ОРГАНЫ КРОВЕТВОРЕНИЯ И ИММУНОГЕНЕЗА

Органы кроветворения и иммуногенеза включают красный костный мозг, тимус, лимфатические узлы, селезенку, миндалины, агрегированные лимфоидные узелки кишки (пейеровы бляшки), лимфоидную ткань червеобразного отростка, а также другие лимфоидные образования пищеварительного тракта, половых, дыхательной и выделительной систем (лимфоидная ткань, ассоциированная со слизистыми оболочками).

Помимо структур органного характера, к иммунной системе относятся многочисленные диффузные скопления лимфоидной ткани и рассеянные повсеместно в организме лимфоциты, макрофаги и антиген-представляющие клетки, а также лимфоциты и моноциты крови и лимфы.

Функции органов кроветворения и иммуногенеза: участие во взаимосвязанных процессах кроветворения и иммуногенеза, обеспечивающего защиту от микроорганизмов, чужеродных антигенов, иммунный надзор за деятельностью клеток собственного организма.

Классификация органов иммунной системы. Созревание иммунокомпетентных клеток в организме связано с их взаимодействием с другими типами клеток и поэтапной миграцией. Органы иммунной системы в зависимости от роли в этом процессе разделяются на центральные и периферические.

Центральные (первичные) органы иммунной системы (красный костный мозг, тимус) обеспечивают процессы антиген-независимой пролиферации и дифференцировки лимфоцитов. При этом образуются В- и Т-лимфоциты с огромным репертуаром рецепторов к всевозможным антигенам. Такое разнообразие обусловлено реаранжировкой их генома; антигены на этом этапе не только не нужны, но даже вредны. Из центральных органов иммунной системы лимфоциты мигрируют в периферические органы, распределяясь в зависимости от их типа, по Т- и В-зависимым зонам.

Периферические (вторичные) органы иммунной системы (все остальные органы иммунной системы) расположены на путях поступления антигенов через лимфу или кровь. Они обеспечивают контакт лимфоцитов с антигенами и связанные с этим процессы антиген-зависимой пролиферации и дифференцировки лимфоцитов.

Красный костный мозг

Красный костный мозг представляет собой центральный орган кроветворения и иммуногенеза, содержащий самоподдерживающуюся популяцию

стволовых клеток крови и участвующий в образовании клеток миелоцитарного (эритроциты, тромбоциты, гранулоциты, моноциты) и лимфоцитарного рядов. В нем осуществляется антиген-независимая пролиферация и дифференцировка В-лимфоцитов из их предшественников, происходящих из стволовой клетки крови. Из него в тимус попадают предшественники Т-лимфоцитов (претимоциты).

У взрослого красный костный мозг находится в ячейках губчатого вещества костей (в плоских костях и эпифизах трубчатых костей), у детей - также и в диафизах трубчатых костей. В состав красного костного мозга входят три компонента: 1) гемопоэтический, 2) стромальный, 3) сосудистый (рис. 157 и 158).

1) Гемопоэтический компонент образован скоплениями кроветворных клеток миелоцитарного и лимфоцитарного рядов (взаимодействующих со стромальными элементами) и занимает пространства между эндостом и кровеносными сосудами - синусоидами. В нем содержится самоподдерживающаяся популяция плюрипотентных стволовых клеток крови (гемопоэтических стволовых клеток). Эритроидные элементы развиваются в составе эритробластических островков в контакте с ретикулярными клетками, которые накапливают и передают им частицы железа, необходимого для синтеза гемоглобина (см. рис. 158). Гранулоциты созревают вблизи клеток эндоста и контактируют с ретикулярными клетками и преадипоцитами, мегакариоциты всегда лежат вблизи синусов, в которые они выделяют тромбоциты.

