Лимфоидные образования создают основу для иммунитета — защиты организма от чужеродных веществ, поступающих извне или образующихся внутри организма. Чужеродными для организма веществами могут быть различные химические соединения, клеточные и тканевые структуры. Из окружающей среды поступают бактерии, вирусы, простейшие, гельминты, иногда трансплантируемые органы и ткани. Внутри организма чужеродные вещества образуются вследствие мутаций собственных клеток, а также в результате сбоя биохимических процессов.
Классификация
Различают первичные и вторичные иммунные образования. Первичные лимфоидные (иммунные) образования (рис. 198): тимус (thymus); костный мозг (красный) [medulla ossium (rubra)].
Вторичные лимфоидные (иммунные) образования:
1) одиночные лимфоидные узелки (noduli lymphoidei solitarii) слизистой оболочки полых внутренних органов;
2) групповые лимфоидные узелки (лимфоидные бляшки слизистой оболочки тонкой кишки) (noduli lymphoidei aggregate);
3) лимфоидные узелки червеобразного отростка (noduli lymphoidei aggregati appendices vermiformis);
4) глоточное лимфоидное кольцо (anulus lymphoideus pharyngis);
5) лимфатические узлы (nodi lymphatici; nodi lymphoidei);
6) селезенка (splen; lien).
Общий план строения
Лимфоидные структуры формируются из лимфоидной ткани, в состав которой входят ретикулярные волокна и клетки, образующие сложное переплетение в виде сетевидной конструкции. В ней располагаются лимфоциты различной степени зрелости, а также плазматические клетки, макрофаги и другие клеточные элементы. Наиболее многочисленны малые лимфоциты.
Рис. 198. Схема расположения первичных и вторичных органов иммунной системы у человека:
1 — костный мозг; 2 — миндалины лимфоидного глоточного кольца; 3 — тимус; 4 — лимфатические узлы (подмышечные); 5 — селезенка; 6 — лимфоидная (пейерова) бляшка; 7 — аппендикс; 8 — лимфоидные узелки
В иммунных образованиях есть малые лимфоциты двух видов: Т-лимфоциты и В-лимфоциты. Т-лимфоциты, называемые тимусзависимыми, образуются в тимусе. В-лимфоциты, или бурсозависимые (от bursa — сумка), у птиц образуются в сумке Фабрициуса, которая является клеточным скоплением в стенке клоаки. У человека этой сумки нет, и В-лимфоциты появляются в ее функциональном аналоге — красном костном мозге.
Лимфоидная ткань формирует паренхиму органов иммуногенеза (тимус, лимфатические узлы, селезенка).
К иммунным образованиям относят также многочисленные рассеянные лимфоциты и другие иммунокомпетентные клетки, находящиеся в крови, лимфе, тканях и органах.
Функционирование иммунных образований
Еще во внутриутробном периоде развития человека в красном костном мозге из мезенхимы образуются стволовые клетки, которые являются предшественниками всех клеток крови (из них развиваются эритроциты и лейкоциты, в том числе и лимфоциты, тромбоциты).
Стволовые клетки с током крови мигрируют в первичные иммунные образования, где в тимусе из них образуются Т-лимфоциты, а в красном костном мозге — В-лимфоциты.
Далее Т- и В-лимфоциты также по кровеносному руслу мигрируют во вторичные иммунные образования, где осуществляют функцию защиты организма. Т-лимфоциты уничтожают чужеродные вещества и клетки (клетки-мишени) путем непосредственного контакта с ними, а имеющиеся в иммунных структурах макрофаги фагоцитируют чужеродные вещества. В-лимфоциты и особенно плазматические клетки, которые дифференцируются из В-лимфоцитов, продуцируют специальные белки — иммуноглобулины, которые называются антителами. Антитела поступают в жидкости организма (кровь, лимфу), где связываются с чужеродными веществами — антигенами, инактивируя и уничтожая их.
Распознавание антигенов лимфоцитами и макрофагами происходит с использованием специальных рецепторов. Эти рецепторы находятся на выростах оболочки (мембраны) клетки, которые называются микроворсинками. На поверхности В-лимфоцита микроворсинок в 100- 200 раз больше, чем на поверхности Т-лимфоцита. Рецепторы различаются по микроструктуре и воспринимают разные раздражители.
