Органы кроветворения и иммунной системы

Органы кроветворения и иммунной системы тесно связаны между собой общностью происхождения, строения и функции. Родоначальником всех видов клеток крови и иммунной (лимфоид-ной) системы являются полипотентные стволовые клетки кост­ного мозга, обладающие способностью к многократному (до 100 раз) делению. В костном мозге в его гемоцитопоэтической (миелоидной) ткани из стволовых клеток образуются клетки-предшественники, из которых путем деления и дифференцировки по трем направлениям образуются в конечном итоге поступаю­щие в кровь ее форменные элементы: эритроциты, лейкоциты, тромбоциты. Из стволовых клеток в самом костном мозге и в ви-лочковой железе (тимусе) развиваются лимфоциты. В строении костного мозга и органов иммунной системы участвует лимфоидная ткань. Из костного мозга и тимуса — центральных органов иммуногенеза — лимфоциты при участии кровеносного русла миг­рируют в периферические органы иммунной системы для выполне­ния своих функций защиты организма от генетически чужерод­ных веществ (функция иммунитета). Кроветворным органом у человека после рождения является костный мозг. Начинается кроветворение в конце второй — начале третьей недели эмбриогенеза в стенке желточного мешка (эмбиональный гемопоэз), где впервые появляются кровяные островки. В этих островках из мезенхимных клеток образуются стволовые клетки, которые интраваскулярно (внутри сосудов) дифференцируются в клетки крови. После редукции желточного мешка (начиная с 7—8 недели эмбрионального развития) кроветворение продолжает­ся в печени. Из стволовых клеток, поступивших в печень из желточного мешка, образуются по ходу вросших в этот орган сосудов (экстраваскулярно) клетки крови. Кроветворение в пече­ни продолжается до конца внутриутробного периода. В эмбрио­нальном периоде в течение короткого времени кроветворение происходит также в селезенке, лимфатических узлах. Кроветворение в костном мозге, который закладывается на 2-м месяце эмбрионального развития, начинается на 12-й неделе эмбриогенеза и продолжается в течение всей жизни человека. Из стволовых клеток экстраваскулярно развиваются клетки кро­пи —эритроциты (эритропоэз), гранулоциты (гранулоцитопоэз) и тромбоциты (тромбоцитопоэз). Здесь же из стволовых клеток формируются моноциты, относящиеся к макрофагальной системе (моноцитопоэз) и клетки иммунной системы — В-лимфоциты (лимфоцитопоэз). Стволовые клетки выселяются также из кост­ного мозга в тимус, где они дифференцируются в Т-лимфоциты. Иммунная система объединяет органы и ткани, обеспечи­вающие защиту организма от генетически чужеродных клеток или веществ, поступающих извне или образующихся в организме. Органы иммунной системы вырабатывают иммунокомпетентные клетки, в первую очередь лимфоциты, а также плазмоциты (плаз­матические клетки), включают их в иммунный процесс, рас­познают и уничтожают проникшие в организм или образовавшие­ся в нем клетки и другие чужеродные вещества, «несущие на себе признаки генетически чужеродной информации» (Р. В. Пет­ров). При попадании в организм чужеродных веществ — антиге­нов, в нем образуются нейтрализующие их защитные вещества — антитела (сложные белки, иммуноглобулины). К органам иммунной системы (лимфоидным органам), по современным данным, относятся все органы, которые участвуют в образовании клеток, осуществляющих защитные реакции организ­ма (лимфоцитов, плазматических клеток). Построены иммунные органы из лимфоидной ткани, которая представляет собой рети­кулярную строму и расположенные в ее петлях клетки лимфоид-ного ряда: лимфоциты различной степени зрелости (молодые клет­ки лимфоидного ряда — (бласты, большие, средние и малые лим­фоциты), молодые и зрелые плазматические клетки (плазмобласты, плазмоциты), а также макрофаги и другие клеточные элементы. К органам иммунной системы относятся: костный