Органы кроветворения и иммунологической защиты

Это совокупность органов, поддерживающих гомеостаз системы крови и иммунокомпетентных клеток. Различают центральные и периферические органы кроветворения и иммунологической защиты.

К центральным органам относятся:

- красный костный мозг;

- тимус (вилочковая железа).

К периферическим органам относятся:

- лимфатические узлы;

- селезёнка;

- лимфатические узелки пищеварительного канала и дыхательных путей.

Красный костный мозг (medulla ossium rubra) во взрослом организме находится в эпифизах трубчатых костей и в губча­том веществе плоских костей. Функции красного костного мозга: универсальный орган кроветворения (образование эритроцитов, тромбоцитов, гранулоцитов, моноцитов, В-лимфоцитов и предшественников Т-лимфоцитов).

Стромой костного мозга является ретикулярная ткань, образующая микроокружение для кроветворных клеток. В настоящее время к элементам микроокружения относят также остеогенные, жировые, адвентициальные, эндотелиальные клетки и макрофаги.

Ретикулярные клетки выполняют механическую функцию, секретируют компоненты основного вещества (преколлаген, гликозаминогликаны, проэластин и др.) и участвуют в создании кроветворного микроокружения, специфического для определенных направлений развивающихся гемопоэтических клеток, выделяя ростовые факторы.

Остеогенные клетки входят в состав эндоста и способны вырабатывать ростовые факторы, индуцировать гемопоэтические клетки к пролиферации и дифференцировки.

Адипоциты являются постоянным элементом костного мозга.

Адвентициальные клетки сопровождают кровеносные сосуды, способны сокращаться, что способствует миграции клеток в кровоток.

Эндотелиальные клетки сосудов принимают участие в организации стромы и процессов кроветворения, синтезируют гемопоэтины, также способны сокращаться, что способствует выталкиванию клеток крови в синусоидные капилляры. Эндотелиоциты выделяют колониестимулирующие факторы и белок – фибронектин, обеспечивающий прилипание клеток друг к другу и субстрату.

Макрофаги представлены неоднородными по структуре и функциональным свойствам клетками, но всегда богаты лизосомами и фагосомами.

Процесс размножения и созревания клеток происходит интенсив­но возле эндоста. Красный костный мозг содержит много кровеносных сосудов. Особенно хорошо развиты гемокапилляры со щелевидными от­верстиями (синусоидные), которые обеспечивают выход зрелых клеток крови в кровеносные сосуды.

Гемопоэтические клетки располагаются островками, в которых размещаются клетки того или иного гистологического ряда. Эритробласты в процессе созревания окружают макрофаг, накопивший железо, используемое эритробластами для построения геминовой части гемоглобина. Макрофаги служат своего рода «кормильцами» для эритробластов, которые с их помощью постепенно обогащаются железом. Незрелые эритроидные клетки окружены гликопротеидами. По мере созревания клеток количество гликопротеидов уменьшается. Одновременно повышается подвижность эритроидных клеток и выход их в сосудистое русло.

Гранулоцитопоэтические клетки также образуют островки. Незрелые клетки гранулоцитарных рядов окружены протеогликанами. В процессе созревания гранулоциты депонируются красном костном мозге.

Мегакариобласты и мегакариоциты располагаются в тесном контакте с синусами так, что периферическая часть цитоплазмы их проникает в просвет сосуда через поры. Отделение фрагментов цитоплазмы в виде тромбоцитов происходит непосредственно в кровяном русле.

В обычных физиологических условиях через стенку синусов костного мозга проникают лишь созревшие форменные элементы крови. Миелоциты и эритробласты попадают в кровь только при патологических состояниях организма. Вышедшие в кровоток клетки выполняют свои функции либо в сосудах микроциркуляторного русла, либо при попадании в соединительную ткань и периферические лимфоидные органы.

