Учебник (Афанасьев) - гистология, эмбриология

антигенов В-лимфоцитам. Они могут выделять цитокины, стимулирующие пролиферацию лимфоцитов. Эти клетки не мигрируют из мест своего расположения и, соединяясь отростками, образуют стабильную сеть.

Таким образом, макрофаги и их разновидности принимают непосредственное активное участие в кооперативном взаимодействии клеток (Т- и В-лимфоцитов) в иммунных реакциях организма (рис. 14.17, а, б).

Рис. 14.17. Взаимодействие клеток при развитии иммунных реакций. Электронные микрофотографии (препараты А. И. Радостиной):

а - кооперация лимфоцита с макрофагом, увеличение 6000; б - взаимодействие макрофага с тучной клеткой, увеличение 20 000. 1 - лимфоцит; 2 - макрофаг; 3 - тучная клетка; 4 - межклеточные контакты.

431

Участие тучных клеток и эозинофилов в иммунных реакциях

При первичном и особенно при повторном введении антигенов наблюдаются увеличение числа тучных клеток, их контакт с макрофагами и массовая дегрануляция. Высказывается предположение, что дегрануляция обусловлена соединением антигена с антителами (IgE), фиксированными на плазмолемме. При этом выделяются содержащиеся в гранулах биологически активные вещества (гистамин, серотонин, гепарин), которые могут оказывать неспецифическое стимулирующее влияние на процессы пролиферации и дифференцировки иммунокомпетентных клеток Т- и В- лимфоцитов.

Появление в тканях избытка гистамина приводит к увеличению числа эозинофилов, которые участвуют в его разрушении. Введение в организм большинства антигенов сопровождается увеличением числа эозинофилов в тканях и регионарных лимфатических узлах. В ранней (индуктивной) фазе иммунной реакции, когда происходит «распознавание антигена», эозино-филы, как и тучные клетки, принимают участие в активизации макрофагов (см. рис. 14.17, б). В продуктивной фазе иммунитета (выработка антител) эозинофилы выполняют дезинтоксикационную функцию, участвуя в фагоцитозе и разрушении комплекса антиген-антитело.

Механизмы интеграции элементов иммунной системы

Иммунная система функционирует как единое целое благодаря наличию центральных нейрогуморальных и местных факторов, регулирующих процессы пролиферации и дифференцировки клеток, упорядоченную миграцию, осуществляемую через кровь и лимфу (рис. 14.18). В эмбриональном периоде происходит переключение кроветворения из желточного мешка в печень и далее в костный мозг. У взрослых основным поставщиком стволовых гемопоэтических клеток становится костный мозг, при этом в кровь мигрирует за 1 сут около 2 % всех стволовых клеток костного мозга. При действии антигенов их число увеличивается в десятки раз. Предполагают, что процесс миграции стволовых гемопоэтических клеток из костного мозга и их рециркуляция находятся под контролем гормонов гипофиза и надпочечников. Глюкокортикоидные гормоны коры надпочечников препятствуют избыточной миграции стволовых гемопоэтических клеток и тем самым предохраняют их от «перерасходования».

Циркуляция лимфоцитов зависит также от специфических взаимодействий между поверхностью лимфоцита и поверхностью специализированных эндотелиальных клеток, выстилающих посткапиллярные венулы с высоким эндотелием - HEV (hight endothelial venulae) во вторичных лим-фоидных органах: лимфоциты временно прикрепляются к ним, а затем мигрируют через посткапиллярные венулы (рис. 14.19). Моноклональные антитела, связываясь с поверхностью лимфоцитов и подавляя их способность присоединяться к специализированным эндотелиальным клеткам в срезах тканей, а также циркулировать in vivo, помогают определить различные «homing-рецепторы» на эндотелиоцитах, от которых зависят пути миграции лимфоцитов.

432

Рис. 14.18. Миграция и рециркуляция клеток в иммунной системе (схема): СК - стволовая клетка крови; JIT - лимфоцит тимуса; Тл - Т-лимфоцит; ЛБ - лимфоцит бурсы; Вл - В-лимфоцит; ВБ - В-бласт; ТБ - Т-бласт; ВП - В-лимфоциты памяти; ТП - Т- лимфоциты памяти; ТЭ, ВЭ - эффекторные Т- и В-лимфоциты; ПК - плазматическая клетка; IgA, IgG, IgM, IgE, IgD – иммуноглобулины.

