Органы кроветворения и иммунопоэза

Органы кроветворения и иммунопоэза включают в себя: костный мозг, тимус, лимфатические узлы, селезенку, миндалины, лимфоидные образования пищеварительного тракта, половые, дыхательные и выделительная система.

Функции:

1) Участие в процессе кроветворения и иммунопоэза, обеспечивают защиту от микроорганизмов, чужеродных антигенов

2) Иммунный надзор за деятельностью клеток собственного организма

Разделяется на 2 вида:

1) Клеточные иммунные реакции - осуществляется Т-лимфоцитами взаимодействующими с антигеном представленной клетки

2) Гуморальные реакции связанные с выработкой циркулирующих в крови антител. Обеспечиваются В-лимфоцитами, взаимодействие с антигенами представленной клетки и Т-лимфоцитами хелперами

В зависимости от роли органа в иммунной системе, они разделены на центральные и периферические. Центральные органы (красные костный мозг, тимус) – обеспечивают процессы антигеннезависимой пролиферации и дифференцировки клеток, при этом образуются клетки с огромным разнообразием рецепторов к ко всевозможным антигенам.

Перифериферические органы – обеспечивают процессы антигензависимых пролифераций и дифференцировки клеток. Мигрирование из центральных органов, где они ранее приобрели специфичные рецепторы к данному антигену. Для обеспечения контактов с антигеном , они распространяются на путях их поступления через кровь или лимфу

Все указанные органы содержат следующие гистологические структуры:

1)Кроветворные и стромальные клетки. Стромальные клетки выполняют опорную, трофическую и регуляторную функции, благодаря контактактному взаимодействию, они создают особые условия необходимые для нормального развития.

2) Особые кровеносные и лимфоносные сосуды, обеспечивают ряд специфических функций – распознавание, сортирование, захват антигенов

3)Большое количество макрофагов, участвующих в фагоцитозе редуцированных клеток, а также клеток прошедших отбор(селекцию)

Для периферических органов иммунной системы помимо этого характерны В и Т-зависимые зоны. Т-зависимые – участки с преимущественным распределением делящихся и дифференцированных Т и В-лимфоцитов, взаимодействующих со специфическими типами антигенов представленных клеток.

В-зависимые зоны- имеют вид лимфатических узелков – компактные округлые лимфоидные образования. Диффузные скопления лимфоидной ткани соответствует Т-зависимым зонам.

Лимфатический узел – впервые возникает в конце 2 месяца развития. Вокруг лимфатических сосудов появляется мезенхимные клетки, которые интенсивно размножаются и накапливаются. До конца 15 недели развития формируется капсула, трабекулы, синусы. В начале 16 недели образуется лимфатические узелки и мозговые тяжи. С этого же времени вначале вселяются В-лимфоциты, позже Т-лимфоциты. Заканчивается их формирование в конце 5 месяца.

Узел имеет бобовидную форму, к выпуклой поверхности подходят приходящие лимфатические сосуды, на вогнутой поверхности в области ворот входят артерии и нервы и выходят лимфатические сосуды и вены.

Узел покрыт соединительной капсулой, от который внутрь отходят соединительная ткань трабекуы; строма из ретикулярной ткани и макрофаги и антиген представленной клеткой(АПК). В петлях ретикулярной стромы располагаются элементы лимфоидного ряда. В каждом узле выделяют корковое, мозговое вещество и паракортикорную зоны. Диаметр составляет 0,5-1мм,

Лимфатический узелок является В-зависимой зоной, представляющего собой сферические скопления лимфоидной ткани и состоит из герминативного центра и короны. В ретикулярной строме герминативного центра располагаются В-лимфобласты, В-лимфоциты, отросчатые клетки и Т-хелперы. Свободные лимфоциты захватив антиген расщепляются до молекулярно уровня и накапливаются до необходимого количества способного обеспечивать деление и дифференцировку В-лимфобласты при участии Т-хелперов.