Выделяют несколько подтипов Т-лимфоцитов, различных в функциональном отношении:
1) клетки-киллеры убивают чужеродные клетки;
2) клетки-хелперы продуцируют особое вещество, активирующее В-лимфоциты;
3) клетки памяти запоминают различные антигены;
4) клетки-супрессоры подавляют деятельность других лимфоцитов;
5) клетки-амплифайеры усиливают функции других лимфоцитов, а также участвуют в процессе размножения лимфоцитов.
Среди В-лимфоцитов имеются клетки, функция которых заключается в длительном хранении информации (В-клетки памяти), а также клетки-супрессоры, подавляющие выработку антител.
Небольшой процент малых лимфоцитов (5-10\% от общего числа) не обладает признаками ни Т-, ни В-лимфоцитов. Эти клетки называются нулевыми.
Иммунная реакция обычно состоит из сложной цепочки взаимодействий между различными видами Т- и В-лимфоцитов, макрофагами, а также из превращений В-лимфоцитов в плазматические клетки.
Особенности расположения
Первичные иммунные образования — тимус и красный костный мозг располагаются в теле человека в хорошо защищенных местах, что определяется их большой значимостью для организма. Так, тимус находится в грудной полости за грудиной, а красный костный мозг — в ячейках губчатого вещества плоских и коротких (губчатых) костей, а также в эпифизах трубчатых костей.
Вторичные иммунные образования находятся в местах, где существует наибольшая вероятность внедрения в организм чужеродных веществ или распространения их по организму, а также на границах сред обитания внутри организма.
Лимфоидные узелки, располагаясь в слизистой оболочке полых внутренних органов пищеварительной, дыхательной систем и мочеполового аппарата, уничтожают антигены, которые проникают через поврежденный эпителий слизистой оболочки; контролируют продукты всасывания и являются, таким образом, «второй линией обороны» (после эпителия) внутренних органов.
Глоточное лимфоидное кольцо, состоящее из миндалин, находится в начале пищеварительной и дыхательной систем. Здесь с иммуно-
компетентными структурами впервые соприкасаются компоненты пищи и воздуха.
Лимфатические узлы лежат на пути тока лимфы. В них происходит очистка лимфы. Здесь задерживаются и уничтожаются распространяющиеся с лимфой микроорганизмы и опухолевые клетки, а также продукты метаболизма и распада собственных клеток организма. Кроме того, из лимфатических узлов в лимфу поступают лимфоциты, образующиеся в самих лимфатических узлах.
Селезенка осуществляет контроль крови. В селезенке происходят выявление и уничтожение отслуживших клеток крови (эритроцитов и лейкоцитов).
Иммунные клетки крови и лимфы (лимфоциты, плазматические клетки) защищают все органы и ткани, через которые они протекают, а также обеспечивают связь между периферическими иммунными о бразованиями.
Лимфоциты и антитела обнаруживаются также в других жидкостях организма: спинномозговой, синовиальной, слезной, в выделениях слизистой оболочки полости носа и других дыхательных путей, в слюне, слизи желудочно-кишечного тракта, мочевых и половых путях и т.д.
Особенности онтогенеза
Иммунные образования закладываются на ранних стадиях эмбрионального развития: на 4-й неделе начинается формирование тимуса и красного костного мозга, а на 5-й неделе — селезенки.
В процессе внутриутробного развития происходит процесс «знакомства» лимфоцитов с собственными клетками организма, чтобы в последующем его клетки не подвергались атакам со стороны иммунных клеток. Кроме того, во внутриутробном периоде и сразу после рождения происходит программирование лимфоцитов для выполнения ими своих функций. Этот процесс осуществляется в первичных иммунных структурах.
Иммунная защита плода во внутриутробном периоде осуществляется в основном клетками и антителами матери через плаценту. К моменту рождения иммунные образования уже, как правило, достаточно хорошо сформированы. Значительного развития они достигают к 4-7 годам жизни, в период расцвета познавательной деятельности ребенка.
