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:

• размножение Т-лимфоцитов;

• созревание (антигеннезависимая дифференцировка) Т-лимфоцитов;

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

• выработка биологически активных веществ:

• инсулиноподобного фактора (снижает уровень сахара в крови);

• кальцитониноподобного фактора (снижает уровень кальция в крови);

• 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:

• быструю фазу (до 10-летнего возраста);

• медленную фазу (от 10 до 25 лет);

• ускоренную фазу (от 25 до 40 лет);

• 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:

• краевые синусы (расположены между капсулой и фолликулом);

• околофолликулярные синусы (между фолликулами и трабекулами);

• мозговые синусы (между мозговые тяжами и трабекулами);

• 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:

• размножение и антигензависимая дифференцировка лимфоцитов;

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

• депо крови и железа;

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

• 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:

• периартериальную зону;

• светлый реактивный или герминативный центр;

• мантийную зону;

• 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.