Лимфоциты составляют 20% клеток красного костного мозга, из них 3/4 приходятся на развивающиеся и зрелые В-лимфоциты; встречаются также Т- и НК-клетки. В ходе созревания В-лимфоциты контактируют с клетками эндоста, ретикулярными клетками и концентрируются возле синусоидов, в просвет которых они мигрируют по его завершении. При дифференцировке в геноме В-клеток происходит реаранжировка, которая обеспечивает образование на их поверхности иммуноглобулиновых рецепторов к разнообразным антигенам. Созревшие В-клетки покидают костный мозг и заселяют В-зависимые зоны периферических органов иммунной системы. Большая часть (75%) В-лимфоцитов, образовавшихся в костном мозгу, здесь же погибают механизмом апоптоза в процессе отбора, включающего положительную селекцию (выживание клеток с нужными рецепторами) и отрицательную селекцию (гибель клеток с рецепторами к собственным антигенам). Погибшие клетки захватываются макрофагами.

2) Стромальный компонент выполняет опорную, трофическую и регуляторную функции, создает особое микроокружение для нормального развития кроветворных клеток. Он включает: ретикулярные клетки отростчатой формы и волокна, образующие трехмерную сеть (часть ретикулярных клеток, прилежащих к стенке синусоидов, называют адвентициальными клетками); адипоциты (жировые клетки); макрофаги (фагоцитируют погибшие клетки); клетки эндоста (соединительнотканной выстилки костных полостей). В состав стромального компонента входят плюрипотентные стромальные стволовые клетки, называемые также (неточно) мезенхимными стволовыми клетками. Эти клетки циркулируют в крови и в различных тканях под влиянием факторов локального микроокружения дают начало ряду клеток соединительной ткани - фибробластам, хондробластам, остеобластам, жировым клеткам. Костомозговые стромальные стволовые клетки имеют небольшие размеры и морфологически напоминают фибробласты. Их идентификация требует использования совокупности иммуноцитохимических маркеров.

3) Сосудистый компонент наряду с обычными сосудами микроциркуляторного русла содержит синусоиды (венулярные синусы) - тонкостенные широкие анастомозирующие сосуды, выстланные тонким эндотелием, через который в просвет синуса сквозь временно образующиеся в цитоплазме клеток поры поступают зрелые форменные элементы крови. Снаружи к синусоидам прилегают макрофаги, ретикулярные клетки (см. рис. 158).

Недавно установлено, что красный костный мозг содержит также популяцию эндотелиальных клеток-предшественников, которые мобилизуются из него в кровоток и привлекаются в участки повреждения эндотелия и ишемии тканей, участвуя в регенерации эндотелия и образовании новых сосудов. Точная локализация этих клеток внутри костного мозга не установлена, вероятно, они располагаются в сосудистом компоненте, поскольку в эмбриональном развитии эндотелиальные и кроветворные клетки развиваются из общего источника - кровяных островков в мезенхиме.

Тимус

Тимус - центральный орган иммунной системы, в котором происходит антиген-независимая пролиферация и дифференцировка Т-лимфоцитов из их предшественников, поступающих из красного костного мозга. Наибольшего развития достигает в детстве, после полового созревания подвергается возрастной инволюции, в ходе которой значительная часть его массы замещается жировой тканью.

Тимус образован двумя долями, покрытыми снаружи соединительнотканной капсулой, которая продолжается в перегородки, содержащие сосуды и разделяющие каждую долю на связанные друг с другом дольки тимуса (рис. 159). Основу дольки составляют отростчатые ретикулярные эпителиоциты (эпителиальные ретикулярные клетки), образующие трехмерную сеть в корковом и мозговом веществе (корковый и мозговой циторетикулюм). Ретикулярные эпителиоциты создают микроокружение, необходимое для развития лимфоцитов (тимоцитов), лежащих в петлях образуемой ими сети.