С 10-18 лет начинается прогрессирующая инволюция иммунных образований, выражающаяся в атрофии лимфоидной ткани и заме-
щении ее рыхлой соединительной или жировой тканью. Естественно, этот процесс отрицательно сказывается на состоянии иммунитета, что находит отражение в увеличении заболеваемости.
Всего в организме в период расцвета содержится около 6х1012 лимфоцитов, что составляет примерно 5-ю часть клеток организма. Масса иммунных образований (без костного мозга) составляет 1,5-2,0 кг (масса тимуса — только 30-40 г).
Особенности строения отдельных лимфоидных (иммунных) образований
Тимус (thymus) располагается в переднем средостении (рис. 199). Состоит из двух долей — правой (lobus dexter) и левой (lobus sinister). Орган покрыт тонкой соединительнотканной капсулой, которая образует перегородки между отдельными дольками тимуса. Паренхима до-
Рис. 199. Тимус:
1 — доли тимуса (правая и левая); 2 — внутренние грудные артерия и вена; 3 — перикард; 4 — левое легкое; 5 — плечеголовная вена (левая)
лек состоит из расположенного по периферии более темного коркового вещества и залегающего ближе к центру дольки светлого мозгового вещества. В состав паренхимы входит лимфоидная ткань, представленная преимущественно Т-лимфоцитами. Последние локализуются в петлях сети, образованной многоотростчатыми клетками — эпителиоретикулоцитами. В корковом веществе плотность лимфоцитов больше, чем в мозговом, что обусловливает более темный цвет коркового вещества. Кроме того, в паренхиме железы обнаруживаются особые эпителиальные образования — тимические тельца (рис. 200). Эпителиальные клетки тимуса продуцируют гормоны тимозин и тимопоэтин. Тимопоэтин играет большую роль в процессах образования Т-лимфоцитов из стволовых клеток.
С возрастом железа значительно уменьшается в объеме, но полностью не исчезает и сохраняется в виде фрагментов в жировой ткани позади грудины.
Красный костный мозг (medulla ossium rubra). В состав красного костного мозга входят стволовые клетки; эритроциты, лейкоциты, лимфоциты и тромбоциты на различных стадиях развития; ретикулярная ткань. В красном костном мозге много кровеносных сосудов. Капилляры широкие, синусоидные (диаметром до 500 мкм). Через их стенку в кровеносное русло мигрируют созревшие клетки крови и лимфоциты.
Рис. 200. Микроскопическое строение тимуса:
1 — капсула тимуса; 2 — кора тимуса; 3 — мозговое вещество тимуса; 4 — тимические тельца (тельца Гассаля); 5 — междольковая перегородка
В эмбриональном периоде красный костный мозг заполняет почти все полости костей. К 25 годам в диафизах трубчатых костей он замещается желтым костным мозгом (жировая ткань).
Одиночные лимфоидные узелки (noduli lymphoidei solitarii) располагаются в собственной пластинке слизистой оболочки, а также в подслизистой основе полых внутренних органов пищеварительной, дыхательной систем и мочеполового аппарата (рис. 201).
Лимфоидные узелки — это локальные скопления лимфоидной ткани диаметром до 1-2 мм. Соединительнотканной оболочки не имеют, но окружены сеточкой из ретикулярных волокон. Внутри них, в середине, может находиться центр размножения лимфоцитов в виде светлого центрального участка. Лимфоциты могут мигрировать из лимфоидных узелков и располагаться между ними, а также проникать через эпителиальную выстилку и попадать в просвет желудочно-кишечного тракта, дыхательных, мочевых и половых путей.
В стенках тонкой кишки есть групповые лимфоидные узелки (лимфоидные бляшки) (noduli lymphoitici aggregati) (рис. 202). Лимфоидные бляшки обнаруживаются на всем протяжении тонкой кишки, но их концентрация и размеры возрастают по мере приближения к месту перехода тонкой кишки в толстую. Длина бляшек составляет 0,5-15,0 см, ширина 0,2-1,5 см, но может достигать 3-5 см. Считается, что слившиеся 5 узелков и более образуют одну бляшку.
Лимфоидные узелки червеобразного отростка (noduli lymphoidei aggregati appendices vermiformis). Большое количество лимфоидных узелков находится в стенках червеобразного отростка, отходящего от слепой кишки.
