Органы кроветворения и иммуногенеза

      ОРГАНЫ  КРОВЕТВОРЕНИЯ И ИММУНОГЕНЕЗА

      К органам кроветворения и иммуногенеза относят: красный костный мозг, тимус, лимфатические узлы, селезенку, миндалины, а также лимфоидные образования слизистой оболочки пищеварительной, половой, дыхательной и выделительной систем. Их подразделяют на центральные и периферические органы. Центральные органы включают в себя красный костный мозг и тимус (а также клоакальную сумку у птиц). В красном костном мозге образуются все форменные элементы крови и в том числе предшественники Т- и В-лимфоцитов. В тимусе, главном органе лимфоцитопоэза, размножаются различные клоны Т-лимфоцитов; в клоакальной сумке птиц — В-лимфоциты (антиген-независимое размножение).

      К периферическим иммунным органам относят лимфатические и гемолимфатические узлы, селезенку и лимфоидные образования, локализующиеся в стенке пищеварительной трубки и в других органах. В них пролиферируют и дифференцируются Т- и В-лимфоциты, мигрирующие из центральных органов иммуногенеза. Под влиянием антигенов лимфоциты трансформируются в эффекторные и регуляторные клетки, способные выполнять иммунологическую защиту. Здесь же выбраковываются и утилизируются погибающие клетки крови.

      Все органы кроветворения и иммуногенеза функционально тесно связаны  друг с другом и действуют согласованно, обеспечивая постоянство клеточного состава крови и индивидуальный иммунологический статус организма. В регуляции кроветворения и иммуногенеза участвуют нервная и эндокринная системы. Не менее важна роль и микроокружения гемопоэтических клеток, например ретикулярной ткани, которая не только образует механический каркас, но и создает микросреду, стимулирующую пролиферацию, созревание и мигра цию гемопоэтических и лимфоидных клеток. Наличие в кроветворна органах специализированных фагоцитарных элементов, способна'* очищать протекающую через них кровь или лимфу от инородных эл'* ментов (бактерий, протистов, остатков погибших клеток), также сви" детельствует о защитной функции данных органов.

       Костный мозг. У взрослых животных его подразделяют на красный и желтый, что обусловлено  разной структурой содержимого мозга' _в первом в большом количестве присутствуют эритроциты, во втором преобладают жировые клетки.

      Красный костный мозг (medulla ossium rubra). Он располагается в губчатом веществе костей свода черепа, ребер, грудины, в телах позвонков в гребне подвздошной кости, а также в эпифизах трубчатых костей и пред.! ставлен миелоидной тканью, состоящей из трехмерной сети клеток ретикулярной ткани (textus reticularis), ретикулярных и коллагеновых волокон формирующих строму, а также клеток крови, находящихся на различных стадиях развития (рис. 8.1, см. также цв. вклейку).

      Миелоидная  ткань локализуется в костных  полостях между костными перекладинами. Она образована сетью ретикулярных клеток, между которыми обнаруживают большое количество тонкостенных фенест-рированных синусоидных капилляров (vas capillare sinusoideum). Через стенки последних новообразованные клетки крови поступают в общий кровоток. В миелоидной ткани находится основная популяция стволовых кроветворных клеток (СКК), являющихся родоначальниками трех самостоятельных линий форменных элементов крови: эритроцитопо-этической, гранулоцитопоэтической и мегакариоцитарно-тромбоци-топоэтической. В ней проходят начальные стадии развития популяции Т- и В-лимфоцитов.

      Среди гемопоэтических клеток красного костного мозга выделяют: стволовые и полустволовые клетки, морфологически сходные с малыми лимфоцитами и трудно идентифицируемые обычными гистологическими методами; властные формы (проэритробласты, промиело-циты, метамиелоциты, пролимфоциты, промоноциты, мегакари-областы, мегакариоциты); дифференцирующиеся и зрелые форменные элементы крови. Соотношение зрелых и незрелых форм в красном костном мозге и в периферической крови служит важным диагностическим показателем нормы или патологии. В норме в кровоток из красного костного мозга попадают только зрелые форменные элементы крови и некоторое количество клеток, мигрирующих в другие органы, например, в лимфоидные.

      Гемопоэтические клетки, как правило, образуют островки, локализующиеся между синусоидными капиллярами. Эритробласты в процессе созревания формируют розетки вокруг макрофага, содержащего в цитоплазме железо, которое используется эритробластами для синтв' за гемоглобина. Другая функция макрофагов — поглощение выталкиваемых из нормоцитов ядер.

