В Анатомия органов иммунной и кроветворной системы. Лекционный и теоретический материал. Ведение в иммунологию и гемостазиологию

Биологическая защита человека организуется: 1) благодаря врожденному и приобретенному иммунитету — активной способности иммунных органов, иммунных клеточных популяций и биохимических соединений (антител) осуществлять не восприимчивость организма к внешней и внутренней биологической агрессии и 2) благодаря способности пограничных эпителиев и желёз обезвреживать и удалять разных вредоносных агентов из пограничных с окружающей средой тканей и органов. Иммунные и кроветворные органы работают совместно и содружественно, постоянно обновляя и поддерживая внутреннее постоянство организма. Иммунная система находится под общим управлением висцерального мозга, которое осуществляется главным образом через лимбическую и гипоталамо-гипофизарную систему, как при помощи нервных импульсов, так и нейрохимическими путями через трансмиттеры (медиаторы - посредники) и нейротрофины. Сами нервные клетки используют иммунные механизмы для собственных пластических перестроек, развития, дифференцировки и обучения. Таким образом, имеется взаимное и тесное морфо-функциональное переплетение двух систем, особенно в таких структурах лимбической системы как гиппокамп, парагиппокампальная извилина, передние базальные ядра, блестящая перегородка. Благодаря этому создается единый нейро-эндокринно-иммунный механизм, в первую очередь, для обеспечения быстрых пластических изменений при ликвидации стрессовых и экстремальных ситуаций и восстановлении структуры и функции трёх систем.

Иммунная и кроветворная система представлена органами из ретикулярной, лимфоидной и миелоидной ткани, воспроизводящими все виды клеток крови, лимфы, иммунной защиты. Воспроизводство, обновление и рециркуляция иммунных и кроветворных клеток – главные свойства системы. Стволовые полипотентные клетки или колониеобразующие единицы (СПК=КОЕ) красного костного мозга – предшественники всех иммунных и кроветворных клеток.

Иммунная и кроветворная система представлена не только органами, но и популяциями клеток, которые образуются из стволовых клеток красного костного мозга, вилочковой железы и других иммунных органов, а расселяются и работают в эпителиальных и соединительных тканях всех органов. Клеточные популяции в свою очередь производят много биохимических соединений, участвующих в иммунитете и гемостазе. На иммунных клетках (макрофагах, лимфоцитах) присутствуют рецепторы по восприятию норадреналина, ацетилхолина, нейропептидов и опиатов, что обеспечивает этим нейротрансмиттерам непосредственное участие в регуляции иммунных процессов. Серотонин и опиаты подавляют пролиферацию макрофагов и лимфоцитов, обладая иммунноугнетающим действием. Дофамин, субстанция Р и ГАМК, усиливают пролиферацию этих клеток, стимулируя иммунитет. Развивающиеся нейроны коры выделяют трансформирующий фактор роста (цитокин), повышающий пролиферацию макрофагов.

Краткие исторические сведения.

• Э. Дженнер – первые прививки от оспы в конце XVIII века. В Российской империи пример внедрения оспопрививания подала императрица Екатерина II.

• П. Эрлих (1898-1900 г.г.) – разработчик гуморальной теории иммунитета.

• Л.Пастер – создатель вакцин в конце XIX века: первая от бешенства.

• И.И. Мечников – первооткрыватель клеточного иммунитета – Нобелевский лауреат 1909 года.

• П. Медавар – Нобелевский лауреат, 1954 год: иммунитет защищает от инфекции и любой генетически чужеродной структуры.

• А. Барнет, 1964г. – открытие минимального признака несовместимости – один чужеродный ген.

В иммунной системе различают центральные и периферические органы. В состав центральных органов входят красный костный мозг и вилочковая железа, в состав периферических – селезенка, миндалины глоточного лимфоидного кольца, лимфатические узлы и самые многочисленные малые органы — одиночные и групповые лимфоидные узелки, расположенные в коже и слизистых оболочках внутренних органов.

