или синусы) диаметром 10 - 14 мкм. Из синусов кровь собирается в центральную венулу.

Вилочковая (или зобная) железа (тимус)

Вилочковая железа - центральный орган лимфоцитопоэза и иммуногенеза. Из костномозговых предшественников Т-лимфоцитов в ней происходит антигеннезависимая дифференцировка их в Т-лимфоциты, разновидности которых осуществляют реакции клеточного иммунитета и регулируют реакции гуморального иммунитета.

Вилочковая железа - непарный, не до конца разделенный на дольки орган, в основе которого лежит отростчатая эпителиальная ткань, инвагинировавшая в процессе развития так, что базальный слой эпителия с базальной мембраной обращен наружу и граничит с окружающей соединительной тканью, которая образует соединительно-тканную капсулу. От нее внутрь отходят перегородки, разделяющие железу на дольки. В каждой дольке различают корковое и мозговое вещество.

Корковое вещество долек инфильтрировано Т-лимфоцитами, которые густо заполняют просветы сетевидного эпителиального остова, придавая этой части дольки характерный вид и темную окраску на препаратах. В подкапсулярной зоне коркового вещества находятся крупные лимфоидные клетки - лимфобласты, которые под влиянием гемопоэтических факторов (тимозина), выделяемых эпителиальными клетками стромы, пролиферируют. Эти предшественники Т-лимфоцитов мигрируют сюда из красного костного мозга. Новые генерации лимфоцитов появляются в вилочковой железе каждые 6 - 9 ч. Т-лимфоциты коркового вещества мигрируют в кровоток, не входя в мозговое вещество. Эти лимфоциты отличаются по составу маркеров и рецепторов от Т-лимфоцитов мозгового вещества. С током крови они попадают в периферические органы лимфоцитопоэза - лимфатические узлы и селезенку.

Клетки коркового вещества определенным образом отграничены от крови гематотканевым барьером, предохраняющим дифференцирующиеся лимфоциты коркового вещества от избытка антигенов. В его состав входят эндотелиальные клетки гемокапилляров с базальной мембраной, перикапиллярное пространство с единичными лимфоцитами, макрофагами и межклеточным веществом, а также эпителиальные клетки с их базальной мембраной.

Мозговое вещество дольки на препаратах имеет более светлую окраску, так как по сравнению с корковым веществом содержит меньшее количество лимфоцитов. Лимфоциты этой зоны представляют собой рециркулирующий пул Т-лимфоцитов и могут входить и выходить в кровоток через посткапиллярные венулы и лимфатические сосуды. Особенностью ультрамикроскопического строения отростчатых эпителиальных клеток является наличие в цитоплазме гроздевидных вакуолей и внутриклеточных канальцев, поверхность которых образует микровыросты. Базальная мембрана редуцируется.

Васкуляризация. Внутри органа артерии ветвятся на междольковые и внутридольковые, которые образуют дуговые ветви. От них почти под прямым углом отходят кровеносные капилляры, образующие густую сеть, особенно в корковой зоне. Капилляры коркового вещества окружены непрерывной базальной мембраной и слоем эпителиальных клеток, отграничивающим перикапиллярное пространство (барьер). В перикапиллярном пространстве, заполненном жидким содержимым, встречаются лимфоциты и макрофаги. Большая часть корковых капилляров переходит непосредственно в подкапсулярные венулы.

Размещено на Allbest.ru