Органы кроветворения и иммунной защиты.
Костный мозг. Тимус. Лимфатические и гемолимфатические узлы. Селезенка
Пользуясь лекциями (на web-странице кафедры размещены презентации и текст лекций), учебниками, дополнительной литературой и другими источниками, студенты должны подготовить такие теоретические вопросы:
1. Общий план строения, функциональное значение и классификация органов кроветворения.
2. Морфологическая характеристика и локализация миелоидной и лимфоидной систем кроветворения.
3. Структурные компоненты костного мозга и их функциональное значение.
4. Возрастные изменения и регенерация костного мозга.
5. Общая характеристика вилочковой железы как центрального органа Т-лимфоцитопоэза.
6. Микроскопическое и субмикроскопическое строение коркового и мозгового вещества дольки вилочковой железы.
7. Возрастная и акцидентальная инволюция вилочковой железы.
8. Понятие о тимико-лимфатическом статусе, его морфологических проявлениях и значениях для организма.
9. Развитие, общий план строения и функциональное значение лимфоидной кроветворной системы.
10. Лимфатические узлы, структурные компоненты и функциональное значение.
11. Корковое вещество лимфатического узла. Лимфатические фолликулы, клеточный состав, их морфофункциональная характеристика.
12. Паракортикальная зона, клеточный состав, их морфофункциональная характеристика.
13. Мозговое вещество лимфатического узла, его структурные компоненты и функция.
14. Строение и значение лимфатических синусов. Роль ретикулоэндотелиальных клеток в защитных реакциях организма.
15. Морфология и функция гемолимфатических узлов.
16. Общий план строения селезенки и ее функциональное значение для организма.
17. Микроскопическое строение белой пульпы селезенки.
18. Тонкое строение красной пульпы селезенки.
19. Особенности кровоснабжения селезенки, структурные и функциональные особенности венозных синусов.
20. Элементы макрофагической системы в органах кроветворения и их роль в защитных реакциях организма.
К системе кроветворения и иммунной защиты принадлежат такие органы, как красный костный мозг, тимус, скопление лимфоидных элементов в стенке пищеварительного канала и дыхательных путей, лимфатические узлы, гемолимфатические узлы, селезенка. Из них первые два считаются центральными, остальные – периферическими органами кроветворения. Функция центральных органов этой системы связана с образованием всех видов форменных элементов крови, обеспечением условий для антигеннезависимого размножения лимфоцитов. В периферических органах иммуногенеза осуществляется специализация под воздействием антигенов эффекторных имунных клеток (Т- и В-лимфоцитов), которые обеспечивают иммунитет – защиту организма от генетически чужого материала, а также элиминация (уничтожение) клеток крови, которые закончили свой жизненный цикл.
Все органы кроветворения в основе своего строения имеют ретикулярную ткань, которая образует каркас и микроокружение для созревающих форменных элементов крови. Кроме размножения клеток крови, в органах кроветворения депонируются кровь и лимфа, осуществляется их очистка от посторонних частиц. Об исключительной важности нормального функционирования этой системы для организма свидетельствует хотя бы тот факт, что два опаснейших и практически неизлечимых патологических состояния – синдром приобретенного иммунного дефицита (СПИД) и злокачественные новообразования, – непосредственно связаны с поражением органов иммунной системы. Отсутствие эффективных методов лечения этих заболеваний свидетельствует о сложности процессов иммунной защиты и тесной взаимосвязи всех органов кроветворения.
Рис. 1. Схематическое изображение локализации органов кроветворения в теле человека.
КРАСНЫЙ КОСТНЫЙ МОЗГ (medulla ossium rubra) – центральный орган кроветворения, в котором содержатся стволовые кроветворные клетки и происходит размножение и дифференциация клеток миелоидного и лимфоидного рядов: образуются эритроциты, тромбоциты, гранулоциты, моноциты, В-лимфоциты и предшественники Т-лимфоцитов. Во взрослом организме красный костный мозг размещен в эпифизах трубчатых костей и в губчатом веществе плоских костей. Общая масса красного костного мозга – 4-5% массы организма, что при массе тела 70 кг составляет 3-3,5 кг
Рис. 2. Схема локализации красного костного мозга: А – в теле человека; Б – в губчатом костном веществе позвонка.
Костный мозг имеет полужидкую консистенцию, на вид он темно-красного цвета. Трабекулы губчатых костей образуют опору для ретикулярной ткани, которая в свою очередь служит каркасом для гемопоэтических клеток, – стволовых, полустволовых, диферонов эритроцитарного, тромбоцитарного, гранулоцитарного, моноцитарного и лимфоцитарного рядов. Для гемопоэтичних клеток характерное формирование островков, в которых размещены клетки того или другого гистогенетического ряда. Процессы пролиферации и созревания клеток наиболее интенсивны возле эндоста. Красный костный мозг хорошо васкуляризован, причем наличие гемокапилляров пористого типа (синусоидов) обеспечивает возможность выхода зрелых клеток крови в кровообращение. Следует заметить, что в нормальных условиях синусоидные гемокапилляры костного мозга проницательные для незрелых клеток крови. Эта выборочная проницательность, очевидно, связанная со спецификой химического состава и цитотопографии углеводных детерминант поверхности зрелых и недостаточно дифференцированных клеток.
Рис. 3. Световая микрофотография красного костного мозга. В центре поля зрения оксифильные костные трабекулы, образующие грубую строму органа. Междутрабекулярное пространство заполнено ретикулярной тканью (нежная строма) а также миелоидной и лимфоидной тканью (паренхима органа). Наиболее интенсивно гемопоэз происходит именно у эндоста костных трабекул, так как остеобласты способны активировать гемопоэз, выделяя различные классы гемопоетинов.
Формирование красного костного мозга начинается на втором месяце эмбрионального развития в ключице эмбриона. На пятом-седьмом месяце эмбриогенеза красный костный мозг функционирует как основной кроветворный орган, причем в этот период в нем преобладают процессы эритропоэза. В детском возрасте красный костный мозг заполняет диафизы и эпифизы трубчатых костей, плоские кости. В 12–18 лет красный костный мозг в диафизах трубчатых костей замещается на желтый костный мозг. В состав последнего входят адипоциты. В норме желтый костный мозг не несет функций гемопоэза, однако при массивной кровопотере в нем могут появляться центры миелоидного кроветворения. В старческом возрасте красный и желтый костный мозг приобретают гелеобразную консистенцию и называются желатинозным костным мозгом.
Рис. 4. Схематическое воспроизведение части красного костного мозга
Рис. 5. Схема эритропоэтического островка. В центре находится макрофаг, создающий благоприятное микроокружение для созревающих эритробластов и их предшественников.
Рис. 6. Клетки эритроцитопоэтического ряда. Зрелые эритроциты на препарате мазка красного костного мозга, окрашенном по Романовскому-Гимзе имеют бледнооранжевый цвет. Клетки с ядрами – предшественники на разных стадиях дифференцировки: верхняя клетка – проэритробласт (с крупным эухроматиновым ядром и интенсивно базофильной цитоплазмой. Нижний ряд клеток слева направо: базофильный эритробласт, полихроматофильный эритробласт, оксифильный (ортохроматический) эритробласт – нормобласт (с пикнотичным ядром).
Рис. 7. Ретикулоциты с остатками гранулярной эндоплазматической сети могут выходить в кровеносное русло из красного костного мозга. Световая микрофотография мазка крови. Окраска по Романовскому-Гимзе.
Рис. 8. Световая микрофотография фрагмента красного костного мозга. Окраска по Романовскому-Гимзе. В верхнем левом углу – группа промиелоцитов. Вверху в центре изображения – нейтрофильный миелоцит. Под ним – группа клеток эритробластического ряда.
Рис. 9. Световая микрофотография фрагмента красного костного мозга. Окраска гематоксилин-эозином. В центре поля зрения – мегакариоцит – гигантская многоядерная клетка – продуцент тромбоцитов.