      Клетки  эритробластического ряда — проэритробласты  (proerythro-blastus) характеризуются округлым или овальным ядром с мелким диффузным хроматином, крупным ядрышком и слегка базофильной цитоплазмой. Располагаются проэритробласты в очажке небольшими группами и после интенсивной пролиферации превращаются в более мелкие клетки с резко базофильной цитоплазмой — базофильные ^эРитробласты (erythroblastus basophilicus), тоже интенсивно размножающиеся. По мере синтеза гемоглобина цитоплазма клеток начинает воспринимать кислые красители — клетки превращаются в полих матофильные эритробласты (etythtroblastus polichromathophilicus) в pax последних ядрышко отсутствует, но они продолжают активно xi*' лиферировать. После дифференцировки и накопления гемоглоби°" клетки переходят в стадию оксифильных эритробластов (erythrobla^ acidophilicus), теряют способность к размножению, ядра в них пикн тизируются и элиминируются из клетки. Клетка превращается вначал" в ретикулоцит, а затем в зрелый эритроцит. Продолжительность жизн эритроцитов в периферической крови, например, у свиньи составч_Яе! в среднем 70 дней, у крупного рогатого скота и овцы 50...60. В амоп/ ном веществе островков эритропоэза преобладают гликопротеиды ко личество которых уменьшается по мере созревания клеток и увеличе" ния их подвижности.

      Между эритроидными островками встречаются  дифференцирую.-щиеся клетки гранулоцитарного ряда (базофилы, эозинофилы, нейт-рофилы), а также группы жировых клеток. В островках миело- или гранулоцитопоэза в аморфном веществе преобладают  протеогликаны количество которых  уменьшается по мере созревания клеток. В процессе пролиферации и дифференцировки уменьшаются размеры миелоидных клеток, изменяется форма их ядер — от округлой до сегментированной, в цитоплазме накапливается специфическая зернистость. Общая продолжительность жизни нейтрофильных гранулоци-тов4...8 дней, эозинофилов 8... 12 дней, а лимфоцитов 10...15 дней.

      Кровяные  пластинки образуются в результате фрагментации цитоплазмы на отдельные участки особых гигантских полиплоидных клеток — мегакариоцитов, тесно контактирующих со стенкой синусоид-ных капилляров.

      Наиболее  трудно идентифицировать (наряду со стволовыми и полустволовыми предшественниками) костномозговые лимфоидные элементы (предшественники Т- и В-лимфоцитов и моноцитов), чаще встречающиеся вблизи капилляров. Наиболее интенсивное кроветворение отмечают вблизи эндоста, где концентрация стволовых клеток втрое выше, чем в центре костномозговой полости.

      Желтый  костный мозг (medulla ossium flava). Он находится в диафи-зах трубчатых костей и представлен преимущественно жировыми клетками, содержащими пигменты типа липохромов. Небольшое количество адипоцитов постоянно встречается и в красном костном мозге.

      Тимус (зобная, или вилочковая, железа). В  тимусе {thymus) происходит антигеннезависимая, генетически запрограммированная пролиферация и дифференцировка Т-лимфоцитов из Т-предшествеников (прекурсоров), мигрирующих из красного костного мозга. Тимус контролирует все иммунные реакции.

      Орган появляется в эмбриогенезе достаточно рано. Источником его развития служит эпителий, прорастающий в виде трубок в подлее' щую мезенхиму из 3-го и 4-го жаберных карманов. Эпителиальна*

      адка  инфильтрируется лимфоцитами. Таким  образом, в плане раз-^за1СЛ я и тканевого строения, тимус представляет собой лимфоэпители-^ВИТнЫЙ орган, относящийся к группе бранхиогенных желез. Эпители-

      ная основа органа проявляет черты эндокринной железы особенно ^ко в период внутриутробной жизни.

      Тимус покрыт соединительнотканной капсулой, продолжающейся перегородки, содержащие сосуды и разделяющие доли железы на не-^В лно отграниченные дольки. В зависимости от вида животного коли-^П°ство долей в тимусе варьирует: у жвачных и свиньи железа состоит из ^Ч!ух долей — грудной непарной и шейной парной; у лошади и собаки щейная часть тимуса развита слабо или вовсе отсутствует, а развита только грудная непарная часть.

      Долька  состоит из трехмерной сети отросчатых эпителиоретикуляр-ньгх клеток, образующих строму органа. В петлях сети располагаются  лимфоциты (тимоциты). В каждой дольке выделяют корковое и мозговое вещество. Их соотношение может меняться в зависимости от функционального состояния иммунной системы. В корковом веществе дольки сконцентрировано большое количество лимфоцитов, плотно прилегающих друг к другу, что придает ему более темную окраску на гистологических срезах. Мозговое вещество выглядит более светлым из-за того, что в нем существенно меньше лимфоцитов и на их фюне выделяются ретикулоэпителиальные клетки и тимусные тельца, или тельца Гассаля (рис. 8.2).