Корковое вещество (кора) тимуса - более темное вследствие плотного расположения тимоцитов. В него из красного костного мозга поступают предшественники Т-клеток (претимоциты). Пролиферирующие тимоциты располагаются в виде скоплений между эпителиальными клетками в субкортикальной зоне. Созревающие тимоциты, продолжая делиться и смещаясь в более глубокие части коры, становятся иммунокомпетентными клетками. Подавляющее их большинство гибнут механизмом апоптоза в процессе селекции (отбора), а их фрагменты уничтожаются макрофагами. Развитие тимоцитов в коре тимуса происходит в отсутствие чужеродных антигенов, поступление которых из крови блокируется гемато-тимусным барьером. Основным элементом этого барьера служат уплощенные отростки периваскулярных ретикулярных эпителиоцитов, охватывающие капилляры коркового вещества тимуса. Наиболее зрелые Т-клетки перемещаются в мозговое вещество.

Мозговое вещество тимуса - светлее коркового, содержит меньшее количество более зрелых тимоцитов, которые покидают тимус через посткапиллярные венулы в кортико-медуллярной зоне и заселяют Т-зависимые зоны периферических органов иммунной системы. В отдельных участках мозгового вещества эпителиальные клетки уплощаются, ороговевают и накладываются друг на друга концентрическими слоями, образуя слоистые эпителиальные тимусные тельца (Гассаля)

(рис. 160).

Лимфатические узлы

Лимфатические узлы - периферические органы иммунной системы, располагающиеся по ходу лимфатических сосудов. Снаружи они покрыты соединительнотканной капсулой; к их выпуклой поверхности подходят приносящие лимфатические сосуды, в области ворот на вогнутой поверхности входят артерии и нервы и выходят выносящий лимфатический сосуд и вены (рис. 161). От соединительнотканной капсулы вглубь органа отходят трабекулы. Строма

узлов образована трехмерной сетью ретикулярных клеток, коллагеновых и ретикулярных волокон, а также макрофагами и антиген-представляющими клетками. В ее петлях располагаются элементы лимфоцитарного ряда. В каждом узле можно выделить корковое и мозговое вещество (см. рис. 161 и 162).

Корковое вещество (кора) лимфатического узла состоит из наружной коры и глубокой коры (паракортикальной области), содержащих участки с преимущественным расположением Т- или В-лимфоцитов (Т- и В-зависимые зоны) соответственно.

Наружная кора представлена лимфоидной тканью, которая образует лимфоидные узелки и межузелковые скопления (диффузную часть), а также особые лимфатические сосуды - синусы, располагающиеся под капсулой и по ходу трабекул.

Лимфоидный узелок является В-зависимой зоной и представляет собой сферическое скопление лимфоидной ткани, наружную границу которого образует слой уплощенных ретикулярных клеток. Различают первичные и вторичные узелки.

Первичные лимфоидные узелки встречаются в лимфатических узлах лишь в отсутствие антигенных воздействий и представляют собой преимущественно компактные однородные скопления малых В-лимфоцитов. Под влиянием антигенов они превращаются во вторичные.

Вторичные лимфоидные узелки представляют собой участки образования В-клеток памяти и плазматических клеток. Они состоят из короны и герминативного центра (см. рис.162).

Корона - скопление малых лимфоцитов на периферии узелка полулунной формы, многослойное на субкапсулярном полюсе и истончающееся до нескольких клеток на мозговом. Содержит В-лимфоциты, а также незрелые плазматические клетки, мигрирующие из области своего образования в герминативном центре.

Герминативный центр развивается только под влиянием антигенной стимуляции вследствие Т-зависимого процесса. В нем происходит антиген-зависимая пролиферация и дифференцировка В-клеток в незрелые плазматические клетки и В-клетки памяти в результате их взаимодействия с антигеном, фолликулярно-дендритными клетками (захватывающими и накапливающими иммунные комплексы), Т-лимфоцитами (хелперами и супрессорами).

Межузелковые скопления лимфоидной ткани (диффузная часть) представляет собой Т-зависимую зону, продолжающуюся в паракортикальную область. Они содержат малые лимфоциты и макрофаги; при антигенной стимуляции эти скопления почти полностью исчезают, замещаясь лимфоидными узелками.