мозг, тимус, скопления лимфоидной ткани, расположенные в стенках полых органов пищеварительной, дыхательной систем и мочеполового аппарата (миндалины, лимфоидные (пейеровы) бляшки тонкой кишки, одиночные лимфоидные узелки в слизистых оболочках внутренних органов), лимфатические узлы, селезенка. Костный мозг, тимус, в которых из стволовых клеток дифференцируются лимфоциты, относятся к центральным органам иммунной систе­мы, остальные являются периферическими органами иммуногене­за: в эти органы лимфоциты выселяются из центральных органов иммуногенеза. Стволовые клетки, поступающие из костного мозга в кровь, уже на 7—8-й неделе эмбрионального развития заселяют тимус, где осуществляется дифференцировка Т-лимфоцитов (тимусзависимых). В-лимфоциты (6урсазависимые, не зависящие в своей дифференцировке от тимуса) развиваются из стволовых клеток в самом костном мозге, который в настоящее время рассматривает­ся у человека в качестве аналога бурсы (сумки) Фабрициуса (клеточного скопления в стенке клоачного отдела кишки у птиц). Обе эти популяции лимфоцитов (Т- и В-лимфоциты) с током крови поступают из тимуса и костного мозга в периферические органы иммунной системы. Т-лимфоциты обеспечивают осу­ществление клеточного (в основном) и гуморального иммунитета; они уничтожают чужеродные, а также и измененные, погибшие собственные клетки. В-лиимфоциты выполняют функции гумораль­ного иммунитета. Производные В-лимфоцитов — плазматические клетки синтезируют и выделяют в кровь, в секрет желез антитела, которые способны вступатъ в соединение с соответствующими антигенами и нейтрализовать их. Т-лимфоциты заселяют тимусзависимые зоны лимфатических узлов (паракортикальную зону), селезенки (лимфоидные периар-териальные муфты). В-лимфициты, являющиеся предшественни­ками антителообразующих клеток (плазматических клеток и лим­фоцитов с повышенной активностью), поступают в бурсазависи-мые зоны лимфатических узлов (лимфоидные узелки, мякотные тяжи) и селезенки (лимфоидные узелки, кроме их периартериаль-ной зоны). Функционирующие совместно популяции Т- и В-лим­фоцитов, при участии макрофагов, осуществляют генетический контроль и обеспечивают иммунный ответ в организме. Т- и В-лимфоциты в световом микроскопе отличить друг от друга невозможно. В электронном микроскопе видно, что лимфо­циты на своей поверхности имеют ультрамикроскопической вели чины цитоплазматические выросты — микроворсинки, несущие ре­цепторы (чувствительные аппараты), распознающие антигены, вы­зывающие в организме иммунные реакции — образование антител клетками лимфоидной ткани. Количество (плотность расположе­ния) таких микроворсинок на поверхности В-клеток в 100— 200 раз больше, чем на поверхности Т-лимфоцитов. Большинство из имеющихся в организме лимфоцитов являют­ся рециркулирующими (многократно циркулирующими) между различными средами обитания: органы иммунной системы, где эти клетки образуются, лимфатические сосуды, кровь, вновь ор­ганы иммунной системы и т. д. При этом считают, что в костный мозг и тимус лимфоциты повторно не попадают. Из общего коли­чества лимфоцитов, масса которых в теле взрослого человека рав­на примерно 1500 г (6- 1012 клеток), на долю крови (вне крове­творных и иммунных органов) приходится лишь 0,2 % (3 г), что составляет примерно 12- 109 клеток. Остальные лимфоциты на­ходятся в лимфоидной ткани органов иммунной системы (100 г) в костном мозге (100 г) и в тканях человеческого организма, включая лимфу (1300 г) (Е. Osgood). В 1 мм3 лимфы грудного протока находится от 2000 до 20 000 лимфоцитов. В 1 мм! пери­ферической лимфы (до прохождения ее через лимфатические уз­лы) содержится в среднем 200 клеток. У новорожденного общая масса лимфоцитов в среднем состав­ляет 150 г. Из них 0,3 % находится в крови. Затем количество лимфоцитов быстро нарастает, так что у ребенка от шести месяцев и до шести лет их масса равна уже 650 г. К 15 годам она увеличи­вается до 1250 г. В течение всего этого времени на долю лимфо­цитов крови приходится 0,2 % всей массы этих клеток иммунной системы. В анатомии органов иммунной системы можно выделить ряд закономерностей. Одни характерны для всех органов иммунной системы, другие — только для центральных органов, третьи — только для периферических органов иммуногенеза. 