Рис. 201. Схема строения одиночного лимфоидного узелка:
1 — мантия лимфоидного узелка; 2 — центр размножения лимфоидного узелка; 3 — мышечная пластинка слизистой оболочки; 4 — слизистая оболочка кишки; 5 — ворсинки кишки
Рис. 202. Одиночные лимфоидные узелки (1) и лимфоидная бляшка (2) в стенке тонкой кишки
Значительное количество лимфоидных образований по обеим сторонам соединения тонкой и толстой кишок, по-видимому, обусловлено различными средами обитания: разные рН, микрофлора и т.д.
Глоточное лимфоидное кольцо (anulus lymphoideus pharyngis) состоит из миндалин (tonsillae). Выделяют язычную миндалину (tonsilla lingualis), две нёбные (tonsillaepalatinae), две трубные (tonsillae tubariae) и глоточную (tonsilla pharyngea).
Язычная миндалина входит в состав корня языка, нёбные располагаются в миндаликовых ямках между нёбно-язычными и нёбно-глоточными дужками, трубные — впереди глоточного отверстия слуховой трубы в глотке, глоточная — в месте перехода верхней стенки глотки в заднюю.
По строению миндалины представляют собой скопления лимфоидных узелков и межузелковой лимфоидной ткани, покрытые эпителием слизистой оболочки со стороны просвета глотки и полости рта. Эпителий в области миндалин вдается вглубь, образуя крипты, значительно увеличивающие поверхность миндалин (рис. 203). Наиболее глубокие крипты у нёбных миндалин, наименее глубокие — у трубных. Капсула, отделяющая миндалины от соседних структур, выражена плохо.
Лимфатические узлы (nodi lymphatici, nodi lymphoidei). На пути тока лимфы расположено, как правило, до 6-10 лимфатических узлов. Снаружи узлы покрыты тонкой соединительнотканной капсулой (capsula), вдающейся внутрь в виде трабекул (trabeculae). Основную
Рис. 203. Строение нёбной миндалины:
1 — слизистая оболочка; 2 — многослойный плоский эпителий; 3 — лимфоидная ткань миндалины; 4 — лимфоидные узелки; 5 — просвет крипты (по И. В. Алмазову и Л. С. Сутулову)
массу узла составляют строма и паренхима. В паренхиме узла, так же как и в тимусе, различают более темное корковое вещество (cortex), заполняющее на периферии, под капсулой, промежутки между трабекулами, и более светлое мозговое вещество (medulla), занимающее центральную часть узла (см. рис. 188). Концентрация лимфоцитов, как и в тимусе, в корковом веществе выше, чем в мозговом.
Кроме того, в корковом веществе располагаются лимфоидные узелки диаметром 0,5-1,0 мм. Часть из них имеет центр размножения. В других местах паренхимы находится диффузная лимфоидная ткань.
Лимфоидные узелки коркового вещества и мозговое вещество лимфатических узлов состоят из В-лимфоцитов. Т-лимфоциты расположены в виде пластинки на границе коркового и мозгового вещества.
В паренхиме лимфатических узлов проходит сеть каналов, по которым через узлы течет лимфа. Эти каналы называются лимфатическими синусами. Поступающая по приносящим лимфатическим сосудам лимфа попадает сначала в подкапсулярный (краевой) синус, а потом через синусы коркового и мозгового веществ достигает воротного синуса (в воротах узла) и покидает узел по выносящим сосудам.
В просвете синусов имеется сеть, образованная ретикулярными волокнами и клетками. Эта сеть вместе с выходящими из паренхимы в просвет синусов лимфоцитами выполняет роль фильтра, который задерживает и уничтожает распространяющиеся по лимфатическому руслу чужеродные вещества (частицы разрушенных клеток, микроорганизмы, опухолевые клетки).
Селезенка (spleen; lien); этот орган располагается в брюшной полости, в области левого подреберья. Имеет диафрагмальную поверхность (facies diaphragmatica), прилегающую к диафрагме, и висцеральную поверхность (facies visceralis), обращенную к дну желудка, левой почке, левому изгибу ободочной кишки и хвосту поджелудочной железы. В ворота селезенки (hilum splenicum (lienale)) впадает крупный артериальный сосуд — селезеночная артерия, приносящая большое количество крови, которая, проходя через селезенку, контролируется в ней иммунокомпетентными клетками так же, как лимфа, проходящая через лимфатические узлы.