Кровоснабжение костного мозга осуществляется сосудами, которые входят через надкостницу в специальные отверстия в компактной кости. В костной ткани эти артерии разветвляются на восходящие и нисходящие ветви, из которых в радиальном направлении отходят артериолы. Далее они разветвляются в узкие капилляры (4-10 мкм), а затем в эндосте трансформируются в пазухи – синусоидальные капилляры (20-30 мкм в диаметре). Из них кровь собирается в центральные венулы. Гидростатическое давление в капиллярных пазухах выше, чем в венулах, поэтому синусы имеют постоянно зияющие щели в эндотелиальном слое. Пористая базальная мембрана и не сплошной слой адвентициальных клеток вокруг пазух создают благоприятные условия для миграции клеток из красного костного мозга в кровь. Меньшее количество крови переходит от надкостницы в остеонные каналы, а оттуда через эндост в пазухи. Находясь в контакте с костной тканью кровь обогащается минеральными солями и регуляторами кроветворения.
На кровеносные сосуды приходится до 50 % массы костного мозга и 30 % из них – только на синусоиды. В костном мозге различных костей артерии имеют хорошо развитую мышечную и адвентициальную оболочки, многочисленные венулы с тонкой стенкой. Кстати, как правило, артерии и вены проходят отдельно. Есть два типа капилляров в костном мозге: тонкие соматического типа – 4-10 мкм и широкие типичные синусоиды 20-50 мкм в диаметре. Тонкие капилляры выполняют питательную функцию, в то время как большие являются местом проникновения зрелых клеток крови в периферийный кровоток и местом созревания эритроцитов.
Иннервация. Костный мозг иннервируется от сплетений ближайших кровеносных сосудов, нервов и мышц. Нервы входят в костный мозг с кровеносными сосудами через каналы кости. Позже в костномозговой паренхиме губчатой кости они оставляют сопутствующие сосуды и разветвляются в тонкие волокна, свободно лежащие между клетками костного мозга.
Регенерация. Красный костный мозг имеет хорошо выраженную физиологическую регенерацию и хорошую способность к репарации. Стволовые клетки крови в тесной связи с ретикулярной стромой является источником формирования кроветворных клеток. Скорость регенерации красного костного мозга во многом зависит от микросреды и факторов, стимулирующих процесс кроветворения .
ТИМУС (thymus) – центральный орган иммуногенеза, в котором происходит размножение и созревание (антигеннезависимая дифференциация) Т-лимфоцитов. В тимусе продуцируются тимозин, тимулин, тимопоэтин и другие регуляторные пептиды, которые обеспечивают пролиферацию и созревание Т-лимфоцитов в центральных и периферических органах иммуногенеза, а также ряд других биологически активных веществ: инсулиноподобный фактор (снижает уровень сахара в крови), кальцитониноподобный фактор (снижает уровень кальция в крови), фактор роста (обеспечивает рост тела).
Тимус размещен за грудиной. Его масса у взрослого человека составляет 10…30 г, у новорожденных детей – около 12…14 г. Форма тимуса полигональная, для нее характерна значительная индивидуальная и возрастная изменчивость. В 18-летнем возрасте размеры тимуса около 19х7х2 см. Внешне тимус покрыт соединительнотканной капсулой, от которой внутрь органа отходят перегородки, разделяющие его на дольки. Соединительная ткань капсулы тимуса ограничена от его паренхимы базальной мембраной пористого типа, которая в местах врастания кровеносных сосудов формирует характерные каналы, которые идут вглубь органа.
Дольки тимуса являются структурной и функциональной единицей органа. Основой дольки является каркас из так называемых эпителиоретикулоцитов – особенных эпителиальных клеток звездчатой формы, которые контактируют своими отростками, образуя сетчатый симпласт. Промежутки между эпителиоретикулоцитами заполнены преимущественно Т-лимфоцитами, в меньшей степени – макрофагами. Незначительную часть среди клеточных элементов тимуса составляют фибробласты, миофибробласты, а также тканевые базофилы. Центральный участок дольки тимуса, который на гистологических препаратах окрашивается светлее от периферии, имеет название мозгового вещества; темную периферию дольки называют корковым веществом.
Рис. 10. Микрофотография фрагмента тимуса. В каждой дольке видно центральную светлую зону – мозговое вещество и периферийную темную, интенсивно базофильную – корковое вещество. Между дольками находятся септы – соединительнотканные перегородки. Окраска гематоксилин-эозином.
Рис. 11. Микрофотография коркового вещества тимуса. Стрелками показаны ядра стромальных клеток – эпителиоретикулоцитов. Окраска гематоксилином-эозином.
В корковом веществе дольки тимуса компактно размещены малые и средние лимфоциты в окружении макрофагов (в том числе их разновидности, которая имеет название дендритных клеток) и эпителиоретикулоцитов, а также Т-лимфобласты, причем последние локализуются преимущественно в субкапсулярной зоне. Эпителиоретикулоциты, макрофаги и дендритные клетки субкапсулярной зоны тимуса часто называют тимусными клетками-няньками, поскольку они создают микроокружение и необходимые условия для созревания Т-лимфоцитов (тимоцитов). В корковое вещество тимуса из красного костного мозга переносятся предшественники Т-лимфоцитов. Здесь происходит их пролиферация под действием тимозина, продуцирующийся эпителиоретикулоцитами, и выборочный фагоцитоз части новообразованных клеток макрофагами. Отобранные (нефагоцитированные) Т-лимфоциты мигрируют в мозговое вещество, откуда могут поступать в периферическое кровообращение.
Мозговое вещество дольки тимуса образовано малыми, средними и большими Т-лимфоцитами, которые также окружены эпителиоретикулоцитами и макрофагами, однако размещенные менее компактно по сравнению с корковым веществом. Лимфоциты мозгового вещества являют собой рециркулирующий пул клеток, которые могут попадать в кровообращение и возвращаться обратно в тимус. Характерным морфологическим признаком тимуса является наличие в мозговом веществе особенных концентрических наслоений эпителиальных клеток, которые имеют название тимусных телец Гассаля. Они образуются при дегенерации и взаимном наслоении звездчатых эпителиоретикулоцитов мозгового вещества. Тельца Гассаля окрашиваются оксифильно, в цитоплазме образующих их клеток, находят гранулы кератина, толстые пучки фибрилл и большие вакуоли. В центре тимусных телец размещен оксифильный клеточный детрит. Существует взаимосвязь между появлением телец Гассаля и приобретением Т-лимфоцитами иммунной компетентности.
Рис. 12. Световая микрофотография мозгового вещества дольки тимуса со сформированным тельцем Гассаля. В центре эпителиального тельца видно клеточный детрит, окруженный концентрически напластованными эпителиоретикулярными клетками. Окраска гематоксилин-эозином.
Рис. 13. Схема миграции предшественников эффекторных форм Т- лимфоцитов.
Корковое и мозговое вещества долек тимуса имеют особенности строения микроциркуляторного русла. В частности, лимфоциты коркового вещества отграничены от просвета гемокапилляров так называемым гематотимусным барьером. Он образован сплошным слоем размещенных на базальной мембране эпителиоретикулоцитов, что сопровождают все сосуды микроциркуляторного русла и ограничивают перикапиллярное пространство, а также стенкой гемокапилляров. Гематотимусный барьер ограничивает доступ избыточному количеству антигенов с сосудистого русла к лимфоцитам коркового вещества. Он непроницаем для тех лимфоцитов тимуса, которые имеют циторецепторы к собственным антигенам организма, что предупреждает развитие аутоимунных реакций (повреждение собственных клеток и тканей организма). В мозговом веществе гематотимусный барьер отсутствует, что создает условия для рециркуляции Т-лимфоцитов. Следует отметить, что в норме выход Т-лимфоцитов из коркового и мозгового веществ тимуса в периферийное кровяное русло осуществляется изолировано.
Рис. 14. Световая микроскопия тимуса: А – общий план строения долек Б – фрагмент дольки тимуса ребенка со сформированным тельцем Гассаля в мозговые веществе.
Тимус у человека формируется на пятой неделе эмбриогенеза в виде утолщения эпителия третей–четвертой пар жаберных карманов. В конце второго месяца эпителиальную строму тимуса заселяют первые лимфоциты. На третьем месяце появляются дольки, среди которых можно различить корковое и мозговое вещества, становятся заметными тельца Гассаля. Максимальной массы орган достигает в раннем детском возрасте.