Закономерности развития. Закладка ранняя: 4-5 неделя. Структурная сформированность и функциональная зрелость к рождению. Максимальное развитие в детском и подростковом возрасте. Ранняя и медленная инволюция. Иммунодефицит и гибель при экстремальном остром или хроническом воздействии радиоизотопного излучения, ОВ и токсинов, вирусов и бактерий, аутоиммунных антигенов.

Онтогенез

1).Мезобластический или ангиобластический этап с 1 по 4 месяц. Органы: желточный мешок, плацента, тимус. Источник воспроизводства - Стволовые Клетки (СК).

2). Гепатолиенальный или экстрамедуллярный этап с 3, 4 по 8 месяц. Органы - печень и селезенка, лимфоузлы. Источник – СК.

3) Медуллярный этап: эритро -, гранулоцито- и тромбоцитопоэз. Орган - красный и желтый костный мозг: с 7-9 месяца плодного периода и до конца жизни. Источник – СК.

Основные типы стволовых клеток эмбриона - внутренние клетки бластоцисты; плода - нейральные клетки нервного гребня, гемопоэтические клетки костного мозга и предшественницы В-клеток панкреас; мезенхимальные и соматические клетки.

Иммуногенез.

• Образование Т- и В-лимфоцитов в центральных иммунных органах из полипотентных стволовых клеток или колониеобразующих единиц: ПСК=КОЕ.

• Антигеннезависимая дифференцировка Т-клеток в вилочковой железе, В-клеток в красном костном мозге.

• Программирование Т- и В-клеток на эффекторы и клетки иммунной памяти.

• Переселение Т и В лимфоцитов в периферические иммунные органы.

• Антигенная стимуляция и образование Т-эффекторов, Т-киллеров, Т-супрессоров (подавителей иммунного ответа В-лимфоцитов), Т-амплификаторов (клеток-источников Т- популяции), Т-хелперов (помощников в кооперации с В-лимфоцитами).

• Постоянная рециркуляция Т- и В-лимфоцитов в организме.

• Выделение Т- эффекторами лимфокинов, интерферонов и др. медиаторов для регуляции созревания, взаимодействия и работы иммунных клеток.

• Выработка В-лимфоцитами и плазмоцитами иммуноглобулинов.

Производные иммунных органов – зрелые клетки, развивающиеся из стволовых клеток путем многократного деления (не мене 100 раз). Они формируют вместе с нейронами и эндокриноцитами управляющую Диффузную Нейро-Иммунно-Эндокринную систему. Иммунноциты образуют многомиллионные популяции, заселяющие эпителиальные и соединительные ткани всех органов.

• Первая такая популяция - Тимусзависимые и Бурсазависимые (Т и В) лимфоциты общей массой в 1,5 кг. В крови присутствует 3 г (0,2%), в лимфе и тканях - 1300 г, в костном мозге - 100 г, в лимфоидной ткани других иммунных органов - 100 г. Вся популяция постоянно рециркулирует по кругу: кровь - лимфоузлы – лимфа – кровь при способности взаимодействия с антигенами.

Система мононуклеарных фагоцитов (МНФ) с расселением во главе с резидентными макрофагами по местам обитания - компартаментам в соединительных, эпителиальных тканях и периферических иммунных органах. Макрофаги обладают инкрецией иммунных активных веществ разных классов: ферментов, простагландинов, метаболитов и др. Популяция мононуклеарных фагоцитов включает совокупность иммунных клеток, способных захватывать и перерабатывать инородные частицы, не клеточные структуры, погибающие клетки. Система состоит из клеток с полным поглощением: макрофагов неоформленной соединительной ткани (гистиоцитов), звездчатых клеток синусных капилляров; свободных и фиксированных макрофагов костного мозга, селезенки, лимфатических узлов; макрофагов легких, остеокластов, гигантских клеток инородных тел, макрофагов нервной ткани. Кроме того, в нее входят клетки, обладающие частичным поглощением — фибробласты, ретикуло - и эндотелиоциты, нейтрофильные лейкоциты и др.