Глубокая кора (паракортикальная область) представляет собой Т-зависимую зону лимфатического узла, в которой осуществляются антиген-зависимая пролиферация и дифференцировка Т-лимфоцитов, поступивших из тимуса, с формированием различных субпопуляций. Она образована диффузной лимфоидной тканью, представленной Т-клетками, лежащими в петлях ретикулярной ткани и взаимодействующими с особым видом антиген-представляющих клеток - интердигитирующими клетками. Встречаются также плазматические клетки, мигрирующие из узелков в мозговое вещество. В этой области располагаются лимфатические синусы (промежуточные) и особые посткапиллярные венулы с высоким эндотелием, окруженные концентрическими слоями ретикулярных клеток. Благодаря экспрессии адгезивных молекул на поверхности эндотелиоцитов, взаимодействующих с хоумингрецепторами Т- и В-клеток, через стенку этих венул происходит миграция лимфоцитов из кровеносного русла в лимфатический узел.

Мозговое вещество образовано ветвящимися и анастомозирующими тяжами лимфоидной ткани (мозговыми тяжами), которые являются В-зависимой зоной и содержат многочисленные плазматические клетки, а также В-лимфоциты и макрофаги. Между мозговыми тяжами располагаются соединительнотканные трабекулы и широкие лимфатические синусы.

Лимфатические синусы - система особых внутриорганных лимфатических сосудов в корковом и мозговом веществе, обеспечивающая медленный ток лимфы через узел, в процессе которого она очищается от содержащихся в ней частиц (с извлечением антигенного материала) и обогащается антителами, клетками лимфоидного ряда и макрофагами.

Синусы выстланы плоскими береговыми клетками, которые, по одним данным, являются эндотелиальными, по другим - уплощенными ретикулярными. В просвете синуса находится сеть отростчатых ретикулярных клеток и волокон (замедляющая ток лимфы) с фиксированными на них и блуждающими макрофагами; имеются также многочисленные лимфоциты, плазматические клетки. Субкапсулярный (краевой) синус - щелевидное пространство между капсулой узла и наружной корой, межузелковый (промежуточный корковый) синус располагается между трабекулами и лимфоидной тканью наружной и глубокой коры, мозговой синус продолжает промежуточный и лежит между трабекулами и мозговыми тяжами, воротный синус располагается в воротах узла.

Направление лимфотока в лимфатическом узле (см. рис. 161): приносящие лимфатические сосуды →

субкапсулярный (краевой) синус →межузелковый (промежуточный корковый) синус →мозговой синус → воротный синус →выносящий лимфатический сосуд.

Селезенка

Селезенка - периферический орган иммунной системы, располагающийся по ходу кровеносных сосудов. Помимо участия в формировании гуморального и клеточного иммунитета, она участвует в разрушении старых и поврежденных эритроцитов, а также в депонировании крови.

Селезенка покрыта брюшиной (серозной оболочкой) и капсулой из плотной соединительной ткани, содержащей гладкие мышечные клетки, от которой вглубь органа отходят трабекулы, анастомозирующие друг с другом. Строму селезенки образует ретикулярная ткань. В паренхиме (пульпе селезенки) содержатся два отдела с разными функциями: белая пульпа и красная пульпа (рис. 163).

Белая пульпа селезенки представлена лимфоидной тканью, расположенной по ходу артерий (см. рис. 163), и включает (1) лимфоидные узелки (2) периартериолярные лимфоидные муфты и (3) маргинальную зону. В белой пульпе происходят процессы взаимодействия лимфоцитов с захваченными из крови антигенами, антиген-представляющими клетками и друг с другом, с развитием антиген-зависимой пролиферации и дифференцировки.

Лимфоидные узелки по своей структурно-функциональной организации сходны с аналогичными образованиями в лимфатических узлах и являются В-зависимой зоной в селезенке.