Отросчатые клетки- в цитоплазме мало органелл, являются разновидностью лимфоцитов не способных к фагоцитозу, на их цитолемме находятся рецепторы к иммуноглобулинам с помощью которых они фиксируются на цитолемме антигена. При накапливание достаточного количества антигена происходит активирование Т-лимфоцитов к к пролиферации и дифференцировке. Часть клеток, оказавшись неспособными к этим взаимодействиям, подвергаются апоптозу и захватываются свободными макрофагами. Таким образом в герминативном центре при участие микроокружения происходит пролиферация и дифференцировка В-лимфобластов в малые зрелые лимфоциты, В-клетки памяти незрелые плазмоциты(плазмобласты)

Корона – скопление малых активированных антигенов В-лимф. На периферии узелка. А также небольшое количества В-лимфоцитов памяти и плазмобластов, мигрировавших из герминативного центра. Паракортикорная зона (Т-зависимая) располагается в месте отхождения мозговых тяжей от фолликула коркового вещества. Представлена диффузной и лимфоидной тканью, состоит и ретикулярной ткани в петлях которой располагаются Т-лимфоциты, иммигрировавшие из тимуса и , окруженные лимфоцитами интердигитированых клеток( особый вид антиген представленных клеток). Интердигитированые клетки – клетки потерявшие способность к фагоцитозу, имеют многочисленные пальцевидные отростки, окруженные лимфоцитами, цитоплазма слабо базофильна, имеется агранулярная ЭПС. Эти клетки синтезируются гликопротеидами, с помощью которых на их цитолемме адсорбируется и накапливается антигены. При накапливание необходимого количества происходит активирование Т-лимфоцитов с последующей пролиферацией и дифференцировкой Т-лимфоцитов на 4 вида: Т-киллеры, хелперы, супрессоры, памяти. Таким образом в паракортикорной зоне происходит антиген-зависимая пролиферация, дифференцировка Т и В-лимфоцитов.

Мозговое вещество, образованное ветвящимися и анастомозирующимися тяжами лимфоидной ткани (мозговыми тяжами) между которыми располагаются соединительно тканые трабекулы и мозговые лимфатические синусы. Мозговые тяжи являются В-зависимой зоной и содержат В-лимфоциты большое число плазмоцитов. Плазмоциты могут длительное время синтезировать антитела и выделять их в лимфу. В мозговых тяжах происходит плазмоцитогенез (в основном).

Лимфатические синусы – система особых внутриорганных лимфатических сосудов в корковом и мозговом веществе, обеспечивают медленные ток лимфы через узел в процессе которого лимфа очищается, примерно на 99 процентов от содержащихся в ней антигенов, а также обогащается антителами, зрелыми лимфоцитами.

Из приносящих лимфатических сосудов лимфа скачивает поступившее в подкасулярные синусы, затем в вокругузелковые и далее в мозговые синусы. Подкапсулярные синусы служат первым фильтрующим барьером для лимфы, попадающей в узел. Они расположены между капсулой и лимфатическими узелками. Вокругузелковые синусы располагаются между фолликулами и трабекулами коркового вещества. Мозговые синусы между мозговыми тяжами, а также между мозговыми тяжами и трабекулами. Строение стенок лимфатичекских синусов различно. Так клетки прилежащие к капсуле узала и трабекулам являются типичным эндотелиоцитами, лежащими на базальной мембране, между эндотелиоцитами и базальной мембраной встречаются макрофаги. Клетки прилегающие к лимфатилеские узелкам являются эндотелиоподобными ретикулоцитами, лишенными базальной мембраны, а располагаются на нежной сети ретикулярных волокон. Между ретулоцитами обнаружены многочисленные межклеточные щели. Мозговые синусы изнутри выстланы эндотелиоподобными ретикулоцитами. В просвете синуса есть сеть ретикулярных клеток и волокон замедляющих ток лимфы, блуждающие макрофаги, много лимфоцитов и плазмоцитов.

Селезенка – самый крупный орган иммунной системы, развивается из мезенхимы дорсальной брыжейки на 5 недели эмбриогенеза. Из части мезенхимных клеток дифференцируются ретикулярная ткань, которая заселяет стволовые клетки в конце 2-го месяца развития появляются макрофаги, в течение 3 месяца появляются Т-лимфоциты, вокруг узелков Т-зависимые зоны. В начале 5 месяца формируются В-зависимые зоны. На 6 месяце формируется красная пульпа селезенки.