• Популяции лейкоцитов и моноцитов крови и лимфы.

• Эритроцитарная и тромбоцитарная популяция крови.

Иммунные и кроветворные клетки, а также сосудистые эндотелиоциты производят плазменные факторы крови и лимфы, образующие свертывающую и антисвертывающую, комплементарную, ферментативную и медиаторную биохимические системы. Комплементарная система состоит из группы белков, активизирующихся при реакции антиген – антитело. Антигены – это чужеродные белки, полисахариды, липиды и нуклеиновые кислоты бактерий, микробов, вирусов, простейших, чужеродных клеток и тканей, попадающих в организм или образующихся в нем. В ответ на их внедрение возникают антитела, и вступает в действие гуморальный иммунитет, обладающий сложным механизмом.

Профилактика иммунного дефицита: ВИЧ инфекции, СПИДа.

• Здоровый и активный образ жизни.

• Постоянное оздоровление среды пребывания и обучение профилактике.

• Высокая личная гигиена, мораль и нравственность.

• Повышение иммунного статуса организма: постоянное закаливание и занятие физкультурой и спортом, физической и интеллектуальной работой.

• Профилактический прием иммунопротекторов, биостимуляторов, витаминов.

• Профилактическая иммунизация (прививки).

• Надежная индивидуальная защита от радиоактивного, химического и биологического поражения и соблюдение правил безопасности.

Постэмбриональное кроветворение.

• Орган - красный костный мозг, желтый мозг только при хронической кровопотере (оба – 4, 4,5 % от массы тела).

• Источник - Полипотентные стволовые клетки (ПСК = КОЕ) и клетки предшественницы.

• Биохимические стимуляторы - гликопротеиновые гормоны: эритро – лейко, - лимфо, - и другие поэтины.

Последовательность образования клеток крови.

• 1 – полипотентные стволовые клетки (ПСК);

• 2 – частично детерминированные ПСК: полустволовые клетки колоний – колониеобразующие единицы (КОЕ);

• 3 – унипотентные СК трех ростков крови: красной, белой, пластинчатой;

• 4 – клетки-бласты: эритро-, лимфо-, монобласты и др.

• 5 –дифференцирующиеся клетки белой и красной крови (проклетки);

• 6 – зрелые клетки.

Кровь – жидкий вид соединительной ткани, заполняющий сердце и кровеносные сосуды в объёме 5 л. Состав – форменные элементы (клетки) – 44% и плазма – 54%.

Формула крови или гемограмма - количественное распределение клеток в определенном объёме плазмы. Гематокрит – часть объёма крови (43%) приходящаяся на эритроциты.

Группы крови I (0), II (А), III(В), IV (АВ): изоантигенные структуры эритроцитов - АВО и противоэритрацитарные антитела плазмы – abo в четырех сочетаниях.

Резус-фактор: положительный фактор присутствует в оболочке эритроцитов, отрицательный отсутствует.

Лимфа - жидкая, прозрачная ткань с однонаправленным током от органов - в вены яремных венозных углов на шее. Плотность 1,012 – 1,023; рН = 7,4 – 9. Состав – редкие форменные элементы: лимфоциты, лейкоциты, эритроциты и плазма. Лимфа образуется при резорбции тканевой жидкости в лимфатические капилляры. Качественный и количественный состав лимфы и тканевой жидкости сходен, но не идентичен.

Тканевая (интерстициальная) жидкость: истинный гель + свободная жидкость, обладающая текучестью, причем большая часть тканевой жидкости связана в коллоидном матриксе геля - одна точка зрения; только тканевой гель – другая точка зрения.

Другие жидкости с иммунными клетками и антителами. Женское молоко. Ликвор. Слезы и слюна. Желчь; желудочный, панкреатический и кишечный сок. Слизь, семенная жидкость, пот и моча, кал.