Периартериолярные лимфоидные муфты окружают центральные артериолы (артерии), состоят из цилиндрических компактных скоплений лимфоидной ткани, содержащей лимфоциты, макрофаги, ретикулярные и антиген-представляющие интердигитирующие клетки. Являются Т-зависимой зоной селезенки.

Маргинальная зона (рис. 164) располагается в виде тонкого слоя лимфоидной ткани к периферии от периартериолярных лимфоидных муфт и узелков на границе белой и красной пульпы; она служит местом начального поступления в белую пульпу селезенки Т- и В-клеток (направляющихся в даль-

нейшем в соответствующие зоны) и антигенов, которые здесь захватываются макрофагами.

Красная пульпа селезенки занимает большую часть ее объема и включает венозные синусоиды селезенки и селезеночные тяжи, или тяжи красной пульпы (Бильрота). В красной пульпе происходит депонирование зрелых форменных элементов крови, разрушение старых и поврежденных эритроцитов и тромбоцитов, фагоцитоз инородных частиц, дозревание лимфоидных клеток и превращение моноцитов в макрофаги.

Синусоиды селезенки - тонкостенные анастомозирующие венозные сосуды неправильной формы, образующие основную часть красной пульпы. Они выстланы веретенообразными эндотелиальными клетками с узкими щелями между ними, через которые в просвет синусов из окружающих тяжей мигрируют форменные элементы.

Селезеночные тяжи - скопления форменных элементов крови, макрофагов и плазматических клеток, лежащие в петлях ретикулярной ткани между синусоидами. Старые или патологически измененные форменные элементы (в первую очередь, эритроциты) фагоцитируются и перевариваются макрофагами.

Кровообращение в селезенке обладает рядом особенностей и включает две системы - открытую и закрытую (см. рис. 164). В трабекулах селезенки располагаются трабекулярные артерии - ветви селезеночной артерии. Они продолжаются в пульпу (артерии красной пульпы), где окружаются периартериолярными лимфоидными муфтами (центральные артериолы). Последние по мере прохождения в белой пульпе отдают коллатерали в виде капилляров, снабжающих лимфоидную ткань и заканчивающихся в маргинальной зоне. Дистально центральная артериола утрачивает лимфоидную оболочку и, проникая в красную пульпу, разветвляется на кисточковых артериолы, на концах покрытые периартериолярными макрофагальными муфтами. Эти сосуды изливают кровь непосредственно в синусоиды селезенки (закрытое кровообращение) или между ними - в тяжи красной пульпы (открытое кровообращение), откуда она попадает в синусоиды селезенки и далее - в вены красной пульпы и трабекулярные вены, собирающиеся в селезеночную вену.

ОРГАНЫ КРОВЕТВОРЕНИЯ И ИММУНОГЕНЕЗА

Рис. 157. Красный костный мозг (общий вид)

Окраска: азур II-эозин

(после прижизненного введения животному кармина)

1 - кость: 1.1 - компактное вещество, 1.1.1 - сосуд, проникающий в губчатое вещество, 1.2 - губчатое вещество, 1.2.1 - костные трабекулы, 1.2.2 - эндост; 2 - гемопоэтический компонент; 3 - стромальный компонент: 3.1 - ретикулярные клетки, 3.2 - жировые клетки, 3.3 - макрофаги с гранулами кармина в цитоплазме; 4 - сосудистый компонент: 4.1 - синусоиды (венулярные синусы), 4.2 - центральная вена

Рис. 158. Красный костный мозг

Окраска: азур II-эозин

(после прижизненного введения животному кармина)

1 - гемопоэтический компонент: 1.1 - эритробластический островок, 1.2 - скопления развивающихся гранулоцитов, 1.3 - мегакариоцит, 1.4 - бластные формы, 1.5 - лимфоциты; 2 - стромальный компонент: 2.1 - ретикулярные клетки, 2.2 - жировые клетки, 2.3 - макрофаги с гранулами кармина; 3 - сосудистый компонент: 3.1 - синусоид (венулярный синус), 3.1.1 - эндотелий, 3.2 - зрелые форменные элементы в просвете синуса