На протяжении всей жизни человека в тимусе происходят изменения, которые получили название возрастной инволюции. Последняя заключается в постепенном замещении паренхиматозных элементов тимуса жировой и рыхлой соединительной тканью, обогащении тельцами Гассаля при почти неизменной общей массе органа. В возрастной инволюции тимуса различают четыре фазы: быструю (до 10 лет), медленную (в промежутке с 10 до 25 лет), ускоренную (от 25 до 40 лет) и замедленную (после 40 лет). Скорость возрастной инволюции тимуса в значительной мере определяется гормональным статусом организма. В старческом возрасте тимус полностью замещается жировой тканью и превращается в жировое тело.
Рис. 15. Световая микрофотография тимуса мужчины 40 лет. Окраска гематоксилин-эозином. Вследствие возрастной инволюции произошло замещение паренхиматозных и стромальных элементов органа белой жировой тканью.
Отсутствие возрастной инволюции тимуса – это проявление тяжелой патологии, которая имеет название тимико-лимфатического статуса. Конечно, это состояние сопровождается недостаточностью глюкокортикоидной функции коры надпочечников, разрастанием лимфоидной ткани в органах. При тимико-лимфатическом статусе резко падает сопротивляемость организма к инфекциям, интоксикациям, растет угроза возникновения злокачественных новообразований.
При действии на организм неблагоприятных факторов – травм, голода, интоксикаций, инфекций – имеет место так называемая акцидентальная инволюция тимуса. При этом наблюдается массовая гибель лимфоцитов, их выселение в периферийные органы иммуногенеза, пролиферация и набухание эпителиоретикулоцитов, в результате чего исчезает разница между корковым и мозговым веществом долек тимуса. Акцидентальная инволюция тимуса является морфологическим проявлением защитных реакций организма.
ЛИМФОИДНАЯ ТКАНЬ СЛИЗИСТОЙ ОБОЛОЧКИ
Слизистая оболочка ЖКТ, воздухоносных и мочевыделительных путей содержит значительное количество ретикулиновых волокон, одного из элементов поддерживающего каркаса органов кроветворения. Здесь, как правило, скапливаются лимфоциты, зачастую формирующие лимфатические фолликулы. Типичным примером лимфоидной ткани в слизистой оболочке являются пейеровы бляшки. В них присутствуют венулы с высоким эндотелием, через стенку которых в бляшку поступают лимфоциты. Бляшка имеет выносящие, но (в отличие от лимфатического узла) не имеет приносящих лимфатических сосудов. Антиген из просвета кишки «подаётся» в бляшку при помощи М-клеток. Собственный слой слизистой оболочки содержит дендритные клетки, отростки которых проникают в эпителий. Они так же, как и М-клетки, взаимодействуют с бактериальной микрофлорой.
Поверхность слизистой оболочки в дыхательной и пищеварительной системах защищена слизью, дефензинами и секреторным IgA. Транспорт, процессинг и представление антигена осуществляются при тесном взаимодействии организованной лимфоидной ткани и ассоциированного с фолликулами эпителия. Периферия лимфатических фолликулов в слизистой оболочке содержат большое количество T–лимфоцитов. В фолликулах присутствуют также B–клетки, дендритные клетки и венулы с высоким эндотелием. В кишке эндотелий подобных венул экспрессирует слизистый адрессин MadCAM-1, который распознаётся клетками, несущими рецептор хоминга a4b7 интегрин. Молекулу MadCAM-1 распознают также неактивированные лимфоциты, экспрессирующие L-селектин. В пейеровых бляшках каждый фолликул отделён от эпителия субэпителиальной куполообразной зоной, богатой Т-, B-лимфоцитами и дендритными клетками. Ассоциированный с фолликулами эпителий содержит М-клетки, которые транспортируют чужеродные макромолекулы и микроорганизмы к антигенпредставляющим клеткам, расположенным по другую сторону эпителиального барьера.
М-клетка — типичная эпителиальная клетка с полярной дифференцировкой, формирующая плотные контакты. Отличительной её особенностью является наличие расположенного в базолатеральной части инвагинированного субдомена, который увеличивает поверхность клетки и образует интраэпителиальный карман. С плазмолеммой этого кармана взаимодействуют интраэпителиальные лимфоциты при участии молекул адгезии. Мембрана апикальной части клетки не участвует в формировании всасывательной каёмки, имеет нерегулярные микроворсинки и микроскладки и приспособлена для прикрепления чужеродных молекул, частиц и микроорганизмов. Здесь же присутствуют области, участвующие в клатрин-опосредованном эндоцитозе окружённых лигандом частиц, молекул адгезии и вирусов. Апикальная часть клетки не покрыта гликокаликсом и лишена интегральных мембранных гидролитических ферментов. Карман, образованный М-клеткой, содержит В- и T–лимфоциты и реже дендритные клетки. Из T–клеток здесь в основном находятся T–клеток памяти. Среди присутствующих в кармане B–лимфоцитов неактивированные B–клетки и B–клетки памяти, которые могут происходить из клеток, лежащих вне фолликулов.
Рис. 16. Роль М-клеток в трансэпителиальном переносе антигенов.
Ассоциированный с фолликулами эпителий покрыт толстым гликокаликсом, который отличается от гликокаликса соседних энтероцитов. Специфический характер гликозилирования его молекул, связанный с особой экспрессией гликозилтрансферазы, важен для узнавания и адгезии микроорганизмов. Гликокаликс содержит меньшее количество связанных с мембраной гидролаз, участвующих в процессе пищеварения. Ассоциированный с фолликулами эпителий продуцирует меньше слизи и в криптах содержит меньшее количество продуцирующих дефензин и лизоцим клеток Панета. Этот эпителий лишён рецепторов Ig и неспособен транспортировать IgA из стенки кишки в её просвет. Всё это указывает на то, что ассоциированный с фолликулами эпителий специализирован для осуществления наилучшего контакта с антигенами, в том числе патогенами, находящимися на поверхности слизистой оболочки. В случае ассоциированного с фолликулами эпителия в подлежащей соединительной ткани собственного слоя слизистой оболочки отсутствуют миофибробласты, которые образуют практически сплошной слой под обычным эпителием ворсинок. Базальная мембрана здесь содержит большее количество пор и отверстий для усиленной миграции клеток в эпителий и из него.
Субэпителиальная куполообразная зона расположена тотчас под ассоциированным с фолликулами эпителием и представлена густой сетью дендритных клеток. Все эти дендритные клетки являются неактивированными. Полагают, что они захватывают большинство антигенов, транспортируемых М-клетками через ассоциированный с фолликулами эпителий.
Локализация пейеровых бляшек в строго определённых участках пищеварительного тракта детерминирована генетически и прослеживается в плодном периоде. Сигнальными молекулами в морфогенезе пейеровых бляшек и других лимфоидных структур в слизистой оболочке служат рецепторы ИЛ7, представители семейства фактора некроза опухоли (TNF) и семейства его рецепторов.
В современной иммунологии лимфоидную ткань слизистых оболочек и кожи рассматривают как неинкапсулированную лимфоидную ткань. К ней относятся лимфоидная ткань слизистых оболочек, субпопуляция лимфоцитов печени и лимфоидная подсистема кожи.
√ Лимфоидная ткань слизистых оболочек (MALT — mucosal–associated lymphoid tissue). В том числе:
⃰ Лимфоидная ткань, ассоциированная с ЖКТ (GALT — gut–associated lymphoid tissue) — миндалины, аппендикс, пейеровы бляшки, а также субпопуляция внутриэпителиальных лимфоцитов слизистой оболочки ЖКТ.
⃰ Лимфоидная ткань, ассоциированная с бронхами и бронхиолами (BALT — bronchus–associated lymphoid tissue), а также внутриэпителиальные лимфоциты слизистой оболочки дыхательной системы.
⃰ Лимфоидная ткань, ассоциированная с женскими половыми путями (VALT — vulvovaginal–associated lymphoid tissue), а также внутриэпителиальные лимфоциты слизистой оболочки.
⃰ Лимфоидная ткань, ассоциированная с носоглоткой (NALT — nose–associated lymphoid tissue), а также внутриэпителиальные лимфоциты слизистой оболочки.
√ Субпопуляция лимфоцитов печени, которая в качестве лимфоидного барьера «обслуживает» кровь воротной вены, несущей все всосавшиеся в кишечнике вещества.