Функции селезенки:

1)участие в формирование гуморального и клеточного иммунитета

2)задержка антигенов циркулирующих в крови

3)разрушение старых, поврежденных эритроцитов и тромбоцитов

4)Депонирование крови и накопление эритроцитов

Покрыта селезенка капсулой из плотной неоформленной соединительной ткани с фибробластами и гладкими миоцитами, снаружи капсула располагаются висцеральный листок брюшины(мезотелий). От капсулы отходят внутрь трабекулы, которые анастомозируют между собой и служащие опорным аппаратом селезенки. Паренхима селезенки представлена белой и красной пульпой, строма – ретикулярной тканью.

Белая пульпа составляет 20 процентов объёма органа, представлена лимфоидной тканью, расположена в адвентиции в виде округлых скоплений – узелков(фолликулов). Узелки диаметром 0,3-0,5мкм снаружи окружена ретикулярными клетками. В узелках различают 4 зоны:

1) Периартериальную

2) Центр размножения

3) Мантийная

4) Маргинальная(краевая)

Периартериальная зона (Т-зависимая) - располагается вокруг узелковых артерий и образована Т-лимфоцитами поступившими сюда из тимуса и интердигитированых клеток, многочисленными очень тонкими отростками интердигитированые клетки взаимодействуют с Т-лимфоцитами. Эти клетки адсорбируют антигены на своей цитолемме, с помощью антител и передают информацию об антигене Т-лимфоцитам. Стимулируя их дифференцировку и пролиферацию в 4 вида: киллеры, хелперы, супрессоры, памяти.

Центр размножения расположен в центре узелка(В-зависимая зона) состоит из ретикулярных клеток, В-лимфобластов, дифференцирующихся в зрелые В-лимфоциты, типичные лимфоциты и денуритические клетки. На периферии располагается немного плазмоцитов. В функциональном отношение в центре белой пульпы происходят те же процессы что и в центре фолликул лимфатических узлов.

Мантийная зона окружает центр размножения белой пульпы, состоит из малых зрелых В-лимфоцитов, небольшого числа Т-лимфоцитов поступивших сюда из периартериальной зоны, немного плазмоцитов и макрофагов, Между указанными клетками находятся толстые ретикулярные волокна.

Краевая зана – назодится на границе с красной пульпой, толщина её до 100 мкм, состоит из Т и В-лимфоцитов, единичных лимфоцитов, незрелых макрофагов, плазмоцитов. Окружена синусоидной гемокапсулой с порами в эндотелии. Эта зона служит местом начала поступления в белую пульпу антигенов, которые здесь захватываются макрофагами; местами поступают Т и В-лимфоциты, мигрирующие в дальнейшем в соответствующие зоны.

Красная пульпа составляет 80 процентов от объёма органа, состоит из ретикулярной ткани(строма), анастамозирующих трабекул, сосудами, многочисленными венозными синусами и пульпарными тяжами Бильрота.

Функции красной пульпы:

1) Депонирование зрелых форменных элементов крови

2) Разрушение старых и поврежденных эритроцитов и тромбоцитов

3) Фагоцитоз инородных частиц

4) Дифференцировка моноцитов крови в макрофаги

5) Образование плазмотических клеток – плазмоцитогенез

Пульпарные тяжи Бильрота – скопление форменныех элементов крови, а также макрофагов и плазмотических клеток. Эти тяжи лежат в петлях ретикулярной ткани между венозных синусов в просвете которых клетки тяжей мигрируют.

В тяжах происходит образование из В-лимфоцитов плазмоцитов, образование макрофагов( из плазмоцитов)моноцитов крови, фагоцитоз стареющих и поврежденных эритроцитов.

