67 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.