433

Рис. 14.19. Посткапиллярные венулы с высоким эндотелием (HEV). Электронные микрофотографии:

434

а, б - интактный лимфатический узел, увеличение 16 000 (препараты Т. И. Лебедевой); в - лимфатический узел после антигенной стимуляции (препарат А. С. Головацкого). 1 - эндотелиоциты; 2 - межклеточные контакты эндотелиоцитов; 3 - просвет венулы; 4 - лимфоцит, проходящий через эндотелиоцит.

Рис. 14.19. Продолжение (обозначение см. «а», «б»)

Различают два типа миграции клеток иммунной системы: медленный и быстрый. Продолжительность медленной миграции измеряется неделями. Медленный тип миграции характерен для стволовых клеток и Т- и В-лимфоцитов, заселяющих периферические лимфоидные органы. Быстрый тип миграции (несколько часов) характерен для постоянно рециркулирую-щих долгоживущих лимфоцитов памяти. Они мигрируют из крови в периферические лимфоидные органы и из них обратно в кровь. Популяция быстро рециркулирующих лимфоцитов содержит главным образом Т-лимфоциты. Большинство медленно мигрирующих клеток относятся к В-клеткам. При остром иммунном ответе происходит миграция предшественников эффек-торных цитотоксических лимфоцитов и плазмоцитов через кровь и лимфу во все отделы иммунной системы и соединительную ткань, где обеспечиваются условия для иммунного ответа. Число рециркулирующих лимфоцитов в крови человека составляет около 1010.

Рециркулирующие лимфоциты представляют собой основную часть популяции малых лимфоцитов, большинство из которых являются долгоживу-щими Т-лимфоцитами; меньшее число составляют В-лимфоциты.

Рециркулирующие лимфоциты имеют оптимальную возможность встречи с любой чужеродной мишенью, которую они сами непосредственно уничтожают, вырабатывая антитела.

Лимфоциты при помощи рецепторов осуществляют «проверку» всех тканей организма, выявляя чужеродный материал. При попадании антигена в периферические

435

лимфоидные органы в зонах его расположения концентрируются Т-лимфоциты. В этих же зонах несколько позднее появляются В-лимфоциты. Происходит взаимодействие макрофагов, Ти В-лимфоцитов и кооперативное распознавание антигена, приводящее к дифференцировке из В-лимфоцитов клеток памяти и плазматических клеток, продуцирующих антитела.

Лимфоциты памяти живут в течение 20 лет и более. Приобретенное свойство памяти лимфоцитов наследуется. Таким образом, процессы миграции и рециркуляции клеток иммунной системы обеспечивают поддержание генетической индивидуальности организма.

Контрольные вопросы

1.Источники развития, строение красного костного мозга. Характеристика костномозгового кроветворения, роль стромы в регуляции кроветворения.

2.Этапы эмбрионального кроветворения.

3.Тимус: развитие, строение, функции, роль в становлении иммунитета в детском возрасте.

4.Органы периферического лимфоидного комплекса, развитие, строение, характеристика Т- и В-зон в процессе антигензависимой пролиферации и

дифференцировки лимфоцитов.

5. Перечислите иммунокомпетентные клетки, которые участвуют в распознавании антигенов.

Глава 15. ЭНДОКРИННАЯ СИСТЕМА

Эндокринная система - совокупность структур: органов, частей органов, отдельных клеток, секретирующих в кровь и лимфу гормоны.

Гормоны (от греч. hormau - возбуждаю) - это высокоактивные регуля-торные факторы, оказывающие стимулирующее или угнетающее влияние преимущественно на основные функции организма: обмен веществ, соматический рост, репродуктивные функции.

Эндокринная система совместно с нервной системой осуществляет регуляцию и координацию функций организма. В состав эндокринной системы входят специализированные эндокринные железы, или железы внутренней секреции. Последние - это органы, которые образуют и секретируют в кровь, лимфу и межклеточную среду гормоны, обладающие высокой биологической активностью, оказывающие контактное и дистантное воздействие на процессы жизнедеятельности других клеток и тканей организма. Помимо эндокринных желез, в организме человека существует огромное количество одиночных эндокриноцитов, расположенных в составе эпителиальных тканей кожи, дыхательной, пищеварительной и выделительной систем, составляющие так называемую дисперсную эндокринную систему.