Кровоснабжение селезенки

В ворота органа входит селезеночная артерия, ветви которой приникают в трабекулы и называются трабекулярными, которые проходят в красную пульпу и названы пульпарными. Из красной пульпы артерии проникают в белую пульпу, располагаются на её периферии и названы узелковыми. По мере прохождения по белой пульпе артерия отдает коллатерали в виде капилляров снабжающих лимфоидную ткань выходя из белой пульпы в красную пульпу узелковые артерии разветвляются на 4-6 кисточковые артериолы, дистальный конец которых переходит в эллипсоидную артериолу, окружающий муфтой из ретикулярной ткани , макрофагов, лимфоцитов. Учеловека эллипсоидные артериолы развиты очень плохо. Затем эллипсоидные артериолы разветвляются на гемокапилляры, большая часть которых изливается непосредственно в венозные синус. Это закрытое кровообращение, быстро обеспечивает транспорт крови, обогащает ткань кислородом. Меньшая часть гемокапилляров изливает кровь в тяжи Бильрота – открытое кровообращение медленнее, обеспечивает депонирование форменных элементов крови. При открытом кровообращение кровь также поступает в венозные синус. Венозные синус, сливаясь с другими образует вены расположенные в трабекулах. Трабекулярные вены безмышечного типа, сливаясь формируют вену селезенки, выходящую из ворот. Венозные синусы тонкостенные анастомозирующие сосуда, от 5 до 50 мкм диаметром, образуют основную часть красной пульпы. Выстланные эдотелием клетки веретиновидной формы между клетками имеются щели диаметром 1-3мкм, через которые виден просвет синусов. Базальная мембрана есть в отдельных участках синусов. Снаружи эндотелиоциты расположены циркулярно вокруг ретикулярных волокон и стромы ретикулярных клеток. Венозный синус имеет 2 сфинктера: артериальные у места перехода гемокапилляров в синус, венозный – переход синуса в трабекулярную вену. При закрытом венозном сфинктере синус наполняется кровью, увеличивается в размерах. При закрытых обоих сфинктеров происходит депонирование крови с отсутствием циркуляции. Депонированая кровь служит резервом и при необходимости открываются оба сфинктера, восстанавливая циркуляцию крови и в сосудистом русле.

Крастный костный мозг представляет собой центральный орган кроветворения и иммуногенеза, содержит самоподдерживающуюся популяцию стволовых клеток крови и участвует в образование клеток миецинтарного и лимфоцинтарного рядов. У взрослого он назодится в ячейках губчатых, плоских костей и в эпифизах трубчатых костей. Его масса составляет около 2 килограмм.

Костный мозг развивается из мезенхимы и впервые поялвляется в серезине 2-го месяца эмбриогенеза в ключице. Затем образуется в лопатках, ребрах, грудине, позвонках. В начале 4 месяца в эпифизах трубчатых костей. На 7 месяце развития начинает функционировать как основной кроветворный орган.

В состав красного костного мозга входит 3 компонента:

1)гемопоэтический

2)стромальный

3) сосудистый

Гемопоэтический компонент – образован миелоидной тканью и содержит клетки миелоцинтарного и лимфоцитарного рядов, на ранних стадиях развития взаимодействует со стромальным компонентом. В нем находится самоподдреживающаяся популяция стволовых клеток

Стромальный элемент включает ретикулярные клетки отросчатой формы и ретикуляные волокна, образую трехмерную сеть; адвентициалными клетками, жировым клетками и макрофагами. Сосудистый компонент на ряду с обычными сосудами микроциркулярного русла содержит тонкостенные анастомозирующиеся сосуды диаметром 50-75 мкм и названых венозными синусами. Они выстланы тонким эндотелием, способным отличить зрелые форменные элементы от незрелых и пропускать их в просвет синуса через временно образующиеся в цитоплазме поры. Базальная мембрана имеется на большом протяжении, а вот у синусов отсутствует. Синусы снабжены сфинктерами, способными временно выключать из кровотока, играя роль «отстойников», в которых дозревают форменные элементы. Снаружи к синусам прилежат макрофаги. Различные типы гемопоэтических клеток в красном костном мозге расположены по-разному. Мегакариоциты всегда расположены в тесном контакте с венозными синусами, пронимают своими отростками в их просвет, где распадаются на отдельные тромбоциты. Гранулоциты созревают вблизи клеток эндоста, располагаясь островками, окруженными протеогликанами. Особенность гранулоцитопоэза – зрелые лейкоциты депонируются в красный костный мозг в больших количествах. Эритробласты окружают макрофаги, цитоплазме которых содержится ферретин, содержащий железо, необходимый для синтеза гемоглобина. Небольшие островки развития лимфоцитов и моноцитов также локализуются вблизи кровеносных синусов.