Свертывающая система крови

Плазменные факторы. 1) Обозначение неактивных - римская цифра и название. 2) Активированные факторы: добавление к цифре букв «а» или «f». Пример: II протромбин – неактивный фактор, IIа тромбин – активированный фактор. Активированные факторы появляются при соприкосновении крови с инородной поверхностью.

• I – фибриноген – плазменный глобулярный гликопротеин, определяющий вязкость крови;

• II – протромбин, III – тканевой тромбопластин, IY – кальций, Y – проакцелирин, Ас-глобулин, YI – акцелирин, YII – проконвертин;

• YIII – антигемофильный глобулин (АГГ), IХ – фактор РТС или фактор Кристмаса, Х – фактор Стюарта–Прауэра, ХI – фактор РТА;

• ХII – контактный фактор или фактор Хагемана;

• ХIII – фибрин стабилизирующий фактор, плазменная трансглутаминаза.

Уже известны и новые факторы, как например, плазменный прекалликреин (фактор Флетчера), высокомолекулярный кининоген (ВМК), факторы Фитцджеральда и Вильсона и другие.

Клеточные факторы: 1) обозначение – арабские цифры, биохимическое название; 2) присутствие в оболочках всех клеток крови и эндотелии сосудов.

В свертывании участвуют все клетки крови, но особенно тромбоциты, обладающие пластинчатыми (тромбоцитарными) факторами, которые обозначаются арабскими цифрами.

Некоторые тромбоцитарные факторы (всего 16): 3 – тромбопластин, высвобождается после разрушения тромбоцитов; 4 – антигепариновый фактор ускоряет процесс коагуляции крови; 5 – свертывающий фактор определяет адгезию (склеивание) и агрегацию (скучиванье) тромбоцитов в просвете сосуда; 10 – сосудосуживающий фактор – серотонин; 11 – фактор агрегации, - обеспечивает скучиванье тромбоцитов в поврежденной стенке сосуда. Однако, и этого недостаточно для остановки кровотечения, так как в процессе участвуют и ткани сосудистой стенки.

В здоровом организме все факторы находятся в неактивном состоянии под контролем антисвертывающей системы.

Антисвертывающая система

• Антитромбопластин – ингибитор фактора Хагемана (XII); ингибитор протромбина.

• Гепарин из тучных клеток печени и базофилов крови.

• Ингибиторы факторов VII и X.

• Антитромбины крови.

Простой механизм антисвертывания работает при небольших концентрациях тромбина с инактивацией его антитромбинами и гепарином плазмы и поглощением макрофагами.

Нейрогуморальная противосвертывающая система работает по сложному механизму через сосудистые хеморецепторы, продолговатый мозг, гепарин и активаторы фибринолиза при больших концентрациях тромбина.

По современным представлениям структурно-функцио-нальные составляющие гемостаза включают ткани и клетки кровеносных и лимфатических сосудов, а также все клетки и плазму крови и лимфы. Главные структурные элементы для процесса свертывания крови – тромбоциты и плазменные биохимические системы: протеолитическая, плазминовая, фибринолитическая, калликреин-кининовая, комплементарная, коагулирующая и антикоагулирующая. Многоступенчатая и сложная биохимия процесса свертывания предусматривает участие ферментных белков-протеаз, не ферментных белков усилителей и конечного белка фибриногена. Важная особенность – активация и взаимодействие факторов свертывания происходят на свободных плазменных фосфолипидных мембранах клеток по каскадному типу.

В целом система гемостаза обеспечивает:

• эффективность кровоснабжения тканей и сохранение жидкого состояния крови во время ее движения, особенно по микроскопическим сосудам с диаметром от 100 мкм и меньше;

• предупреждение и остановку кровотечений;

• профилактику тромбозов, ишемий, инфарктов, инсультов;

• защиту от глобального рассеивания по организму (диссеминации) микробов и вирусов, токсинов и опухолевых клеток.

Конспект - Иммунная и кроветворная система –

закономерности развития, строения, топография.