В 12-18 лет красный костный мозг в диафизах трубчатых костей замещается на жёлтый костный мозг. В его соста­ве находятся многочисленные жировые клетки (адипоциты), которые со­держат пигмент липохром. В норме жёлтый костный мозг не осуществляет кроветворной функции, однако при сильных кровотечениях или при некоторых патологических состояниях организма в нём по­являются очаги миелопоэза за счет дифференцировки приносимых сюда с кровью стволовых и полустволовых клеток.

В старческом возрасте красный и жёлтый костный мозг приобретет слизистую консистенцию и называется желатинозным костным мозгом.

Тимус ( thymus) - центральный орган лимфоцитопоэза и иммуногенеза. Из костномозговых предшественников Т-лимфоцитов в нем происходит антигеннезависимая дифференцировка их в Т- лимфоциты, разновидности которых осуществляют реакции клеточного и регулируют реакции гуморального иммунитета. Функции тимуса:

1. размножение Т-лимфоцитов;

2. созревание (антигеннезависимая дифференцировка) Т-лимфоцитов;

3. выработка тимозина, тимулина, тимопоэтина, которые обеспечивают размножение и созревание Т-лимфоцитов в центральных и периферических органах кроветворения;

4. выработка биологически активных веществ:

a) инсулиноподобного фактора (снижает уровень сахара в крови);

b) кальцитониноподобного фактора (снижает уровень кальция в крови);

c) фактора роста (обеспечивает рост тела).

Снаружи тимус покрыт соединительнотканной капсулой, от которой внутрь органа отходят перегородки (трабекулы), разделяющие его на дольки. Между капсулой и паренхимой лежит базальная мемб­рана, которая имеет поры. В основе тимуса лежит эпителиальная ткань, состоящая из отростчатых клеток.

Структурной и функциональной единицей органа является долька тимуса. Долька состоит из каркаса, который образован эпителиоретикулоцитами - эпителиальными клетками отростчатой формы, которые контактируют своими отростками, образуя сеть. Промежутки между эпителиоретикулоцитами заполнены Т-лимфоцитами и макрофагами. В дольке различают:

- корковое вещество, которое окрашивается темнее;

- мозговое вещество, которое окрашивается светлее.

В корковом веществе дольки тимуса располагаются:

- малые и средние лимфоциты;

- макрофаги и их разновидность - дендритные клетки;

- эпителиоретикулоциты;

- Т-лимфобласты.

Эпителиоретикулоциты, макрофаги и дендритные клетки субкапсулярной зоны тимуса называют тимусными клетками - няньками, так как они образуют микроокружение и необходимые условия созревания Т-лимфоцитов (тимоцитов). Эпителиоретикулоциты в зависимости от локализации отличаются формой и размерами, тинкториальными признаками. Различают секреторные клетки коры и мозгового вещества, несекреторные (опорные) и клетки слоистых телец Гассаля.

В корковое вещество тимуса из красного костного мозга перено­сятся предшественники Т-лимфоцитов – лимфобласты. Тут осуществляется их размноже­ние под действием тимозина, который продуцируют эпителиоре­тикулоциты и выборочный фагоцитоз новообразованных клеток макрофа­гами. Полагают, что Т-лимфоциты коркового вещества мигрируют в кровоток через посткапиллярные вены на границе с мозговым веществом. С током крови они попадают в периферические органы лимфоцитопоэза – лимфатические узлы и селезенку, где созревают и дифференцируются на субклассы. Однако не все образующиеся в тимусе лимфоциты выходят в циркулярное русло, а только те, которые прошли «обучение» и приобрели специфические циторецепторы к чужеродным антигенам. Лимфоциты, имеющие циторецепторы к собственным антигенам, как правило, погибают в тимусе.

Клетки коркового вещества отграничены от крови гематотимусным 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 эпителиоретикулоциты с базальной мембраной.

Мозговое вещество дольки тимуса образовано:

- малыми, средними и большими Т-лимфоцитами;

- Т-лимфобластами;

- эпителиоретикулоцитами;

- макрофагами.