Пролиферация дифференцировка гемопоэтических клеток регулируется и контролируется гуморально с помощью:

1)эритропоэтина – вырабатываемого в почках, стимулирует эритропоэх

2) колонии стимулирующих веществ, продуцируются Т-лимфоцитами, стромальными клетками костного мозга, эндотелием синусов – стимулируется развитие зернистых лейкоцитов и моноцитов.

3)интерлейкины – вырабатываются Т-лимфоцими, клетками стромы, эндотелием синусов. Интерлейкин-3 стимулирует гранулопоэз, эритропоэз, монопоэз. Интерлейкин-7 лимфоцитопоэз.

Красный костный мозг наряду с обеспечение миелоидного кроветворения служит центральным органом иммунопоэзной системы, в нем осуществляется антиген-независимая дифференцировка В-лимфоцитов из их предшественников. 20 процентов клеток составляют лимфоциты, из них ¾ В-клетки. Встречаются также Т-лимфоциты и нулевые лимфоциты. В ходе созревания В-лимфоциты контактируют с клетками эндоста, ретикулярные клетки концентрируются возле синусов, в просвете которых они мигрируют после завершения созревания. При дифференцировки В-клетки происходит образование на их поверхности иммуноглобулин рецепторов к разнообразным антителам

75 процентов В-лимфоцитов образуется в красном костном мозге, здесь же гибнут в ходе отбора В-лимфоциты с рецепторами к собственным антигенам. 25 процентов с рецепторами к чужеродным антигенам покидают красный костный мозг и заселяют В-зависимые зона селезенки, лимфатических узлов, где в ходе антиген-зависимой дифференцировки образуются клетки В-памяти и плазмоциты, синтезирующие антитела.

Желтый костный мозг локализуется в диафизе трубчатых костей. Строму составляет ретикулярная ткань, в петлях которой находятся гемокапилляры, жировые клетки, содержащие пигмент желтого цвета. У взрослого человека в этом мозгу гепопоэз не происходит. Роль желтого костного мозга – депонирование жира и воды.

Возрастные изменения: до 12 лет жизни красный костных мозг содержится в эпифизе диафизе трубчатых костей и в плоских костях. С 12 до 18 лет красный костный мозг в диафизах замещается желтым.

Красный костный мозг обладает большой способностью к физиологической и репаративной регенерации. Источником восстановления являются:

1) Стволовый клетки – для крови

2) Клетки стромы

Тимус представляет собой центральный орган иммунной системы в котором происходит антиген-независимая пролиферация и дифференцировка, из их предшественников поступающих в красный костный мозг. Наибольшего развития тимус достигает в детстве после полового созревания подвергается возрастной инволюции путем частичного замещения жировой тканью.

Развитие Закладка происходит в конце 2 месяца эмбриогенеза в эпителии глотки на уровне 3-4 пар жаберных карманов. В конце 2-го месяца развития в петлях эпителия стромы появляются лимфоциты со специфическими рецепторами на цитолемме. В середине 3 месяца в орган врастает мезенхима, которая разделяет его на дольки. Несколько позже в дольках обособляется корковое и мозговое вещество. Стромой сформированного тимуса является ретикуло-эпителиальные клетки, представляющие собой отростки эпителиоцитов, соединенных друг с другом с помощью отростков и образующих густую эпителиальную сеть. В петлях стромы располагаются Т-лимфобласты, Т-лимфоциты, макрофаги, сосуды микроциркулярного русла. Снаружи тимус покрыт соединительно-тканной капсулой, от которой отходят перегородки, деля его на долька. Долька состоит из 3-х мерной сети отростчатых эпителиальных клеток, в петлях которого располагаются Т-лимфоциты, макрофаги. В каждой дольке выделяют кокковое и мозговое вещество.

