Гистология. Конспект лекций

Тема 22. Дыхательная система

аэрогематического барьера. Компоненты сурфактанта поступают в альвеолоциты II типа из крови.

Возможен также их синтез и хранение в пластинчатых тель цах этих клеток. 85% компонентов сурфактанта используется пов торно, и только небольшое количество синтезируется вновь. Удаление сурфактанта из альвеол происходит несколькими путя ми: через бронхиальную систему, через лимфатическую систему и при помощи альвеолярных макрофагов. Основное количество сурфактанта вырабатывается после 32 й недели беременности, достигая максимального количества к 35 й неделе. До рождения образуется избыток сурфактанта. После рождения этот избыток удаляется альвеолярными макрофагами.

Респираторный дистресс:синдром новорожденных развивается у недоношенных детей вследствие незрелости альвеолоцитов типа II. Из за недостаточного количества сурфактанта, выделяе мого этими клетками на поверхность альвеол, последние оказы ваются нерасправленными (ателектаз). В результате развивается дыхательная недостаточность. Из за ателектаза альвеол газооб мен осуществляется через эпителий альвеолярных ходов и респи раторных бронхиол, что приводит к их повреждению.

Состав. Легочный сурфактант — эмульсия фосфолипидов, белков и углеводов, 80% составляют глицерофосфолипиды, 10% — холестерол и 10% — белки. Эмульсия образует на поверх ности альвеол мономолекулярный слой. Главный поверхностно активный компонент — дипальмитоилфосфатидилхолин, нена сыщенный фосфолипид, составляющий более 50% фосфолипи дов сурфактанта. Сурфактант содержит ряд уникальных белков, способствующих адсорбции дипальмитоилфосфатидилхолина на границе двух фаз. Среди белков сурфактанта выделяют SP A, SP D. Белки SP B, SP C и глицерофосфолипиды сурфактанта ответственны за уменьшение поверхностного натяжения на гра нице воздух — жидкость, а белки SP A и SP D участвуют в мест ных иммунных реакциях, опосредуя фагоцитоз.

251

Раздел 2. Частная гистология

Рецепторы SP A имеются в альвеолоцитах типа II и в макро фагах.

Регуляция выработки. Образованию компонентов сурфактанта у плода способствуют глюкокортикостероиды, пролактин, гормо ны щитовидной железы, эстрогены, андрогены, факторы роста, инсулин, цАМФ. Глюкокортикоиды усиливают синтез SP A, SP B и SP C в легких плода. У взрослых продукцию сурфактанта регулируют ацетилхолин и простагландины.

Сурфактант — компонент защитной системы легких. Сурфак тант предотвращает непосредственный контакт альвеолоцитов

свредными частицами и инфекционными агентами, попадающи ми в альвеолы с вдыхаемым воздухом. Циклические изменения поверхностного натяжения, происходящие при вдохе и выдохе, обеспечивают зависимый от дыхания механизм очистки. Обвола киваемые сурфактантом пылевые частицы транспортируются из альвеол в бронхиальную систему, из которой они удаляются со слизью.

Сурфактант регулирует количество макрофагов, мигрирую щих в альвеолы из межальвеолярных перегородок, стимулируя активность этих клеток. Бактерии, проникающие в альвеолы

своздухом, опсонизируются сурфактантом, что облегчает их фа гоцитоз альвеолярными макрофагами.

Сурфактант присутствует в бронхиальном секрете, покрывая реснитчатые клетки, и имеет тот же химический состав, что и сур фактант легких. Очевидно, сурфактант необходим для стабилиза ции дистальных воздухоносных путей.