√ Лимфоидная подсистема кожи — диссеминированные внутриэпителиальные лимфоциты и регионарные лимфатические узлы и сосуды лимфодренажа.
|
|
Рис. 17. Локализация участков лимфоцитопоэза в человеческом организме.
ЛИМФАТИЧЕСКИЕ УЗЛЫ (nodi lympnatici) – бобовидной формы утолщения по ходу лимфатических сосудов, где происходит антигензависимое размножение В- и Т-лимфоцитов, приобретение ими иммунной компетенции, а также очистки лимфы от посторонних частиц. Общая масса лимфатических узлов составляет 1% массы тела, то есть около 700 г. Лимфатические узлы образуют свыше 50 групп. По топографии они подразделяются на узлы тела (соматические), внутренностей (висцеральные) и смешанные, собирающие лимфу как от внутренностей, так и других органов. Размер лимфатических узлов находится в пределах 5-10 мм.
Лимфатический узел покрыт соединительнотканной капсулой, от которой внутрь органа отходят соединительнотканные перегородки, – трабекулы. В капсуле некоторых лимфатических узлов найдены гладкие миоциты, которые принимают участие в формировании опорно-сократительного аппарата узла.
Рис. 18. Схема строения лимфатического узла. В правой части рисунка показана васкуляризация структурных элементов органа.
Паренхима узла образована В- и Т-лимфоцитами, остов для которых формирует ретикулярная ткань. Различают корковое и мозговое вещества лимфоузла. Корковое вещество образовано размещенными под капсулой лимфатическими фолликулами (узелками) – шаровидной формы скоплениями В-лимфоцитов диаметром 0,5-1 мм. Кроме В-лимфоцитов, в состав фолликулов лимфоузла входят как типичные макрофаги, так и особенная своя разновидность, которая имеет название дендритных клеток. Внешне фолликул покрыт ретикулоэндотелиоцитами – клетками, которые совмещают морфологию ретикулярных клеток с функцией эндотелия, поскольку они выстилают синусы лимфатических узлов. Среди ретикулоэндотелиоцитов есть значительное количество фиксированных макрофагов, так называемых береговых клеток. Каждый фолликул содержит светлый (реактивный, или герминативный) центр, где осуществляется размножение лимфоцитов и где локализованы преимущественно В-лимфобласты, и темную периферическую зону, в которой компактно расположены малые и средние лимфоциты. Увеличение количества и размеров реактивных центров фолликулов лимфатических узлов свидетельствует об антигенной стимуляции организма.
Рис. 19. Световая микрофотография фрагмента лимфатического узла, х 200. Окраска гематоксилин-эозином.
Мозговое вещество лимфатического узла образовано мозговыми тяжами – лентовидной формы скоплениями В-лимфоцитов, плазмоцитов и макрофагов, вытянутых в направлении от ворот узла к фолликулам. Внешне мозговые тяжи, так же, как и фолликулы коркового вещества, покрыты ретикулоэндотелиоцитами. Между мозговыми тяжами и фолликулами, соответственно, между мозговым и корковым веществами лимфатического узла размещено диффузное скопление Т-лимфоцитов, которое имеет название паракортикальной зоны. Макрофаги в составе паракортикальной зоны представлены разновидностью так называемых интердигитирующих клеток, которые контактируют между собой отростками пальцеобразной формы и производят вещества, стимулирующие пролиферацию Т-лимфоцитов. Таким образом, корковое и мозговое вещества являются бурсазависимыми, а паракортикальный слой – тимусзависимой зоной лимфатического узла.
Рис. 20. Световая микрофотография мозгового вещества лимфатического узла. Окраска гематоксилин-эозином. Светлые мозговые синусы разграничены темными мозговыми тяжами, содержащие антигенстимулированные В-лимфоциты и их эффекторные клетки – плазмоциты.
Между слоями ретикулоэндотелиоцитов, покрывающих лимфатические фолликулы и мозговые тяжи с одной стороны и соединительнотканную строму (капсулу и трабекулы) – со второго, есть щелевидные промежутки, которые называются синусами лимфатического узла. К системе синусов принадлежат краевой (размещенный между капсулой и фолликулами), вокругфолликулярные корковые синусы (между фолликулами и трабекулами), мозговые (между мозговыми тяжами и трабекулами) и воротный (в участке вгибающейся части – ворот лимфатического узла) синусы. В системе синусов осуществляется циркуляция лимфы от краевого синуса, куда впадают приносные лимфатические сосуды, через промежуточные синусы по направлению к синусу ворот, откуда лимфа будет оттекать системой выносных лимфатических сосудов. При этом лимфа очищается благодаря фагоцитозу посторонних частиц береговыми макрофагами; лимфа обогащается иммунокомпетентными Т- и В-лимфоцитами, клетками памяти, а также иммуноглобулинами (антителами).
Рис. 21. Световая микрофотография периферийного фрагмента лимфатического узла, х 400. Окраска гематоксилин-эозином. Стрелками указаны стромальные клетки – ретикулоэндотелиоциты.
Рис. 22. Световая микроскопия лимфатического узла: А – общий план строения, х 30; Б – лимфоидный фолликул со светлым реактивным центром, х 200; В – мозговой тяж в окружении ретикулярной стромы, х 200.
Механизмы функционирования лимфатического узла предусматривают тесную взаимосвязь всех его структурных компонентов. Береговые клетки и типичные макрофаги фолликулов фагоцитируют посторонние частицы, которые с лимфой проходят через систему синусов лимфатического узла. При этом при участии лизосомных ферментов макрофагов осуществляется превращение антигенов фагоцитированных частиц из корпускулярной формы в молекулярную, способную вызывать иммунный ответ: пролиферацию лимфоцитов, превращения В-лимфоцитов в плазмоциты (антителопродуценты), Т-лимфоцитов в эффекторы (Т-киллеры) и Т-клетки памяти. Активированные антигенами В-лимфоциты из фолликулов перемещаются в мозговые тяжи, превращаются там в плазмоциты – продуценты антител. Клетки памяти выходят в сосудистое русло: из них формируются эффекторные клетки после вторичного контакта с антигеном.
Рис. 23. Световая микрофотография фолликула лимфатического узла, х 400. Окраска гематоксилин-эозином. Видно крупные дендритные клетки, которые стимулируют антигензависимое размножение В-лимфоцитов.
Дендритные клетки фолликулов коркового вещества – это разновидность макрофагов, которые способны фиксировать на своей поверхности комплексы антител с антигенами. При контакте с дендритными клетками В-лимфоциты стимулируются к выработке антител. Интердигитирующие клетки паракортикальной зоны выделяют биологически активные вещества, которые стимулируют пролиферацию и созревание Т-лимфоцитов, превращения их в эффекторные клетки (Т-киллеры).
Рис. 24. Световая микрофотография фрагмента фолликула лимфатического узла, х 1000. Окраска гематоксилин-эозином. Видно крупные иммуноциты – В-лимфобласты, размножающиеся в герминативном центре под влиянием стимулирующего действия дендритных макрофагов.
Появление лимфатических узлов отмечено в конце второго месяца эмбрионального развития в виде зон локальных скоплений клеток мезенхимы вокруг лимфатических сосудов. Из внешнего слоя мезенхимы формируются капсула и трабекулы, из внутреннего – ретикулярная строма узлов. Выселения лимфобластов и лимфоцитов из костного мозга обеспечивает формирование в конце четвертого месяца эмбриогенеза мозговых тяжей и лимфатических фолликулов. Немного позже заселяется тимусзависимая паракортикальная зона и лимфатические узлы обогащаются макрофагами. В конце пятого месяца лимфатические узлы приобретают морфологические признаки, характерные для взрослого организма. Свое формирование они заканчивают на протяжении первых трех лет жизни ребенка. Реактивные центры в фолликулах появляются при иммунизации организма в процессе жизнедеятельности и становления его защитных функций. В старческом возрасте количество реактивных центров в фолликулах лимфоузлов уменьшается, падает фагоцитарная активность макрофагов, часть узлов атрофируется и происходит их замещение жировой тканью.