Лимфоциты мозгового вещества представляют собой рециркулирующий пул Т-лимфоцитов и могут входить и выходить из кровотока через посткапилллярные венулы и лимфатические сосуды. Особенностью мозгового вещества явля­ется наличие в нём тимусных телецГассаля. Они образованы концентрически наслоенными эпителиоретикулоцитами, цитоплазма которых содержит крупные вакуоли, гранулы кератина и грубые пучки фибрилл.

На протяжении жизни человека в тимусе происходят изменения, которые получили, название возрастной инволюции Паренхиматозные элементы тимуса постепенно замещаются, жировой и рыхлой соединительной тканью, увеличивается число телец Гассаля.

В возрастной инволюции тимуса различают четыре фазы:

1. быструю фазу (до 10-летнего возраста);

2. медленную фазу (от 10 до 25 лет);

3. ускоренную фазу (от 25 до 40 лет);

4. замедленную фазу (после 40 лет).

Отсутствие возрастной инволюции тимуса - это проявление тяжёлой патологии, которая получила название тимико-лимфатического статуса. Это состояние сопровождается недо­статочностью глюкокортикоидной функции коры надпочечников, разрас­танием лимфоидной ткани в органах. Резко падает сопротивляемость организма к инфекциям, интоксикации, возникает угроза появления новообразований.

При действии на организм неблагоприятных факторов - травм, голода, интоксикации, инфекций - имеет место так называемая акцидентальная инволюция тимуса. Приэтом происходит массовая гибель лимфоцитов, их миграция в перифе­рические органы кроветворения, размножение и набухание эпителиоретикулоцитов. Акцидентальная инволюция тимуса является морфологи­ческим проявлением защитных реакций организма.

Лимфатические узелки (noduli lymphatici) в стенке пищеварительной трубки и дыхательных путей человека считают диссоци­ированным аналогом сумки Фабрициуса птиц, то есть центральным ор­ганом В-лимфопоэза. В них получают, иммунокомпетенцию (получают рецепторы для различных антигенов) В-лимфоциты, которые поступают сюда из красного костного мозга.

Лимфатические узелки представляют собой округлой формы скопления В- и Т-лимфоцитов в составе рыхлой соединительной ткани собственной пластинки слизистой оболочки и подслизистой основы ее ответствующих отделов пищеварительного и дыхательного путей. Т-лимфоциты в этом случае играют вспомогательную роль в процессе созревания В-лимфоцитов. В-лимфоциты после приобретения иммунной компетентности выходят в кровяное периферическое русло. Часть из них возвращается в узелок и превращается в плазмоциды, которые продуцируют антитела - иммуноглобулины класса А.

Лимфатические узлы представляют со­бой бобовидной формы утолщения по ходу лимфатических сосудов. В лимфатических узлах происходит антигензависимое размножение. В - и Т- лимфоцитов, приобретение ими иммунной компетенции, а также очищение лимфы от инородных частичек.

В лимфатическом узле различают:

- грубую строму - капсулу и трабекулы;

- нежную строму - ретикулярную соединительную ткань;

- паренхиму - В- и Т-лимфоциты, макрофаги, дендритные клетки.

В соединительнотканной капсуле узла имеются единичные глад­кие миоциты.

В лимфатическом узле выделяют:

- корковое вещество;

- паракортикальную зону;

- мозговое вещество.

Корковое вещество образовано расположенными под капсулой лимфатическими фолликулами (узелками) - округлой формы скоплениями В-лимфоцитов, лимфобластов, макрофагов и их разновидностью дендритных клеток. Они способны фиксировать на своей поверхности комплексы антител с антигенами. При контакте с дендритными клетками В-лим­фоциты стимулируются к выработке антител. Основу фолликула образует ретикулярная соединительная ткань (нежная строма). Снаружи фол­ликул окружён ретикулоэндотелиоцитами, кото­рые по строению являются ретикулярными клетками, а по функции эндотелиальными, так как они выстилают синусы лимфатических узлов. Среди ретикулоэндотелиоцитов имеется значительное число фиксиро­ванных макрофагов, так называемых береговых клеток.