По химическому строению гормоны подразделяются на производные аминокислот (адреналин и норадреналин и др.), пептиды (наиболее многочисленный класс, насчитывающий более 50 гормонов, среди которых - инсулин, глюкагон, ингибин, гастрин и др.), стероидные (половые, коры надпочечников и др.), ненасыщенные жирные кислоты (простагландины). По физиологическому действию различают пусковые гормоны и гормоны-исполнители. Пусковыми гормонами являются нейрогормоны гипоталамуса и гормоны гипофиза, они стимулируют или тормозят синтез и секрецию гормонов в других железах внутренней секреции. Гормоны-исполнители действуют непосредственно на обменные процессы в клетках и тканях-мишенях. Последние бывают гормонозависимыми

436

(функционируют только в присутствии конкретного гормона) и гормоночувствительными (могут функционировать без гормональной стимуляции, но их деятельность все же контролируется гормоном).

Клетки-мишени активно захватывают и аккумулируют гормон с помощью специфического для данного гормона белка-рецептора (избирательность связывания гормона). Рецепторы могут быть внутриклеточные (для гормонов, проникающих в цитозоль) или располагаться в виде интегральных белков плазмолеммы (для гормонов, не проникающих в клетку). В последнем случае необходимы дополнительные механизмы передачи гормонального сигнала к внутриклеточным элементам. Передача стимула внутрь клетки осуществляется вторичными медиаторами, или посредниками (цАМФ, цГМФ, ионы кальция и др.). При соединении гормона с рецептором происходит активация гормонзависимого фермента плазмолеммы - аденилил-циклазы. Последняя активирует в цитоплазме образование из АТФ внутриклеточного посредника - циклического аденозинмонофосфата (цАМФ). Далее следует взаимодействие посредника с внутриклеточным рецептором и перемещение комплекса цАМФ-рецептор в ядро и возникновение новых синтезов. При этом ускоряется течение обменных реакций в клетке.

Стероидные гормоны способны проходить через плазмолемму и взаимодействовать с внутриклеточными рецепторами. Они могут действовать и на генетический аппарат клеток-мишеней. Гормоны обладают высокой биологической активностью, хотя и продуцируются в очень малых количествах. При введении извне эффективными являются чрезвычайно малые концентрации гормонов.

15.1. ВЗАИМОСВЯЗЬ НЕРВНОЙ И ЭНДОКРИННОЙ СИСТЕМ

Общим для нервных и эндокринных клеток является выработка гуморальных регулирующих факторов. Эндокринные клетки синтезируют гормоны и выделяют их в кровь, а нейроны синтезируют нейротрансмиттеры, или переключатели (большинство из которых является нейроаминами): норадреналин, серотонин и другие, выделяющиеся в синаптические щели. В гипоталамусе находятся секреторные нейроны, совмещающие свойства нервных и эндокринных клеток. Они обладают способностью образовывать как нейроамины, так и олигопептидные гормоны (рис. 15.1). Нейроэндокринные клетки объединяют нервную и эндокринную системы в единую нейроэндокринную систему.

В результате новых открытий было показано большое сходство в организации и функционировании структурных элементов нервной и эндокринной систем с таковыми иммунной системы. Так, клетки иммунной системы способны экспрессировать рецепторы для сигнальных молекул, опосредующих воздействия нейроэндокринной системы, а клетки последней могут экспрессировать рецепторы для медиатора иммунной системы. Таким образом, наблюдается трансформация традиционной нейроэндокринологии в нейроиммуноэндокринологию - перспективную область науки в исследовании физиологических основ деятельности мозга и понимания механизмов, лежащих в основе различных патологических процессов.