ГЕМОЛИМФАТИЧЕСКИЕ УЗЛЫ (nodi lymphatic haemalis) – особенная разновидность лимфатических узлов, в синусах которых циркулирует не лимфа, а кровь, и которые выполняют функцию как лимфоидного, так и миелоидного кроветворения. У человека гемолимфатические узлы размещены в околопочечной клетчатке, вокруг брюшной аорты, реже – в заднем средостении. По строению они напоминают типичные лимфатические узлы, однако для них характерны меньшие размеры, более слабое развитие мозговых тяжей и фолликулов коркового вещества. С возрастом отмечена инволюция гемолимфатических узлов: корковое и мозговое вещества замещаются жировой клетчаткой или рыхлой волокнистой соединительной тканью.
СЕЛЕЗЕНКА (splen, lien) – непарный орган, размещенный в брюшной полости. Селезенка имеет вытянутую форму, локализуется в левом подреберье. Масса ее 100-150 г, размеры 10х7х5 см. В селезенке осуществляется размножение и антигензависимая дифференциация лимфоцитов, а также элиминация эритроцитов и тромбоцитов, которые окончили свой жизненный цикл. Селезенка выполняет также функцию депо крови и железа, производит биологически активные вещества (спленин, фактор угнетения эритропоэза), в эмбриональном периоде является универсальным кроветворным органом. Селезенка покрыта соединительнотканной капсулой, от которой внутрь органа прорастают перегородки – трабекулы. Капсула и трабекулы, кроме богатой коллагеновыми и эластичными волокнами соединительной ткани, содержат пучки гладких миоцитов и являются опорно-сократительным аппаратом селезенки. В паренхиме селезенки различают красную и белую пульпу.
Рис. 25. Световая микрофотография селезенки крысы. Окраска гематоксилин-эозином. Количественно преобладающая красная пульпа на препарате ярко-розового цвета (оксифильная), белая пульпа – интенсивно базофильная, представляет собой скопление лимфоцитов.
Рис. 26. Полусхематическое отображение световой микроскопии фрагмента селезенки. Окраска гематоксилин-эозином.
Белая пульпа составляет около 20% массы органа и образована лимфоцитами, плазмоцитами, макрофагами, дендритными и интердигитирующими клетками, каркасом для которых служит ретикулярная ткань. Шарообразные скопления перечисленных видов клеток имеют название лимфатических фолликулов (узелков) селезенки. Диаметр фолликулов 0,3-0,5 мм, они окружены капсулой из ретикулоэндотелиальных клеток.
Рис. 27. Полусхематическое отображение световой микроскопии фрагмента селезенки. Окраска гематоксилин-эозином.
Лимфатический фолликул селезенки (Мальпигиево тельце) имеет четыре зоны: периартериальную, мантийную, краевую, а также светлый (реактивный, или герминативный) центр. Реактивные центры лимфатических фолликулов селезенки и лимфатического узла идентичные по структуре и функции образования. В их составе содержатся В-лимфобласты, типичные макрофаги, дендритные и ретикулярные клетки. Появление реактивных центров в фолликулах является реакцией на антигенную стимуляцию. Периартериальная зона являет собой скопление Т-лимфоцитов вокруг артерии лимфатического фолликула, или, как ее еще называют, центральной артерии селезенки. Периартериальная зона обогащена интердигитирующими клетками – макрофагами, способными фиксировать на своей поверхности комплексы антител с антигенами и вызывать пролиферацию и созревание Т-лимфоцитов. Периартериальна зона фолликулов селезенки – аналог тимусзависимой паракортикальной зоны лимфатических узлов. Темная мантийная зона образована компактно размещенными малыми В-лимфоцитами и незначительным количеством Т-лимфоцитов, плазмоцитов и макрофагов. Краевая зона – место перехода белой пульпы в красную – образована В- и Т-лимфоцитами, макрофагами и ограничена синусоидными гемокапиллярами пористого типа. После созревания лимфоцитов происходит их переход из светлого центра и периартериальной зоны в мантийную и краевую зоны со следующим выходом в кровяное русло.
Рис. 28. Световая микрофотография фрагмента Мальпигиевого тельца, х 400. Окраска гематоксилин-эозином. В центре фолликула видно светлый герминативный центр, на периферии которого находится центральная артерия.
Краевая зона, за счет контактов с гемокапиллярами, накапливает из крови большое количество антигенов и, следовательно, играет важную роль в иммунологической активности селезенки. Большое количество пульпарных артериол, отходящих от центральной артерии, покидают белую пульпу, но затем возвращаются обратно и впадают в синусы краевой зоны, окружающие узел. Большое количество макрофагов и ретикулоэндотелиальных клеток по периферии фолликула служат для фагоцитоза и удаления антигенного мусора из крови. Дендритные клетки, расположенные здесь, поглощают и передают антигены иммунологически компетентным клеткам (Т- и В-лимфоцитам), которые выходят из системного кровотока в белую пульпу именно с синусоидных капилляров краевой зоны фолликула. Активированные лимфоциты мигрируют к герминативному центру узелка, превращаются в иммунобласты (происходит т.н. бласттрансформация лимфоцитов), пролиферируют и превращаются в эффекторные клетки. Последние выходят в красную пульпу, где плазмоциты формируют скопления в виде тяжей Бильротта и продуцируют антитела, высвобождаемые в кровь. Активированные Т-лимфоциты покидают красную пульпу и возвращаются в общую циркуляцию.
Рис. 29. Тимус-зависимая и тимус-независимая зоны селезёнки. Скопление T–лимфоцитов (светлые клетки) вокруг артерий, вышедших из трабекул, образует тимус-зависимую зону. Лимфатический фолликул и окружающая его лимфоидная ткань белой пульпы — тимус-независимая зона. Здесь присутствуют B–лимфоциты (тёмные клетки), макрофаги и фолликулярные отростчатые клетки.
Лимфатические периартериальные влагалища – это удлиненной формы скопления лимфоцитов, которые в виде муфт охватывают артерии белой пульпы и с одной стороны продолжаются в лимфатические фолликулы селезенки. В центральной части влагалища, ближе к просвету сосуда, концентрируются В-лимфоциты и плазмоциты, на периферии – Т-лимфоциты.
Красная пульпа, которая составляет около 80 % массы селезенки, – это скопление форменных элементов крови, которые содержатся или в окружении ретикулярных клеток, или в системе сосудистых синусов селезенки. Участки красной пульпы, локализованные между синусами, называют пульпарными тяжами селезенки. В них осуществляются процессы превращения В-лимфоцитов в плазмоциты, а также моноцитов в макрофаги. Макрофаги селезенки способны узнавать и разрушать старые или поврежденные эритроциты и тромбоциты. При этом гемоглобин разрушенных эритроцитов утилизируется и становится источником железа для синтеза билирубина и трансферрина. Молекулы последнего изымаются из кровообращения макрофагами красного костного мозга и используются в процессе новообразования эритроцитов.
Рис. 30. Световая микрофотография фрагмента красной пульпы селезенки, х 1000. Окраска гематоксилин-эозином. Видно многочисленные макрофаги в окружении форменных элементов крови. Бледно окрашенные клетки отростчатой формы – стромальные элементы селезенки – ретикулярные клетки.
Рис. 31. Электронная микрофотография фрагмента красной пульпы селезенки. Видно пористую эндотелиальную стенку венозных синусов и лимфоидные тяжи Бильротта между ними.
Рис. 32. Сканирующая электронная микроскопия. Фрагмент венозного синуса селезенки. Видно щели между эндотелиоцитами, в которые протискиваются форменные элементы крови. Буквами обозначено: N – нейтрофил; M – макрофаг, L – лимфоцит. Макрофаги осуществляют контроль качества клеток, возвращающихся в кровеносное русло.