Каждый фолликул имеет светлый реактивный или геминативный центр, где происходит размно­жение лимфоцитов и расположены преимущественно В-лимфобласты, и тёмную периферическую зону, в которой плотно расположены малые и средние лимфоциты. Отростчатые («дендритные») клетки реактивных центров являются разновидностью макрофагов, способных с помощью рецепторов цитолеммы к фиксации иммуноглобулинов, а через них и антигенов вызывающих иммунный ответ организма.

Паракортикальная зона находится между корковым и мозговым веществом и представляет диффузное скопление Т-лимфоцитов и макрофагов (тимусзависимая зона). Макрофаги в составе паракортикальной зоны представлены их разновидностью - интердигитирующими клетками, потерявших способность к фагоцитозу. Они вырабатывают гликопротеиды, которые, играют роль гуморальных факторов лимфоцитопоэза. В паракортикальной зоне происходит пролиферация Т-клеток, бласттрансформация и дифференцировка в эффекторные клетки (клетки-киллеры и др.).

Мозговое вещество лимфатического узла обра­зовано мозговыми тяжами, анастомозирующие между собой, скоплениями В-лимфоцитов, плазмоцитов и макрофагов, которые тянутся от коркового вещества к воротам узла. Здесь происходят пролиферация и созревание плазматических клеток. Снаружи мозговые тяжи окружены ретикулоэндотелиоцитами, лежащими на пучках ретикулярных фибрилл и образующих стенки синусов.

Корковое и мозговое вещество является бурсозависимыми, а паракортикальной слой - тимусзависимой зоной лимфатического узла.

Синусы лимфатического узла - это щелевидные пространства между слоями ретикулоэндотелиоцитов, которые окружают лимфатические фолликулы и мозговые тяжи с одной сто­роны и соединительнотканную строму (капсулу и трабекулы) с другой.

Различают синусы:

1. краевые синусы (расположены между капсулой и фолликулом);

2. околофолликулярные синусы (между фолликулами и трабеку­лами);

3. мозговые синусы (между мозговые тяжами и трабекулами);

4. воротный синус (в области ворот лимфатического узла).

По системе синусов осуществляется циркуляция лимфы от краевого синуса, куда впадают приносящие лимфатические сосуды, до ворот­ного синуса, откуда лимфа оттекает по системе выносящих лимфати­ческих сосудов. При этом лимфа очищается благодаря фагоцитозу ино­родных частиц береговыми макрофагами; лимфа обогащается иммунокомпетентными Т - и В-лимфоцитами, клетками памяти, а также имму­ноглобулинами (антителами).

Селезёнка (splen, lien) – важный кроветворный и защитный орган, принимающий участие как а элиминиции отживших и поврежденных эритроцитов и тромбоцитов, так и в организации зищитных реакций от антигенов, ькоторые проникли в кровоток, а также депонирование крови.

Функции селезёнки:

1. размножение и антигензависимая дифференцировка лимфоцитов;

2. элиминация (уничтожение, разрушение) эритроцитов и тромбоцитов, которые завершили свой жизненный цикл;

3. депо крови и железа;

4. вырабатывает биологически активные вещества (спленин, фак­тор угнетения эритропоэза);

5. в эмбриональном периоде - универсальный кроветворный ор­ган.

В селезёнке различают:

- грубую строму (соединительно-тканная капсула и трабекулы);

- нежную строму (ретикулярная ткань);

- паренхиму (лимфоциты, плазмоциды, макрофаги, дендритные и интердигитирующие клетки, эритроциты и тромбоциты, подвергающиеся разрушению).