Иммунная защита

Макрофаги

Макрофаги составляют 10—15% всех клеток в альвеолярных перегородках. На поверхности макрофагов присутствует мно жество микроскладок. Клетки формируют довольно длинные ци топлазматические отростки, которые позволяют макрофагам мигрировать через межальвеолярные поры. Находясь внутри аль

252

Тема 22. Дыхательная система

веолы, макрофаг с помощью отростков может прикрепляться к поверхности альвеолы и захватывать частицы. Альвеолярные макрофаги секретируют α1 антитрипсин — гликопротеин из се мейства сериновых протеаз, защищающий эластин альвеол от: расщепления эластазой лейкоцитов. Мутация гена α1 антитрип сина приводит к врожденной эмфиземы легких (поражению эластического каркаса альвеол).

Пути миграции. Нагруженные фагоцитированным материа лом клетки могут мигрировать в различных направлениях: вверх по отделам ацинуса и в бронхиолы, где макрофаги попадают в слизистую пленку, постоянно смещающуюся по поверхности эпи телия по направлению к выходу из воздухоносных путей; внутрь — во внутреннюю среду организма, т. е. в межальвеолярные перего родки.

Функция. Макрофаги фагоцитируют микроорганизмы и пы левые частицы, попадающие с вдыхаемым воздухом, обладают антимикробной и противоспалительной активностью, опосредо ванной кислородными радикалами, протеазами и цитокинами. У макрофагов легких антигенпредставляющая функция выражена слабо. Более того, эти клетки вырабатывают факторы, ингиби рующие функцию Т лимфоцитов, что снижает иммунный ответ.

Антигенпредставляющие клетки

Дендритные клетки и клетки Лангерганса относятся к систе ме мононуклеарных фагоцитов, именно они являются главными антигенпредставляющими клетками легкого. Дендритные клетки и клетки Лангерганса многочисленны в верхних дыхательных пу тях и трахее. С уменьшением калибра бронхов число этих клеток уменьшается. Как антигенпредставляющие легочные клетки Лан герганса и дендритные клетки экспрессируют молекулы МНС класса 1. Эти клетки имеют рецепторы Fc фрагмента IgG, фраг мента С3b компонента комплемента, ИЛ 2, синтезируют ряд ци токинов, включая ИЛ 1, ИЛ 6, фактор некроза опухоли, стимули

253

Раздел 2. Частная гистология

руют Т лимфоциты, проявляя повышенную активность в отно шении антигена, впервые оказавшегося в организме.

Дендритные клетки

Дендритные клетки находятся в плевре, межальвеолярных перегородках, перибронхиальной соединительной ткани, в лим фоидной ткани бронхов. Дендритные клетки, дифференцируясь из моноцитов, довольно подвижны и могут мигрировать в межкле точном веществе соединительной ткани. В легких они появляются перед рождением. Важное свойство дендритных клеток — их спо собность стимулировать пролиферацию лимфоцитов. Дендрит ные клетки имеют удлиненную форму и многочисленные длин ные отростки, неправильной формы ядро и в изобилии типичные клеточные органеллы. Фагосомы отсутствуют, поскольку клетки практически не обладают фагоцитарной активностью.

Клетки Лангерганса

Клетки Лангерганса присутствуют только в эпителии возду хоносных путей и отсутствуют в альвеолярном эпителии. Клетки Лангерганса дифференцируются из дендритных клеток, причем такая дифференцировка возможна только в присутствии эпите лиальных клеток. Соединяясь с цитоплазматическими отростка ми, проникающими между эпителиоцитами, клетки Лангерганса образуют развитую внутриэпителиальную сеть. Клетки Лангерган са морфологически сходны с дендритными клетками. Характер ной чертой клеток Лангерганса является наличие в цитоплазме специфических электроноплотных гранул, имеющих пластинча тую структуру.

Метаболическая функция легких

В легких метаболизирует ряд биологически активных ве ществ.

Ангиотензины. Активация известна только в отношении ан гиотензина I, который конвертируется в ангиотензин II. Конвер

254

Тема 22. Дыхательная система

сию катализирует ангиотензинконвертирующий фермент, лока лизованный в эндотелиальных клетках капилляров альвеол.