Корковое вещество содержит около 90 процентов всех лимфоцитов долько. На периферии дольки располагаются Т-лимфобласты, которые мигрируют сюда из красного костного мозга. Это большие клетки, не имеющие на своей цитолемме рецепторов. Под влиянием гормона тирозина выделяемого эпителиоцитами стромы и макрофагами, Т-лимфобласты интенсивно пролифелируются и дифферинцируются в зрелые Т-лимфоциты, приобретают рецепторы к различным антигенам. Указанная дифференцировка Т-лимфоцитов получила название антиген-независимая . 90 процентов Т-лимфоцитов, образуется в коре, здесь же гибнет путем апоптоза. 10 процентов Т-лимфоцитов приобретает в процессе дифференцировки рецепторы к чужеродным антигенам. Такие Т-лимфоциты называются антиген- реактивными. Новый генерации зрелых антиген-реактивных Т-лимфоцитов появляются в корковом веществе через каждые 6-9 лет. Для осуществления антиген-независимых дифференцировки в тимусе есть гематотисусный барьер, которые предохраняют дифференцирующиеся Т-лимфоциты от действия антигенов, находящихся в крови.

Барьер состоит из:

1)Эндотелия капилляров

2)базальная мембрана капилляров

3)пространство с макрофагами

4)базальная мембрана ретикулоэпителиальных клеток

5)цитоплазма ретикулоэпителиальных клеток

Светлые, оксифильные, со светлым ядром, умеренно развиты органеллы. Своими отростками они охватывают лимфоциты, создавая микроокружение необходимого для их деления и созревания.

В корковом веществе имеется 3 вида эпителиальных клеток:

Секреторные клетки – содержащийся в цитоплазме секреторные гранулы , вырабатывают факторы необходимого для созревание лимфоцитов

«Клетки-коньки» содержат в своей цитоплазме до нескольких десятков делящихся и гибнущих лимфоцитов, изолируя их от окруженных клеток и участвующих в их селекции.

Периваскулярные клетки – охватывают уплощенные отростки капилляров и служат элементом гематотимусного барьера.

Зрелые антиген-реактивные Т-лимфоциты коркового вещества долек поступившие в капилляры коркового вещества, ликую мозговое вещество, далее в общей кровоток, достижение периферических органов кроветворении, где заселяют тимус-зависимые зоны. Там происходит контакт Т-лимфоцитов с различными антигенами, под влиянием которых Т-лимфоциты трансформируются в 4 субкласса(киллеры и так далее)

Мозговое вещество содержит значительно меньше пролифирирующих и дифференцирующих Т-лимфоцитов. Зрелые антиген-зависимые Т-лимфоциты поступают в посткапсулярные мозгового вещества и далее достигают кровотоком периферических органов иммунной системы, где заселяют Т-зависимые зоны. В отличие от корковых Т-лимфоцитах, мозговые вновь возращаются с током крови в мозговое вещество – рециркулирующие. Главное отличе Т-лимфоцитов мозгового вещества является различие в рецепторах на цитолемме.

Эпителио-ретикуляные клетки стромы мозгового вещества крупнее, чем корковые, в отдельных участках они теряют отростки, уплощаются и накладывают друг на другаконцентрическими слоями, образуя слоистые эпителиальные тельца(Гассаля) диаметром до 100 мкм и более. В цитоплазме телец Гассаля содержатся гранулы нератина и грубые, фрагментированные пучки тонофибрилл, что свидетельствует о процессах ороговения. Эпителий стромы мозговорого вещества тимуса. С возрастом и при стрессах число телец увеличивается, после достижения полового созревания происходит обратное развитие тимуса – возрастная инволюция, во время которой происходит уменьшение количества Т-лимфоцитов в дольках, особенно в корковом веществе. Уменьшение связанно с гибелью лимфоцитов и значительному снижению их деления. В соединительно-тканной перегородке между долькоми появляется жировая ткань. В мозговом веществе увеличивается количество телец Гассаля. При воздействие на организм сильных раздражителей может наступить анцидентальная(быстрая) инволюция. При этом происходит:

1)большой выброс лимфоцитов в кровь

2)значительную гибель Т-лимфоцитов – особенно в корковом веществе

3)фагоцитоз, не измененных Т-лимфоцитов

Одновременно с гибелью Т-лимфоцитов происходит разрастание эпителио-ретикулоцитов, которые набухают, когда в цитоплазме появляются гликопротеиды.

Помимо лимфоцитопоэза и иммунопоэза, тимус выделяет в кровь ряд биологически активных веществ

1)инсулино-подобный фактор(понижение содержания глюкозы в крови)

2)кальцио-подобный фактор(понижение содержания кальция в крови)

3)фактор роста – стимулирует пролиферацию клеток некоторых органов.