Селезенка со всех сторон покрыта брюшиной. Под серозной оболочкой имеется фиброзная оболочка селезенки, которая так же, как и в лимфатических узлах, проникает внутрь органа и образует трабекулы селезенки.
Рис. 204. Лимфоидные образования селезенки и их взаимоотношение с кровеносными сосудами (схема):
1 — фиброзная оболочка; 2 — трабекула селезенки; 3 — венозные синусы селезенки; 4 — эллипсоидная макрофагальная муфта; 5 — кисточковые артериолы; 6 — центральная артерия; 7 — лимфоидный узелок; 8 — лимфоидная периартериальная муфта; 9 — красная пульпа; 10 — пульпарная артерия; 11 — селезеночная вена; 12 — селезеночная артерия; 13 — трабекулярные артерия и вена
Между трабекулами находится паренхима, состоящая из красной и белой пульпы (рис. 204).
Красная пульпа (pulpa rubra) включает в себя лимфоидную ткань, эритроциты, макрофаги и венозные синусы селезенки. Синусы выстланы эндотелием с большим количеством пор, поэтому лимфоциты и мак-
рофаги лимфоидной ткани могут свободно контактировать с клетками крови.
Белая пульпа (pulpa alba) имеет вид лимфоидных узелков и периартериальных лимфоидных муфт, нанизанных на мелкие внутриорганные артерии (лимфоидные узелки округлые, а муфты цилиндрические).
Т-лимфоциты заселяют центральную (около артерии) часть лимфоидных узелков и периартериальные муфты, а В-лимфоциты — периферическую часть лимфоидных узелков. В красной пульпе имеются Т- и В-лимфоциты, макрофаги.
Лимфоциты и особенно макрофаги селезенки уничтожают поступающие с током крови антигены, выявляют (по состоянию мембраны) поврежденные или отслужившие эритроциты и лейкоциты (гранулоциты) и уничтожают их. Части эритроцитов и лейкоцитов утилизируются организмом и идут на построение новых клеток, синтез белков, образование желчи.
Таким образом, лимфоидные (иммунные) образования выполняют разнообразные и очень важные для жизнедеятельности организма функции.
Иммунные образования находятся в тесной функциональной связи с другими аппаратами и системами организма. Процессы роста, дифференцировки, размножения, работоспособность иммунокомпетентных клеток регулируются нервной системой и гормонами.
Вместе с эндокринными железами и нервной системой иммунные структуры образуют глобальную функциональную систему раннего оповещения и защиты организма от чужеродных клеток и веществ.
Иммунная защита полости рта
Рот является одним из «входов» в организм, поэтому имеет хорошо развитую и комплексную систему защиты. Эту систему составляют следующие образования:
1) нёбные и язычная миндалины;
2) лимфатические узлы, в которые оттекает лимфа от полости рта и зубов: в первую очередь поднижнечелюстные, подподбородочные, околоушные, заглоточные (более подробно см. соответствующий раздел второго тома);
3) отдельные иммунокомпетентные клетки (лимфоциты, плазматические клетки, макрофаги), мигрирующие из крови, миндалин и располагающиеся диффузно в слизистой оболочке, периодонте,
пульпе зубов, а также выходящие через эпителиальную выстилку в полость рта;
4) выделямые иммунокомпетентными клетками биологически активные вещества (антитела, ферменты, антибиотики), которые поступают в слюну, омывающую полость рта;
5) иммунные клетки, содержащиеся в кровеносных и лимфатических сосудах.
Вопросы для самоконтроля
1. Расскажите классификацию лимфоидных (иммунных) образований.
2. Что является характерной особенностью строения иммунных структур?
3. Какие вы знаете подтипы Т- и В-лимфоцитов?
4. Как устроен лимфатический узел?
5. Какие особенности расположения иммунных образований вы знаете?
6. Какие особенности онтогенеза иммунных образований вам известны?
7. Какие особенности строения тимуса вам известны?
8. В чем заключаются особенности строения селезенки?
9. Какие иммунные структуры защищают полость рта?