Примечание. Гемопоэтический и стромальный компоненты образуют миелоидную ткань

Рис. 159. Тимус. Доля

Окраска: гематоксилин-эозин

1 - капсула; 2 - междольковая соединительная ткань; 3 - долька: 3.1 - корковое вещество, 3.2 - мозговое вещество, 3.2.1 - тимусные тельца (Гассаля), 3.2.2 - кровеносные сосуды

Рис. 160. Тимус. Долька

Окраска: гематоксилин-эозин

1 - междольковая соединительная ткань; 2 - корковое вещество: 2.1 - тимоциты коркового вещества; 3 - мозговое вещество: 3.1 - тимоциты мозгового вещества, 3.2 - тимусные тельца (Гассаля), 3.3 - кровеносные сосуды

Рис. 161. Лимфатический узел (общий вид)

Окраска: гематоксилин-эозин

1 - капсула; 2 - трабекула; 3 - корковое вещество: 3.1 - наружная кора, 3.1.1 - лимфоидные узелки, 3.2 - глубокая кора - паракортикальная область; 4 - мозговое вещество: 4.1 - мозговые тяжи; 5 - ворота узла: 5.1 - кровеносные сосуды; 6 - приносящие лимфатические сосуды; 7 - лимфатические синусы: 7.1 - субкапсулярный (краевой), 7.2 - межузелковый, 7.3 - мозговой, 7.4 - воротный; 8 - выносящий лимфатический сосуд

Путь лимфотока показан зелеными стрелками

Рис. 162. Лимфатический узел (участок)

Окраска: гематоксилин-эозин

1 - капсула; 2 - трабекула; 3 - корковое вещество: 3.1 - наружная кора, 3.1.1 - лимфоидный узелок (В-зависимая зона), 3.1.1.1 - герминативный центр, 3.1.1.2 - корона, 3.2 - глубокая кора - паракортикальная область (Т-зависимая зона); 4 - мозговое вещество: 4.1 - мозговые тяжи (В-зависимая зона); 5 - лимфатические синусы: 5.1 - субкапсулярный (краевой), 5.2 - межузелковый, 5.3 - мозговой

Граница между наружной корой и паракортикальной областью показана пунктирной линией

Рис. 163. Селезенка

Окраска: гематоксилин-эозин

1 - мезотелий; 2 - капсула: 2.1 - гладкие миоциты; 3 - трабекулы; 4 - элементы белой пульпы: 4.1 - лимфоидный узелок (В-зависимая зона), 4.1.1 - герминативный центр, 4.1.2 - корона; 4.2 - периартериолярная лимфоидная муфта (Т-зависимая зона), 5 - красная пульпа; 6 - сосуды: 6.1 - трабекулярная артерия, 6.2 - трабекулярная вена, 6.3 - центральная артериола

Рис. 164. Схема кровообращения в селезенке

1 - селезеночная артерия; 2 - трабекулярная артерия; 3 - артерия красной пульпы; 4 - центральная артериола: 4.1 - коллатерали центральной артериолы; 5 - кисточковые артериолы; 6 - артериола, окруженная макрофагальной муфтой, открывающаяся в синусоид селезенки - закрытое кровообращение (6.1, зеленые стрелки) или в красную пульпу - открытое кровообращение (6.2, красные стрелки); 7 - синусоид селезенки, в просвет которого через щели между эндотелиоцитами из красной пульпы мигрируют форменные элементы крови (оранжевые стрелки); 8 - вена красной пульпы; 9 - трабекулярная вена; 10 - селезеночная вена; 11 - красная пульпа; 12 - белая пульпа: 12.1 - лимфоидный узелок, 12.2 - периартериолярное лимфоидное влагалище, 12.3 - маргинальная зона; 13 - маргинальный синус