      В корковом веществе выделяют субкапсулярную зону, где находятся крупные лимфоидные клетки — лимфобласты, или предшественники  Т-лимфоцитов, мигрирующие сюда из красного костного мозга. Под влиянием гемопоэтических  факторов, выделяемых эпителиальными ретикулоцитами, лимфобласты активно  пролиферируют и превращаются в Т-лимфоциты, часть из которых переходит во внутреннюю зону коры, где они продолжают активно размножаться, дифференцируются, приобретая один из маркеров Т-клеток (Т-киллер, Т-хелпер, Т-суп-рессор), затем зрелые клетки перемещаются в мозговое вещество.

      Эпителиоретикулярным  клеткам свойственно овальное или  округлое крупное светлое ядро с 2...3 ядрышками. В цитоплазме выявляют комплекс Гольджи, мелкие митохондрии, фрагменты ГлЭПС и секреторные вакуоли диаметром 0,5... 1,5 мкм. Своими отростками указанные клетки охватывают тимоциты, создавая микроокружение, необходимое для их деления и созревания. В корковом веществе различает: эпителиоретикулоциты следующих типов: секреторные клетки, вырабатывающие биологически активные вещества, необходимые для ^с°зревания тимоцитов; «клетки-няньки», включающие в свою цитоплазму до нескольких десятков тимоцитов, изолируя их от окружающей среды и, по-видимому, участвуя в их селекции; периваскулярные ^тки, охватывающие своими отростками сосуды и участвующие в Формировании гемато-тимического барьера. Рис. 8.2. Тимус (по Olah, Rohlich):

      А — общий вид долек; Б — кора; Я — мозговое вещество; Г— клетка-нянька из наружной части коры; Д— строение гемато-тимического барьера; / — капсула; 2— кора; 3 — мозговое вещество; 4— фибробласт; 5— базальная мембрана; 6—эпителиальная строма; 7—десмосомы между эпителиальными клетками; 8— макрофаг; 9— лимфоцит; 10— лимфобласт в процессе митоза; // — интердигитирующая клетка; 12 — просвет сосуда; 13 — миоидная клетка; 14 — центр ороговения тельца Гассаля; /5— клетка эндотелия 

      Однако  не все лимфоциты, образовавшиеся в  корковом веществе, выходят в циркуляторное  русло, а лишь те, которые прошли «обучение» и, встретившись с чужеродными антигенами, приобрели специ-

      ические мембранные рецепторы. Лимфоциты, несущие  на своей поверхности рецепторы к собственным антигенам организма, погибают в тимусе. В противном случае такие лимфоциты, попав в кровоток, могут вызвать аутоиммунную реакцию (начнут атаку против собственных белков и клеток). Поэтому лимфоциты, образующиеся в коре тимуса, изолированы от антигенов прочным гематотканевым барьером, в состав которого входят: эндотелиоциты капилляров, их базальная мембрана, перикапиллярное пространство с соединительной тканью и активированными лимфоцитами и макрофагами, а также ретикуло-эпителиальные клетки стромы, окруженные базальной мембраной и связанные друг с другом десмосомами. Кроме того возможность попадания чужеродных антигенов предотвращается отсутствием в тимусе лимфатических сосудов. Барьер характеризуется избирательной способностью по отношению к антигену. При нарушении гематотканевого барьера в коре тимуса начинают обнаруживать единичные плазматические клетки, зернистые лейкоциты и тканевые базофилы.

      Более светлый вид мозгового вещества дольки по сравнению с корковым обусловлен не только меньшей численностью и  плотностью тимоцитов, но и почти полным отсутствием пролиферирующих лимфоцитов: их здесь в 10...15 раз меньше, чем в коре долек. В мозговом веществе большая концентрация ретикулоэпителиоцитов. Отличительная особенность тимуса — это наличие слоистых эпителиальных телец (corpusculum thymi), или телец Гассаля, производных ретикулоэпителиоцитов. На периферии телец находятся функционально нормальные уплощенные эпителиальные клетки, а в центре — дистрофически измененные. Количество и размеры слоистых телец увеличиваются с возрастом. В соединительной ткани, сопровождающей сосуды, а иногда и в паренхиме медуллы встречаются тучные клетки, а также клетки миелоидного ряда.

      Помимо  Т-лимфоцитов из тимуса в кровь поступают  биологически активные гормоноподобные  вещества, которые содействуют созреванию Т-лимфоцитов в тимусе и приобретению ими соответствующих рецепторов в периферических органах. Местом выработки гормонопо-добных веществ, возможно, служат клетки ретикуло-эпителия и ти-мусные тельца.

      При достижении животным половой зрелости тимус подвергается инволютивным изменениям, то есть обратному развитию: специализированная ткань постепенно замещается жировой в большей части долек. В редких случаях при недостатке глюкокортикоидной активности коры надпочечников тимус не претерпевает возрастной инволюции. В этих случаях {status thymicolymphaticus) у организма отмечают пониженную сопротивляемость инфекциям, и смерть может наступить даже в результате сравнительно легких стрессов. Инволюцию резко ускоряют различные внешние воздействия: стрессы, тяжелые травмы, интоксикации, хронические заболевания, высокая концентрация в крови