Определение. Система органов и клеточных популяций из лимфоидной, миелоидной, ретикулярной ткани, лимфы и крови при специализированных микрососудах – синусах, воспроизводящая все виды гемопоэтических, иммунных клеток; антитела и факторы гемостаза.

Первоисточник - стволовые полипотентные клетки СПК, образующие в красном костном мозга и тимусе КОЕ.

История.

П. Эрлих, 1898 г. – разработчик гуморальной теории иммунитета.

И.И. Мечников - Нобелевский лауреат 1909 год - первооснователь клеточной теории иммунитета.

Э. Дженнер – первые прививки против оспы в Англии и колониях.

Л.Пастер – создатель прививочных вакцин (первая от бешенства) и способа иммунизации при инфекционных болезнях.

П. Медавар - Нобелевский лауреат, 1954 г. - распознавание своих и чужих антигенов.

Барнет, 1964 год - минимальный признак тканевой несовместимости один ген.

Специфическая защита - иммунные органы.

Центральные органы: красный костный мозг, тимус, а в них - СПК и развивающиеся из них антигеннезависимые лимфоциты, макрофаги, все клетки крови и лимфы.

Периферические органы - лимфоидные узелки и бляшки, лимфатические узлы, миндалины, селезенка и в них: антигензависимые Т и В клетки, эффекторы и клетки памяти, макрофаги и др.

Топография: глубокое расположение центральных органов, а периферических – на путях внедрения и продвижения инфекции.

Неспецифическая защита: кожа и слизистые оболочки, железы внешней секреции.

Закономерности развития.

Ранняя закладка лимфоидной ткани – основы иммунных органов: 4-5 неделя.

Сформированность и зрелость к рождению. Максимальное развитие у детей и подростков к 12-16 годам.

Ранняя и медленная инволюция. Иммунодефицит и гибель при экстремальном воздействии вирусов, радиации, ОВ. Лимфоидная ткань - предузелковая и узелковая стадия развития. Зрелость - появление в узелках центров размножения.

Онтогенез. Мезобластический этап – с 1-го по 4 месяц в желточном мешке, плаценте, тимусе. Гепатолиенальный этап – с 3, 4 мес. по 8 - печени, селезенке, тимусе, костном мозге. Костномозговой этап – с 8 месяца и до конца жизни – красный костный мозг.

Антигеннезависимый иммуногенез в тимусе и гемопоэз в костном мозге.

1.Полипотентные стволовые клетки - ПСК и предшественницы лимфоцитопоэза.

2.Полустволовые клетки колоний (КОЕ)

3.Унипотентные СК трех ростков крови.

4. Клетки-бласты: эритробласты и др.

5.Дифференцирующие клетки - проклетки.

6.Зрелые клетки крови и лимфы.

Рециркуляция лимфоцитов и др. клеток.

Иммуногенез при антигенном влиянии.

Специализация Т-лимфоцитов на эффекторы, киллеры, супрессоры, амплификаторы, хелперы.

Кооперация Т-хелперов с В-лимфоцитами.

Выделение Т-клетками лимфокинов, интерферонов, а В-лимфоцитами и плазмоцитами антител (иммуноглобулинов и др.).

Красный костный мозг (2,2 % от массы тела). Строма: ретикулярная сеть и синусные капилляры в ячейках губчатого вещества костей. Миелоидная ткань в строме - островки кроветворных клеток и макрофагов.

Лимфоидные тяжи иммунных и гранулоцитопоэтических клеток в строме.

Изъятие мозга: пункция грудины, гребня подвздошной кости, большого бедренного вертела.

Тимус - максимум массы в 10-17 лет = 37-40 г. Ассиметричные доли в капсуле, расположенные в верхнем средостении - межплевральное поле. Дольки: снаружи кортекс - эпителиоретикулярная сеть и тимоциты; внутри медулла - эпителиальные тельца Гассаля в ретикулоэпителиальной сети.