Инактивация. Многие биологически активные вещества частично или полностью инактивируются в легких. Так, брадики нин инактивируется на 80% (при помощи ангиотензинконверти рующего фермента). В легких инактивируется серотонин, но не с участием ферментов, а путем выведения из крови, часть серото нина поступает в тромбоциты. С помощью соответствующих ферментов в легких инактивируются простагландины PGE, PGE2, PGE2a и норадреналин.

Плевра

Легкие снаружи покрыты плеврой, называемой легочной (или висцеральной). Висцеральная плевра плотно срастается с легкими, эластические и коллагеновые волокна ее переходят в интерстициальную ткань, поэтому изолировать плевру, не трав мируя легкие, трудно. В висцеральной плевре встречаются глад кие мышечные клетки. В париетальной плевре, выстилающей на ружную стенку плевральной полости, эластических элементов меньше, гладкие мышечные клетки встречаются редко.

Кровоснабжение в легком осуществляется по двум системам сосудов. С одной стороны, легкие получают артериальную кровь из большого круга кровообращения по бронхиальным артериям, а с другой — в них поступает венозная кровь для газового обмена из легочных артерий, т. е. из малого круга кровообращения. Ветви легочной артерии, сопровождая бронхиальное дерево, доходят до основания альвеол, где они образуют капиллярную сеть аль веол. Через альвеолярные капилляры, диаметр которых колеблет ся в пределах 5—7 мкм, эритроциты проходят в 1 ряд, что создает оптимальное условие для осуществления газового обмена между гемоглобином эритроцитов и альвеолярным воздухом. Альвео лярные капилляры собираются в посткапиллярные венулы, кото рые, сливаясь, образуют легочные вены.

255

Раздел 2. Частная гистология

Бронхиальные артерии отходят непосредственно от аорты, питают бронхи и легочную паренхиму артериальной кровью. Проникая в стенку бронхов, они разветвляются и образуют арте риальные сплетения в их подслизистой основе и слизистой обо лочке. В слизистой оболочке бронхов происходит сообщение сосудов большого и малого круга путем анастомозирования раз ветвлений бронхиальных и легочных артерий.

Лимфатическая система легкого состоит из поверхностной и глубокой сетей лимфатических капилляров и сосудов. Поверх ностная сеть располагается в висцеральной плевре. Глубокая сеть находится внутри легочных долек, в междольковых перегородках, залегая вокруг кровеносных сосудов и бронхов легкого.

Иннервация осуществляется симпатическими и парасимпати ческими нервами и небольшим количеством волокон, идущих от спинномозговых нервов. Симпатические нервы проводят им пульсы, вызывающие расширение бронхов и сужение кровенос ных сосудов, парасимпатические — импульсы, обусловливаю щие, наоборот, сужение бронхов и расширение кровеносных сосудов. Разветвления этих нервов образуют в соединительно тканных прослойках легкого нервное сплетение, расположенное по ходу бронхиального дерева и кровеносных сосудов. В нервных сплетениях легкого встречаются крупные и мелкие ганглии, от которых отходят нервные ветви, иннервирующие, по всей вероят ности, гладкую мышечную ткань бронхов. Нервные окончания выявлены по ходу альвеолярных ходов и альвеол.

Тема 23. КОЖА И ЕЕ ПРОИЗВОДНЫЕ

Кожа образует внешний покров организма, площадь которо го у взрослого человека достигает 1,5—2 м2. Из придатков кожи у человека имеются волосы, ногти, потовые и сальные железы.