1. Первая закономерность всех органов иммунной системы состоит в том, что рабочей паренхимой органов иммуногенеза является лимфоидная ткань. Второй характерный морфологиче­ский признак всех органов иммунной системы — их ранняя за­кладка в эмбриогенезе. Так, костный мозг начинает формиро­ваться на 7—8-й неделе эмбрионального развития, закладка ти­муса происходит на 4—5-й неделе внутриутробного развития, се­лезенки — на 5—6-й неделе, лимфатических узлов — на 7—8-й, небных и глоточной миндалин — на 9—14-й, лимфоидных бля­шек тонкой кишки и лимфоидных узелков червеобразного отрост­ка — на 14—16-й, одиночных лимфоидных узелков слизистых обо­лочек внутренних органов — на 16—18-й, язычной миндалины — на 24—25-й, трубных миндалин — на 28—32-й неделе. Третьей особенностью органов иммунной системы является их морфологическая сформированность и функциональная зрелость к моменту рождения. Так, красный костный мозг, содержащий стволовые клетки, миелоидную и лимфоидную ткани, к моменту рождения занимает все костно-мозговые полоски. Тимус у ново­рожденного имеет такую же относительную массу, как у детей и подростков, и составляет 0,3 % массы тела. Наличие лимфоидных узелков в периферических лимфоидных органах (небные мин­далины, аппендикс), отмеченное у плодов последних месяцев развития, также является признаком зрелости органов иммуно­генеза. В-четвертых, органы иммунной системы достигают своего максимального развития (в количественном отношении — масса, размеры, число лимфоидных узелков, наличие в них центров раз­множения) в детском возрасте и у подростков. И, наконец, пятой закономерностью органов иммунной системы является их относи­тельно ранняя возрастная инволюция. Начиная с подросткового, юношеского и даже детского возраста, как в центральных, так и периферических органах иммунной системы постепенно уменьша­ется количество лимфоидных узелков, в них исчезают центры размножения, уменьшается общее количество лимфоидной ткани. На месте лимфоидной ткани появляется жировая ткань, которая как бы вытесняет, замещает лимфоидную паренхиму. В этих ор­ганах по мере увеличения возраста человека разрастается соеди­нительная ткань. Закономерностями (особенностями) центральных органов иммунной системы являются: во-первых, их расположение в хоро­шо защищенных от внешних воздействий местах. Костный мозг находится в костно-мозговых полостях, тимус — в грудной по­лости позади широкой и прочной грудины. Во вторых, и костный мозг, и тимус, являются местом дифференцировки из стволовых клеток лимфоцитов. В-третьих, в центральных органах иммунной системы лимфоидная ткань находится в своеобразной среде микроокружения. В костном мозге такой средой является миелоидная ткань, в тимусе — эпителиальная ткань. Характерным для периферических органов иммунной системы является дифференцировка лимфоидной ткани, появление вна­чале скоплений клеток лимфоидного ряда — лимфоидных предузелков, затем из них лимфоидных узелков и в них уже центров размножения. Вначале появляются не имеющие четких границ скопления лимфоидной ткани, которые можно рассматривать как диффузную, или предузелковую, стадию формирования перифери­ческих органов иммуногенеза. Такие диффузные скопления лим­фоидной ткани можно видеть во внутриутробном периоде разви­тия человека на месте будущих миндалин, лимфоидных (пейеровых) бляшек, лимфатических узлов, а также в постнатальном онтогенезе в стенках пищевода, дь1хательных путей