Сосудистая система селезенки имеет ряд особенностей, которые обеспечивают выполнение функций этого органа. Следовательно, в ворота селезенки входит селезеночная артерия, которая разветвляется на систему размещенных в трабекулах селезенки ветвей, имеющих название трабекулярных артерий. Трабекулярные артерии разделяются на артерии белой пульпы селезенки, вокруг которых группируются лимфоциты и формируются периартериальные лимфатические влагалища и фолликулы селезенки. Те части артерий белой пульпы, которые проходят через лимфатические фолликулы, имеют название центральных артерий, поскольку они служат центрами выселения лимфоцитов в процессе образования лимфатических фолликулов в онтогенезе. Центральные артерии переходят в артерии красной пульпы, последние распадаются на кисточковые артериолы, которые заканчиваются эллипсоидными (гильзовыми) артериолами. Эллипсоидные артериолы окружены своеобразными «гильзами» – муфтами из скоплений ретикулярных клеток и ретикулярных волокон, играющих роль артериальных сфинктеров селезенки. Через систему гемокапилляров эллипсоидные артериолы сообщаются с венозными синусами селезенки пористого типа. Это так называемая система закрытого (замкнутого) кровообращения селезенки. Часть капилляров, однако, может открываться непосредственно в красную пульпу, формируя систему открытого (незамкнутого) кровообращения селезенки. Венозные синусы при значительном кровенаполнении могут служить депо крови. Из венозных синусов кровь впадает в вены красной пульпы, дальше – в трабекулярные вены, а из последних – в селезеночную вену. В стенке венозных синусов в участке перехода их у вены красной пульпы имеется скопление гладких миоцитов, которые формируют венозные сфинктеры селезенки.
Рис. 33. Схема кровоснабжения селезенки. Трабекулярные артерии → пульпарные артерии → артериолы и капилляры фолликула → синусы краевой зоны → выход Т- и B–лимфоцитов из сосудистого русла. Артериолы фолликула → кисточковые артериолы красной пульпы → капилляры-синусоиды.
Рис. 34. Синусоиды в красной пульпе селезёнки. По теории незамкнутой циркуляции (вверху), кровь из капилляров поступает в красную пульпу, а затем — в синусоиды. По теории замкнутой циркуляции (снизу), капилляры открываются прямо в синусоиды.
Рис. 35. Световая микроскопия фрагментов селезенки с использованием различных гистологических красителей: А – импрегнация азотистокислым серебром (видно ретикулярную строму); Б – окраска гематоксилин-эозином (визуализируются структурные компоненты паренхимы органа); В – окраска железным гематоксилином (четко видна разная плотность лимфоидных элементов в белой пульпе).
При сокращении венозных сфинктеров, кровь скапливается в синусах, происходит ее згущение в результате пропитки плазмы через стенку венозных синусов. При одновременном сокращении артериальных и венозных сфинктеров наблюдается депонирование крови в селезенке. Расслабление артериальных и венозных сфинктеров при одновременном сокращении гладких миоцитов капсулы и трабекул селезенки предопределяет выброс депонируемой крови в венозное русло.
Закладка селезенки осуществляется в начале второго месяца эмбрионального развития в виде пронизанных сосудами скоплений клеток мезенхимы в дорсальной брыжейке. Из мезенхимы формируется ретикулярная ткань, последнюю заселяют стволовые клетки крови. На третьем месяце эмбриогенеза в селезенке дифференцируется периартериальная тимусзависимая зона, на пятом месяце формируются реактивные центры и краевые зоны фолликулов, на шестом месяце можно различить красную пульпу. В это же время (с третьего до пятого месяцев эмбриогенеза) в селезенке нарастают явления миелоидного гемопоэза, она выполняет функции универсального кроветворного органа. Начиная с шестого месяца и к рождению ребенка проявления миелоидного кроветворения угасают, их вытесняют процессы лимфоцитопоэза. В зрелом возрасте селезенка проявляет значительные репаративные возможности; экспериментально доказана возможность ее возобновления при потере 80–90% паренхимы. Масса селезенки несколько уменьшается в возрасте с 20 до 30 лет; в промежутке с 30 до 60 лет она стабильна. В старческом возрасте отмечена атрофия красной и белой пульп, разрастания соединительнотканной стромы, снижение содержания среди паренхиматозных элементов макрофагов и лимфоцитов, повышение содержания гранулоцитов и тканевых базофилов, появление мегакариоцитов. Ухудшается утилизация железа из разрушенных в селезенке эритроцитов.
Межклеточные взаимодействия
в обеспечении иммунной защиты организма.
Для адекватной реакции на посторонние вещества, которые попадают в организм (антигенную стимуляцию), необходимо взаимодействие и кооперация разных видов клеток иммунной системы. Среди них различают клетки макрофагической природы – моноциты крови, гистиоциты-макрофаги соединительной ткани, костномозговые, перитонеальные, альвеолярные макрофаги, клетки Лангерганса кожи, клетки Кащенко-Хофбауэра плаценты, звездчатые ретикулоэндотелиоциты печени, дендритные и интердигитирующие клетки лимфатических узлов и селезенки, остеокласты костной ткани, микроглиоциты нервной системы. Есть группа так называемых микрофагов, к которым принадлежат нейтрофильные гранулоциты крови, а также клетки, которые при определенных условиях функционирования могут проявлять фагоцитарные свойства, – эндотелиоциты, фиброкласты. Наконец, третья группа клеток объединяет разные популяции Т- и В-лимфоцитив (Т-киллеры, Т-хелперы, Т-супрессоры, плазмоциты, Т- и В-клетки памяти). Общая масса клеток, которые непосредственно обеспечивают иммунную защиту организма, составляет около 1% массы тела.
На проникновение посторонних частиц в организм прежде всего реагируют Т-хелперы: происходит связывание антигенных детерминант со специфическими рецепторами на их поверхности. Образованный антигенрецепторный комплекс отрывается от поверхности плазмолемы Т-хелпера и фиксируется поверхностными рецепторами макрофага. На следующем этапе модифицированные макрофагами антигены передаются В-лимфоцитам, которые под воздействием антигенной стимуляции и активирующего действия Т-хелперов превращаются в плазмоциты. Последние синтезируют белковые молекулы иммуноглобулинов (антител), которые избирательно связываются с антигенами и предопределяют их инактивацию. Т-хелперы после контакта с антигеном производят особенные химические вещества, которые стимулируют пролиферацию Т-киллеров. Последние имеют способность разрушать клеточные оболочки бактерий и клеток, которые несут на своей поверхности антигенные детерминанты.
На каждом из перечисленных этапов может происходить частичная инактивация постороннего материала, а также его модификация и передача другим популяциям клеток для выработки иммунного ответа. Возможным является вариант, когда антигенсодержащая частица распознается и увлекается макрофагом без участия Т-лимфоцита, расщепляется его лизосомными ферментами, а полученные антигенные фрагменты передаются Т- и В-лимфоцитам и стимулируют их превращение в эфекторные клетки (Т-киллеры и плазмоциты), а также клетки памяти.
Взаимодействие клеток при иммунном ответе
Иммунный ответ возможен в результате активации клонов лимфоцитов и состоит из двух фаз. В первой фазе антиген активирует те лимфоциты, которые его распознают. Во второй (эффекторной) фазе эти лимфоциты координируют иммунный ответ, направленный на устранение антигена.
Гуморальный иммунный ответ
В гуморальном иммунном ответе участвуют макрофаги (антигенпредставляющие клетки), T–хелперы и B–лимфоциты.
Макрофаг поглощает вторгшийся в организм антиген и подвергает его процессингу – расщеплению на фрагменты. Фрагменты антигена выставляются на поверхности клетки вместе с молекулой MHC. Комплекс «антиген–молекула MHC класса II» предъявляется T–хелперу (рис. 35).
Рис. 36. Распознавание антигена рецептором T–лимфоцита. При помощи рецептора T–лимфоцита T–клетка распознает антиген, но только находящийся в комплексе с молекулой MHC. В случае Т-хелпера в процессе участвует её молекула – CD4, которая свободным концом связывается с молекулой MHC. Распознаваемый T–клеткой антиген имеет два участка: один взаимодействует с молекулой MHC, другой (эпитоп) связывается с рецептором T–лимфоцита. Подобный тип взаимодействия, но с участием молекулы CD8, характерен для процесса распознавания T-киллером антигена, связанного с молекулой MHC класса I.