Кожа

Функция кожи — защита подлежащих частей организма от повреждений. Здоровая кожа непроницаема для микроорганиз

256

Тема 23. Кожа и ее производные

мов, многих ядовитых и вредных веществ. Кожа участвует в водо

итеплообмене с внешней средой. В течение суток через кожу че ловека выделяется около 500 мл воды, что составляет 1% всего ее количества в организме. Кроме воды, через кожу вместе с потом выводятся различные соли, главным образом хлориды, а также молочная кислота и продукты азотистого обмена. Около 82% всех тепловых потерь организма происходит через кожную поверх ность. В случаях нарушения этой функции (например, при дли тельной работе в резиновом комбинезоне) может возникнуть пе регревание организма и тепловой удар. В коже под действием ультрафиолетовых лучей синтезируется витамин D. Отсутствие его в организме вызывает рахит — тяжелое заболевание. Кожный покров находится в определенном соотношении с половыми же лезами организма. Вследствие этого большая часть вторичных по ловых признаков проявляется именно в коже. Наличие в коже обильной сосудистой сети и артериоло венулярных анастомозов определяет ее значение как депо крови. У взрослого человека в сосудах кожи может задерживаться до 1 л крови. Вследствие обильной иннервации кожный покров представляется рецептор ным полем, состоящим из осязательных, температурных и боле вых нервных окончаний. На некоторых участках кожи, например, на голове и кистях, на 1 см2 ее поверхности насчитывается до 300 чувствительных точек.

Развитие кожи

Два основных компонента кожи имеют различное происхож дение. Эпидермис развивается из эктодермы, а собственно ко жа — из мезенхимы.

Развитие эпидермиса. Ранний эмбрион покрыт одним слоем эктодермальных клеток. В начале 2 го месяца развития в форми рующемся эпидермисе различают плоские поверхностные клетки

иподлежащий базальный слой эпителиальных клеток кубической формы, ответственный за образование новых клеток. Позднее между поверхностным и базальным слоями формируется проме жуточный слой. К концу 4 го месяца в эпидермисе различают ба

257

Раздел 2. Частная гистология

зальный слой, широкий слой шиповатых клеток, зернистый и ро говой слои. В ходе первых 3 месяцев развития эпидермис засе ляют мигранты из нервного гребня. Позднее появляются клетки костномозгового генеза.

Развитие собственно кожи. Собственно кожа (дерма) имеет мезенхимное происхождение. В ее образовании участвуют клет ки, выселяющиеся из дерматома сомитов. На 3—4 м месяце фор мируются вдающиеся в эпидермис выросты соединительной тка ни — сосочки кожи.

Смазка кожи. Кожа плода покрыта белой смазкой, состоящей из секрета сальных желез, фрагментов клеток эпидермиса и во лос. Смазка защищает кожу от воздействия амниотической жид кости.

Строение

Кожа состоит из двух частей — эпителиальной и соедини тельно тканной.

Эпителий кожи называется надкожицей (или эпидермисом), а соединительно тканная основа — дермой (или собственно ко жей). Соединение кожи с подлежащими частями организма про исходит посредством слоя жировой ткани — подкожной клетчат кой (или гиподермой). Толщина кожи в различных отделах тела варьируется от 0,5 до 5 мм. Эпидермис состоит из плоского орого вевающего эпителия. Его толщина составляет от 0,03 до 1,5 мм и более. Наиболее толстый эпидермис на ладонях и подошвах, со стоящий из множества слоев клеток. Данные клетки состоят из 5 основных слоев, к числу которых относятся базальный, ши поватый, зернистый, блестящий и роговой. Непосредственно на базальной мембране, отграничивающей эпителий от дермы, ле жат клетки, составляющие базальный слой. Среди них различают базальные эпидермоциты, меланоциты (пигментные клетки), ко личественное соотношение между которыми примерно 10 : 1. Форма базальных эпидермоцитов может быть цилиндрической или овальной, с наличием базофильной цитоплазмы и округлого

258

Тема 23. Кожа и ее производные

ядра, насыщенного хроматином. В них выявляются органеллы общего значения, тонофибриллы и гранулы темно коричневого или черного пигмента (меланина). Их соединение друг с другом

ис вышележащими клетками происходит посредством десмосом, а с базальной мембраной — полудесмосом.