Грубая строма селезёнки - капсула и трабекулы, образованы волокнистой соединительной тканью, где наря­ду с коллагеновыми и эластическими волокнами имеются пучки гладких миоцитов и проходят кровеносные сосуды.

Нежная строма селезёнки представлена ретикулярными клетками и ретикулярными волокнами, которые образуют мелкопетлистую сеть. В промежутках этой сети располагаются клетки паренхимы.

В паренхиме селезёнки различают:

- белую пульпу;

- красную пульпу.

Белая пульпа образована лимфоцитами, плазмоцидами, макрофагами, дендритными и интердигитирующими и клетками, расположенными в петлях ретикулярной соединительной ткани. Шаровидные скопления этих клеток получили название лимфатических фолликулов (узелков) или селезёночные телец. Они окружены капсулой, образованной ретикулоэндотелиальными клетками.

В лимфатическом фолликуле селезёнки различают четыре зоны:

1. периартериальную зону;

2. светлый реактивный или герминативный центр;

3. мантийную зону;

4. краевую зону (маргинальную).

Светлый реактивный центр лимфатичес­ких фолликулов содержит:

- В-лимфоциты;

- типичные макрофаги;

- дендритные клетки;

- ретикулярные клетки.

Периартериальная зона представлена:

- Т-лимфоцитами, которые образуют скопления возле центральной артерии селезёнки;

- интердигитирующими клетками - макрофагами.

Темная мантийная зона образована плотно расположенными:

- малыми В-лимфоцитами;

- Т-лимфоцитами;

- плазмоцитами;

- макрофагами.

Краевая зона - место перехода белой пульпы в красную, образована:

- В- лимфацитами;

- Т-лимфоцитами;

- макрофагами.

Краевая зона окружена синусоидными гемокапиллярами со щелевидными отверстиями в эндотелиальном слое.

После созревания лимфоцитов, они переходят из светлого центре и периартериальной зоны в мантийную и краевую зоны с последующим выходом в кровяное русло.

Периартериальные лимфатические влагалища представляют собой вытянутые по ходу пульпарной артерии скопления В-лимфоцитов, плазматических клеток, а по периферии влагалища - малые Т-лимфоциты.

Красная пульпа селезёнки - это скопление фор­менных элементов крови, которые находятся в окружении ретикуляр­ных клеток, либо в системе сосудистых синусов селезёнки. Участки красной пульпы, расположенные между синусами, называют пульпарными тяжами селезёнки. В них проходят процессы превращения В-лимфоцитов в плазмоциты, а также моноцитов в макрофаги. Макрофаги селезёнки узнают и разру­шают старые или повреждённые эритроциты и тромбоциты. Гемоглобин разрушенных эритроцитов утилизируется и становится источником железа для синтеза билирубина и трансферина. Молекулы трансферина захватываются из кровотока макрофагами красного костного моз­га и используются в процессе новообразования эритроцитов.

Сосудистая система селезёнки имеет ряд особенностей, которые обеспечивают выполнение функций этого органа.

В ворота селезёнки входит селезёночная артерия. Она распада­ется на трабекулярные артерии, которые переходят в пульпарные артерии. Затем – в центральные артерии, которые проходят через лимфатические фолликулы, они переходят в кисточковые артериолы, которые заканчиваются эллипсоидными артериолами, снабжёнными муфтами из скоплений ретикулярных волокон и клеток, которые играют роль артериальных сфинктеров селезёнки. Через систему гемокапилляров эллипсоидные артериолы соединяются с венозными синусами с пористой эндотелиальной стенкой. Часть капилляров открывается непосредственно в красную пульпу, формируя систему открытого кровообращения селезёнки. Из венозных си­нусов кровь переходит в вены красной пульпы, далее – в трабекулярные вены, а из последних - в селезёночную вену. В стенке венозных синусов в области перехода их в вены красной пульпы имеются скопления гладких миоцитов, которые формируют венозные сфинктеры селезёнки.