и мочевыводящих путей, где нет постоянного и длительного антигенного воздействия на слизистые оболочки, как это имеет место у же­лудка, тонкой и толстой кишок, в которых пища задерживается довольно долго. В дальнейшем мелкие диффузные скопления лимфоидной тка­ни (предузелки) как бы уплотняются, приобретают четкие границы. В крупных скоплениях диффузной лимфоидной ткани (мин­далины, лимфоидные бляшки, лимфатические узлы) также появ­ляются уплотнения клеток лимфоидного ряда — лимфоидные узелки. Такие лимфоидные узелки появляются незадолго перед рождением или вскоре после него. Наличие лимфоидных узелков в лимфоидной ткани миндалин, лимфатических узлов, селезенки, в слизистых оболочках желудка, кишечника рассматривается как состояние морфологической зрелости органов иммунной системы, их готовности выполнять защитные функции в организме. Наиболее высокой степенью дифференцировки органов иммун­ной системы следует считать появление в лимфоидных узелках центров размножения (герминативных, светлых центров). Такие центры появляются в узелках при наличии длительно действую­щих или сильных антигенных влияний. Интенсивное появление центров размножения в лимфоидных узелках наблюдается у де­тей, начиная с грудного возраста. Так, у детей 1 — 3 лет до 70 % лимфоидных узелков в стенках тонкой кишки имеют центр раз­множения. Появление центров размножения свидетельствует, с одной стороны, о влиянии на организм сильных и разнообразных факторов внешней среды, с другой — о большой активности за­щитных сил организма.

В узелках без центра размножения (первичные узелки) клетки лимфоидного ряда располагаются плотно и более менее равномер­но на всей их площади. В лимфоидных узелках с центром размно­жения (вторичные узелки) периферическая часть узелка (вокруг центра размножения) состоит из компактно лежащих клеток, главным образом малых и средних лимфоцитов. Центры размножения, являющиеся одним из мест образования лимфоцитов, содержат в значительном количестве лимфобласты и большие лимфоциты, а также митотически делящиеся клетки. Начиная с 8—18 лет число и размеры лимфоидных узелков по­степенно уменьшаются, исчезают центры размножения. После 40—60 лет на месте лимфоидных узелков остается диффузная лимфоидная ткань, которая по мере увеличения возраста челове­ка в значительной своей части замещается жировой тканью. Второй закономерностью периферических органов иммунной системы является расположение их на пути возможного внедрения в организм генетически чужеродных веществ или на путях сле­дования таких веществ, образовавшихся в самом организме. Миндалины, образующие глоточное лимфоидное кольцо (Пирогова—Вальдейера), окружают вход в глотку из полости рта и по­лости носа. В слизистых оболочках органов пищеварения, дыха­тельных и мочевыводящих путей располагаются многочисленные мелкие скопления лимфоидной ткани — лимфоидные узелки. В стенках тонкой и толстой кишок с их разными средами ми­крофлоры (по обе стороны от подвздошно-слепокишечной заслон­ки) находятся многочисленные и довольно крупные скопления лимфоидной ткани. В стенках тонкой кишки это крупные лимфо­идные (пейеровы) бляшки и большое количество одиночных лимфоидных узелков. По другую сторону от подвздошно-слепо-кишечной заслонки находятся слепая кишка и червеобразный отросток (аппендикс) с их многочисленными лимфоидными узел­ками. Лимфатические узелки лежат на путях тока лимфы от органов и тканей, в том числе и покровов человеческого тела — кожи и слизистых оболочек. Селезенка, лежащая на пути тока крови из артериальной системы в венозную, является единственным органом, «контроли­рующим» кровь. В этом органе функции распознавания и утили­зации вышедших из строя эритроцитов выполняют периартериаль-ные лимфоидные муфты, эллипсоиды, своеобразно устроенные широкие синусы селезенки и ее красная пульпа (паренхима селезенки).