T–хелпер распознаёт комплекс «антиген–молекула MHC класса II» на поверхности антигенпредставляющей клетки. Процесс распознавания включает взаимодействие комплекса T–клеточный рецептор–СD3, обеспечивающего специфичность и участие вспомогательных костимулирующих молекул. Для активации T–хелпера специфическое узнавание T–хелпером фрагмента антигена на поверхности антигенпредставляющей клетки оказывается недостаточным. Активацию T–хелперов обеспечивает взаимодействие молекулы В7 (СD80) на поверхности антигенпредставляющей клетки с молекулой CD28 на поверхности T–хелпера. К cтимуляции через CD28 особенно чувствительны T–хелперы, которые дифференцируются в T–хелперы 2, активирующие B–клетки через СD80. При слабой экспрессии СD28 и в присутствии молекулы CTLA (Cytotoxic T–lymphocyte protein) формируются T–хелперы 1.
Узнавание T–хелпером нужных молекул на поверхности антигенпредставляющей клетки стимулирует секрецию ИЛ1. Активированный ИЛ1 T–хелпер синтезирует ИЛ2 и рецепторы ИЛ2, через которые агонист стимулирует пролиферацию T–хелперов и цитотоксических T–лимфоцитов. В случае T–хелпера речь идёт об аутокринной стимуляции, когда клетка реагирует на тот агент, который сама же синтезирует и секретирует. Таким образом, после взаимодействия с антигенпредставляющей клеткой T–хелпер приобретает способность отвечать на действие ИЛ2 всплеском пролиферации. Биологический смысл этого процесса состоит в накоплении такого количества T–хелперов, которое обеспечит образование в лимфоидных органах необходимого количества плазматических клеток, способных вырабатывать антитела против данного антигена.
B–лимфоцит. Активация B–лимфоцита предполагает прямое взаимодействие антигена с иммуноглобулином (Ig) на поверхности B–клетки. В этом случае сам B–лимфоцит процессирует антиген и представляет его фрагмент в связи с молекулой MHC II на своей поверхности. Этот комплекс распознаёт T–хелпер, отобранный при помощи того же антигена, который участвовал в отборе данного B–лимфоцита. В активации B–клетки участвуют две пары молекул: с одной стороны специфическое взаимодействие антигена с рецептором Ig M на поверхности B–лимфоцита, а с другой стороны молекула CD40 на поверхности B–клетки взаимодействует с молекулой CD40L (CD154) на поверхности T–хелпера, активирующего B–клетку. Узнавание рецептором T–хелпера комплекса «антиген–молекула MHC класса II» на поверхности B–лимфоцита приводит к секреции из T–хелпера ИЛ2, ИЛ4, ИЛ5 и γ-ИФН, под действием которых B–клетка активируется и пролиферирует, образуя клон. Активированный B–лимфоцит дифференцируется в плазматическую клетку: увеличивается количество рибосом, гранулярная эндоплазматическая сеть и комплекс Гольджи становятся более выраженными.
Плазматическая клетка синтезирует Ig. ИЛ6, выделяемый активированными T–хелперами, стимулирует секрецию Ig. Часть зрелых B–лимфоцитов после антиген-зависимой дифференцировки циркулирует в организме как клетки памяти.
Клеточный иммунный ответ
Клеточный иммунный ответ характеризуется пролиферацией коммитированных иммунокомпетентных клеток, реагирующих с антигеном в комплексе с молекулой MHC класса I на поверхности чужеродных клеток или эндогенными антигенами в комплексе с молекулой MHC класса I на поверхности собственных вирус-инфицированных и трансформированных (опухолевых) клеток. В клеточном иммунном ответе участвует цитотоксический T–лимфоцит.
Реакции клеточно-опосредованного цитолиза. Эффекторные клетки при помощи своих рецепторов узнают клетку-мишень и уничтожают её. За клеточно-опосредованный цитолиз отвечают не только T–лимфоциты, но и другие субпопуляции лимфоидных клеток и в некоторых случаях миелоидные клетки. В процессе узнавания участвуют различные молекулы, выставленные на поверхности взаимодействующих клеточных партнёров:
√ специфические антигены, например, вирусные пептиды на поверхности инфицированных клеток, в комплексе с молекулой MHC распознаются рецепторами цитотоксических T–клеток, преимущественно CD8+– и некоторыми субпопуляциями CD4+-клеток;
√ антигенные детерминанты опухолевых клеток распознаются NK–клетками без участия молекулы MHC класса I;
√ связанные с антигеном АТ на поверхности клеток-мишеней, распознаются рецепторами Fc–фрагментов NK–клеток (феномен АТ-зависимой цитотоксичности).
Цитотоксический T–лимфоцит (TC). Предъявленный на поверхности клетки-мишени антиген в комплексе с молекулой MHC класса I связывается с рецептором цитотоксического T–лимфоцита. В этом процессе участвует молекула CD8 клеточной мембраны TC. Секретируемый T–хелперами ИЛ2 стимулирует пролиферацию цитотоксических T–лимфоцитов.
Уничтожение клетки–мишени. Цитотоксический T–лимфоцит раcпознаёт клетку-мишень и прикрепляетcя к ней. В цитоплазме активированного цитотоксического T–лимфоцита присутствуют мелкие гранулы. В них содержится цитолитический белок перфорин. Выделяемые T-киллером молекулы перфорина полимеризуютcя в мембране клетки-мишени в приcутcтвии Ca2+. Сформированные в плазматической мембране клетки-мишени перфориновые поры пропуcкают воду и cоли, но не молекулы белка. Если полимеризация перфорина произойдет во внеклеточном проcтранcтве или в крови, где в избытке имеетcя кальций, то полимер не cможет проникнуть в мембрану и убить клетку. Сам T-киллер защищён от цитотокcичеcкого дейcтвия перфорина.
На практической работе предлагаются к изучению следующие гистологические препараты:
1. МАЗОК КРАСНОГО КОСТНОГО МОЗГА.
Окраска: согласно Романовского- Гимзы (азур II, еозин).
При малом, а затем при большом увеличении микроскопа найти в препарате синусоидные капилляры. В их просвете видно эритроциты и лейкоциты. Между синусоидными капиллярами находится ретикулярная ткань, в петлях которой размещаются гемопоэтические клетки на разных стадиях созревания. Клетки эритропоэтического ряда: а) проэритробласты – крупные клетки (15 мкм) с большим округлым ядром, в котором хорошо видно ядрышки. Сильно базофильная цитоплазма узкой полоской окружает ядро; б) базофильные эритробласты – клетки (10-12 мкм) с базофильной цитоплазмой. Ядро округлое, содержит больше гетерохроматина и имеет темную окраску; в) полихроматофильные эритробласты – еще более мелкие клетки (8-10 мкм), их цитоплазма окрашивается одновременно как кислыми, так и щелочными, красителями и выглядит серовато-зеленоватой. Ядра интенсивно окрашены и не имеют ядрышек; г) оксифильные эритробласты (нормобласты) – цитоплазма клеток содержит уже значительное количество гемоглобина, поэтому окрашивается оксифильно, ядра пикнотизируются, часто лизируются и исчезают; д) ретикулоциты – молодые эритроциты. В цитоплазме этих клеток можно видеть зернисто-сетчатые структуры – остатки ядра и органел; ж) зрелые эритроциты – безъядерные форменные элементы крови, с гомогенной оксифильной цитоплазмой.
Клетки гранулоцитопоэтического ряда: а) промиелоциты – крупные клетки с большими округлыми и светлыми ядрами. Цитоплазма умеренно базофильна, в ней содержатся одиночные азурофильные гранулы (лизосомы); б) миелоциты содержат в цитоплазме специфическую зернистость: эозинофильные имеют крупные ярко красные эозинофильные гранулы; базофильные – темно-синие базофильные гранулы; нейтрофильные – имеют два вида мелких зерен, которые воспринимают как основные, так и кислые красители. Миелоциты в процессе созревания превращаются в метамиелоциты. Характерным морфологическим признаком этой переходной формы клеток является: уменьшение объема цитоплазмы и ядра, которые приобретают вид выгнутой палочки или подковы. В зависимости от гранул, содержащихся в цитоплазме, метамиелоциты также подразделяются на базофильные, оксифильные и нейтрофильные. По ходу созревания ядра метамиелоцитов сегментируются и клетки превращаются в зрелые сегментоядерные эозинофилы, базофилы и нейтрофилы.
В мазке красного костного мозга около синусоидов локализуются мегакариоциты – очень большие (> 50 мкм) клетки с несколькими полиплоидными ядрами и базофильной цитоплазмой.