Меланоциты на препаратах, окрашенных гематоксилин эозином, имеют вид светлых клеток. Меланоциты не имеют дес мосом и лежат свободно. Их цитоплазма содержит в большом количестве зерна меланина, но слабо развиты органеллы и отсут ствуют тонофибриллы. Над базальными клетками в 5—10 слоев располагаются клетки полигональной формы, образующие ши поватый слой. Между клетками хорошо видны многочисленные короткие цитоплазматические отростки («мостики»), в месте встречи которых находятся десмосомы. В десмосомах заканчи ваются тонофибриллы. Кроме эпидермоцитов, в шиповатом слое наблюдаются белые отростчатые клетки (клетки Лангерганса). Они лишены тонофибрилл и не образуют десмосом. В их цито плазме много лизосом, и встречаются гранулы меланина, захва ченные из отростков меланоцитов. В настоящее время многими авторами эти клетки расцениваются как эпидермальные макро фаги, мигрирующие в эмбриогенезе в эпидермис из мезенхимы. Особенностью базального и глубоких уровней шиповатого слоя эпидермиса является способность эпидермоцитов к размноже нию путем митотического деления. Поэтому нередко их объеди няют под названием росткового (зародышевого) слоя. Благодаря нему обновление эпидермиса происходит в различных участках кожи человека в течение 10—30 дней (физиологическая регенера ция). Зернистый слой представляет собой 3—4 слоя сравнительно плоских клеток. Их цитоплазма содержит рибосомы, митохон дрии, лизосомы и их разновидность — кератиносомы (в виде слоистых телец), а также пучки фрагментированных тонофибрилл

илежащие рядом с ними крупные гранулы кератогиалина. Окра шивание гранул происходит посредством применения основных красителей, состоящих из полисахаридов, липидов и белков, от

259

Раздел 2. Частная гистология

личающихся высоким содержанием основных аминокислот (про лина, аргинина), а также серосодержащей аминокислоты (цисти на). Наличие в клетках зернистого слоя комплекса кератогиалина с тонофибриллами говорит о начале процессов ороговения, так как, по мнению многих авторов, он является начальной стадией образования рогового вещества (кератина). Следующий слой (блестящий) также состоит из 3—4 слоев плоских клеток, в кото рых ядра вследствие их гибели перестают окрашиваться, а цито плазма диффузно пропитана белковым веществом — элеидином, который, с одной стороны, не окрашивается красителями, а с другой — хорошо преломляет свет. Из за этого структура кле ток в блестящем слое границы является незаметной, а весь слой по виду представляет блестящую полосу. Полагают, что элеидин образуется из белков тонофибрилл и кератогиалина путем окис ления их сульфгидрильных групп. Сам элеидин рассматривается как предшественник кератина.

Роговой слой представлен множеством роговых чешуек. Че шуйки содержат роговое вещество кератин и пузырьки воздуха. Кератин — это богатый серой (до 5%) белок, характеризующийся устойчивостью к различным химическим агентам (кислотам, ще лочам и др.). Внутри клеток располагаются кератиновые фибрил лы. В редких случаях имеют место остатки тонофибрилл, предста вляющие нежную сеть и образовавшуюся полость на месте погибшего ядра. Роговые чешуйки, находящиеся на поверхности постоянно отпадают, слущиваются и заменяются новыми, проис ходящими из слоев, лежащих ниже. При слущивании большое значение имеют кератиносомы, которые выходят из клеток, кон центрируясь в межклеточных пространствах. В результате наблю дается лизис (растворение) десмосом и отхождение роговых кле ток друг от друга. Значение рогового слоя определяется тем, что он обладает большой упругостью и плохой теплопроводностью. Таким образом, в процессе ороговения эпидермиса кожи участ вует ряд компонентов клеток: тонофибриллы, кератогиалин, кера тиносомы, десмосомы. По сравнению с кожей ладоней и подошв

260