Гематотимус. барьер. 1. Эндотелий синусных капилляров и венул 2. Периваскулярное пространство микрососудов с макрофагами 3. Ретикуло-эпителиальная сеть железы.

Селезенка - масса 190 г – муж. 150 г – жен.

Брюшина. Фиброз. Оболочка и трабекулы.

Красная пульпа: миелоидная ткань, ретикулярная сеть и синусные капилляры.

Белая пульпа – узелковая лимфоидная ткань с влагалищами, муфтами, дисками вокруг артериол и прекапилляров.

Лимфоузлы: поверхностные и глубокие; париетальные и висцеральные.

• Капсула и трабекулы, подкапсульный и воротный синус.

• Кортекс - узелковая лимфоидная ткань с Т-зависимой зоной и корковым синусом.

• Медулла - диффузная лимфоидная ткань с В-зависимой зоной и мозговым синусом.

• Трехмерная ретикулярная сеть синусов.

Миндалины и лимфоидные скопления.

• Лимфоидное кольцо глотки по краям зева.

• Капсула и трабекулы, крипты.

• Ретикулярная сеть, лимфоидные узелки с Т - и В- лимфоцитами, макрофагами.

• Гортань и пищевод – диффузная лимфоидная ткань в подслизистой основе.

Лимфоидные узелки: одиночные и групповые (бляшки) с ретикулярной сетью внутри, с Т и В-лимфоцитами, макрофагами и клетками–бластами.

Места расположения – кожа, слизистая оболочка органов дыхания, пищеварения, полых органов мочеполового аппарата.

Постоянные источники иммунно - и гемопоэза.

Центральные и Периферические органы. Полипотентные стволовые клетки (ПСК) и клетки предшественницы колоний (КОЕ)

Стимуляторы: гликопротеиновые гормоны.

• Лимфо - и иммуннобласты, проклетки, простые и активированные Т- и В-лимфоциты.

• Эмиграция Т- и В- клеток и заселение периферических органов с образованием в тканях антигензависимых лимфоцитов, эффекторов и клеток памяти.

Клеточные системы крови, лимфы.

Нейро-иммуно-эндокринная система.

• Иммунная популяция Т- и В лимфоцитов.

• Лейкоциты и моноциты крови и лимфы.

• Эритроциты, тромбоциты крови.

• Мононуклеарные фагоциты (МНФ) в эпителиальной и соединительной ткани.

Белковые системы плазмы - протеолитическая, плазминовая, фибринолитическая, калликреин-кининовая, комплементарная, коагулирующая и антисвертывающая и др.

Плазменные факторы свертывания.

Обозначение: римская цифра, химическое название или по автору-первооткрывателю. Пример. I – фибриноген, Х – фактор Кристмаса. Активированные факторы указывают добавлением «а» или «f»: II – протромбин активирует тромбин - IIа

Клеточные факторы свертывания.

Особенность - присутствие в оболочках всех клеток крови и эндотелии сосудов.

Обозначение – арабские цифры, химическое название. В здоровом организме все факторы находятся в неактивном состоянии под контролем антисвертывающей системы.

Профилактика иммунодефицита.

Здоровый и активный образ жизни при высокой морали, нравственности и личной гигиене.

Постоянное оздоровление среды пребывания и обучение профилактическим мерам.

Повышение иммунного статуса организма (физкультура и спорт, закаливание, прививки, прием иммунопротекторов и витаминов).

Надежная индивидуальная защита от радиоактивного, химического, биологического поражения и соблюдение правил безопасности.

Литература. Анатомия человека (2 т.) / Под ред. акад. РАМН, проф. М.Р. Сапина. – М.:Медицина, 2001., Анатомия человека / т. 2, М.Р. Сапин, Г.Л. Билич, 2002. Атлас анатомии человека./ Под ред. Р.Д. Синельникова. — М.: Медицина, 1996. Нейроиммуноэндокринология, И.М. Кветной и др. – СПб, 2005.