Изучить препарат, зарисовать и обозначить: 1. Проэритробласты. 2. Полихроматофильные эритробласты. 3. Нейтрофильные метамиелоциты. 4. Мегакариоциты. 5. Зрелые клетки крови (эритроциты, лейкоциты) в синусоидном гемокапилляре.
Ø По каким морфологическим признакам можно отличить полихроматофильный проэритроцит от эритроцита?
Ø На каком этапе дифференциации миелоцита можно определить базофильные, оксифильные и нейтрофильные клетки?
Ø В мазке красного костного мозга какая клетка имеет больший размер: мегакариобласт или мегакариоцит?
Ø На основании изучения мазка красного костного мозга назовите клетки, которые по размерам отвечают эритроцитам.
Ø На каком этапе дифференциации миелоцит теряет способность к делению?
2. ЗОБНАЯ ЖЕЛЕЗА (Тимус).
Окраска: гематоксилином эозином.
При малом увеличении видно дольковое строение железы. В каждой дольке есть более темная периферийная часть – корковое вещество и более светлая внутренняя – мозговое вещество. При большом увеличении в средней части мозгового вещества видно эпителиальные тельца Гассаля – концентрическое наслоение эпителиоретикулоцитов. Стромальными элементами дольки являются эпителиоретикулоциты, которые контактируют своими отростками, образуя сеть. В промежутках между эпителиоретикулоцитами расположены паренхиматозные элементы: Т-лимфоциты (тимоциты) и макрофаги.
Изучить препарат, зарисовать и обозначить: 1. Долька железы: 1. Корковое вещество: а) Т-лимфоциты; 2. Мозговое вещество: б) эпителиоретикулоциты; в) тельца Гассаля. ІІ. Междольковая соединительная ткань. 3. Кровеносные сосуды.
Ø На основании изучения препарата тимуса сделайте вывод об интенсивности митозов в субкапсулярном участке, корковом и мозговом веществе.
Ø Что такое тельца Гассаля и где они локализуются в тимусе?
Ø Эпителий, который образует строму тимуса однослойный или многослойный? Объясните почему.
3. ЛИМФАТИЧЕСКИЙ УЗЕЛ.
Окраска: гематоксилином эозином.
При малом увеличении микроскопа видно, что лимфатический узел покрыт соединительнотканной капсулой, от которой внутрь отходят тонкие перегородки, трабекулы. Между трабекулами размещается ретикулярная ткань, инфильтрованная многочисленными лимфоцитами. Лимфоциты сосредотачиваются по периферии узла в виде больших скоплений округлой формы – фолликулов, которые образуют корковое вещество лимфатического узла. От фолликулов в глубину узла отходят мозговые тяжи, которые формируют мозговое вещество. Светлые промежутки, заполненные ретикулярной тканью и небольшим количеством лимфоцитов, являются синусами. Краевой синус, располагающийся между фолликулами и капсулой, переходит в промежуточные корковые синусы, а те в свою очередь продолжаются в промежуточные мозговые, которые собирают лимфу в центральный синус у ворот лимфоузла.
Зарисовать препарат и обозначить: 1.Капсула. 2.Трабекулы. 3. Корковое вещество. 4. Мозговое вещество. 5. Фолликулы. 6.Мозговые тяжи. 7.Краєвой синус. 8. Промежуточные корковые синусы. 9. Промежуточные мозговые синусы. 10. Ворота лимфатического узла. 11. Ретикулярная ткань.
Ø На основании изученного препарата сделайте вывод об антигенной стимуляции лимфатического узла и объясните свой ответ.
Ø Что циркулирует в синусах лимфатического узла?
Ø Укажите место на препарате, где больше всего находится плазмоцитов.
4. СЕЛЕЗЕНКА.
Окраска: гематоксилином эозином.
При малом увеличении микроскопа хорошо видно плотную соединительнотканную капсулу, от которой внутрь органа отходят трабекулы. Капсула селезенки покрыта мезотелием и содержит небольшое количество гладкомышечных клеток, которые сокращаясь способствуют выбросу крови через ворота органа. Между трабекулами размещается белая и красная пульпа селезенки. Белая пульпа состоит из лимфатических фолликулов, которые имеют центральную артерию. Красная пульпа образована ретикулярной тканью, форменными элементами крови, преимущественно эритроцитами и венозными синусами.
Изучить препарат при большом увеличении, зарисовать небольшой участок и обозначить: 1. Капсула селезенки. 2.Трабекулы. 3. Белая пульпа (лимфатические фолликулы): а) центральная артерия; б)герминативный центр. 4.Красная пульпа: а) ретикулярная ткань, б) эритроциты; в) лейкоциты. 5.Венозный синус.
Ø Назовите основные отличительные особенности строения лимфатических фолликулов селезенки и лимфатических узлов.
Ø Сделайте вывод, где больше лимфоидных узелков с центрами размножения в селезенке или лимфатическом узле и объясните почему?
ДЕМОНСТРАЦИОННЫЕ ПРЕПАРАТЫ:
1. Мазок красного костного мозга ребенка 5 лет.
2. Зобная железа ребенка 12 лет.
3. Ретикулярные волокна в лимфатическом узле. Импрегнация серебром.
ЭЛЕКТРОННЫЕ МИКРОФОТОГРАФИИ:
1. Клетки красного костного мозга.
2. Эпителиоретикулоциты зобной железы.
3. Т-лимфоциты.
4. Синус лимфатического узла.
5. Синус селезенки.
Ситуативные задачи:
1. В препарате есть срез трубчатой кости ребенка 3-5 лет, юноши 12-18 лет и старого человека. Как с возрастом изменяется состояние и топография красного костного мозга?
2. У новорожденного ребенка удалили тимус. В результате этой операции у нее резко снизилась способность к продукции антител. Объяснить причину этого явления.
3. Есть микрофотографии лимфатических узлов брюшины, сфотографированные на высоте пищеварения и в состоянии покоя. Как можно отличить лимфатический узел во время пищеварения и объяснить это явление?
4. Животного сразу же после рождения поместили в стерильные условия. Могут ли в данной ситуации формироваться вторичные фолликулы в лимфатических узлах, если так, то почему, если нет, то почему?
5. В древние времена марафонцам удаляли селезенку. Объясните почему?
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ:
А – Основные:
1. Презентация лекции по теме: «Органы кроветворения и иммунной защиты»: http://intranet.tdmu.edu.ua/ukr/kafedra/index.php?kafid=hist&lengid=rus&fakultid=m&kurs=2&discid=%C3%E8%F1%F2%EE%EB%EE%E3%E8%FF,%20%F6%E8%F2%EE%EB%EE%E3%E8%FF%20%E8%20%FD%EC%E1%F0%E8%EE%EB%EE%E3%E8%FF
2. Гистология, цитология и эмбриология / [Афанасьев Ю. И., Юрина Н. А., Котовский Е. Ф. и др.] ; под ред. Ю. И. Афанасьева, Н. А. Юриной. – [5-е изд., перераб. и доп.]. – М. : Медицина. – 2001. – С. 424-475.
3. Данилов Р. К. Гистология. Эмбриология. Цитология. : [учебник для студентов медицинских вузов] / Р. К. Данилов – М. : ООО «Медицинское информационное агентство», 2006. – С. 292-307.
Б – Дополнительные:
4. Гистология : [учебник] / под ред. Э. Г. Улумбекова, Ю. А. Чельшева. –[2-е изд., перераб. и доп.]. – М. : ГЕОТАР–МЕД, 2001. – С. 311-331.
5. К.С.Волков Ультраструктура основных компонентов органов систем организма. Учебное пособие-атлас. Тернополь: Укрмедкнига, 1999. С. 48-53. http://intranet.tdmu.edu.ua/data/books/Volkov(atlas).pdf
6. Кузнецов С. Л. Атлас по гистологии, цитологии и эмбриологии / Кузнецов С.Л., Н.Н. Мушкамбаров, В.Л. Горячкина. – М.: Медицинское информационное агенство, 2002. – С. 173-200.
7. Практикум по гистологии, цитологии и эмбриологии. / Под ред. Н.А.Юриной, А.И.Радостиной. М.: Изд-воУДН, 1989. – С. 174-183.
Материал для подготовки к практическим занятиям составила –
доц. Довгалюк А.И.