437

Рис. 15.1. Строение нервных, нейросекреторных и эндокринных клеток (по Б. В. Алешину):

I - холинергический нейрон с ацетилхолиновыми пузырьками в терминалях;

II - гомориположительная нейросекреторная клетка переднего гипоталамуса (пептидохолинергический нейрон), продуцирующая белковые гранулы; III - адренер-гический нейрон с гранулами в терминали, содержащими белковую сердцевину, на которой аккумулируются катехоламины; IV - нейросекреторная пептидадре-нергическая клетка медиобазального гипоталамуса; V - эндокринная клетка (хро-маффинная клетка мозговой части надпочечников) с секреторными гранулами, как в адренергических нейронах (III); VI - эндокринная клетка, вырабатывающая белковые гормоны (парафолликулярные клетки щитовидной железы, энтероциты слизистой оболочки пищеварительного тракта и панкреатические островки), содержит секреторные гранулы с белковой сердцевиной. 1 - перикарион; 2 - дендриты; 3 - аксон; 4 - терминаль аксона; 5 - зоны накопления нейросекрета; 6 - синапти-ческие пузырьки; 7 - гранулы нейрогормона; 8 - структура секреторных гранул

Внутри эндокринной системы существуют сложные взаимодействия между центральными и периферическими органами этой системы.

438

Классификация. По происхождению, гистогенезу и гистологическим признакам эндокринные органы классифицируют на три группы: бранхиогенная группа (от греч. branchia - жабры) - железы, происшедшие из глоточных карманов - аналогов жаберных щелей (щитовидная железа, околощитовидные железы); группа надпочечников (корковое и мозговое вещество надпочечников, параганглии); группа мозговых придатков (гипоталамус, гипофиз и эпифиз). Поскольку эндокринные железы составляют единую в функциональном отношении регулирующую систему, существует классификация, в которой учтены межорганные связи и иерархическая зависимость эндокринных органов.

I. Центральные звенья эндокринного комплекса желез (регулируют деятельность большинства периферических эндокринных желез):

1)гипоталамус (нейросекреторные ядра);

2)гипофиз (аденогипофиз и нейрогипофиз);

3)эпифиз.

IIa. Периферические аденогипофиззависимые эндокринные железы и эндокриноциты:

1)щитовидная железа (тироциты);

2)надпочечники (корковое вещество);

3)гонады (яички, яичники).

IIб. Периферические аденогипофизнезависимые эндокринные железы и эндокриноциты:

1)кальцитониноциты щитовидной железы;

2)околощитовидные железы;

3)мозговое вещество надпочечников и параганглии;

4)эндокринные клетки островков поджелудочной железы (Лангерганса);

5)нейроэндокриноциты в составе неэндокринных органов, эндокрино-циты дисперсной эндокринной системы (APUD-серия клеток).

Среди органов и образований эндокринной системы с учетом их функциональных особенностей различают четыре основные группы.

I. Нейроэндокринные трансдукторы (переключатели), выделяющие нейротрансмиттеры (посредники) - либерины (стимуляторы) и статины (тормозящие факторы).

Нейрогемальные образования (медиальное возвышение гипоталамуса), задняя доля гипофиза, которые не вырабатывают собственных гормонов, но накапливают гормоны, продуцируемые в нейросекреторных ядрах гипоталамуса.

III. Центральный орган регуляции эндокринных желез и неэндокринных функций - аденогипофиз, осуществляющий регуляцию с помощью вырабатываемых в нем специфических тропных гормонов.

IV. Периферические эндокринные железы и структуры (аденогипофиззависимые и аденогипофизнезависимые).

Как в любой системе, центральные и периферические ее звенья имеют прямые и обратные связи. Гормоны, вырабатываемые в периферических эндокринных образованиях, могут оказывать регулирующее влияние на деятельность центральных звеньев.

Одной из особенностей строения эндокринных органов является обилие в них сосудов, особенно гемокапилляров синусоидного типа и лимфатических капилляров, в которые поступают секретируемые гормоны.

439

15.2. ЦЕНТРАЛЬНЫЕ ОРГАНЫ ЭНДОКРИННОЙ СИСТЕМЫ 15.2.1. Гипоталамус

Гипоталамус (hypothalamus) является высшим нервным центром регуляции эндокринных функций. Он контролирует и интегрирует все висцеральные функции организма и объединяет эндокринные механизмы регуляции с нервными, будучи мозговым центром симпатического и парасимпатического отделов автономной нервной системы. Субстратом объединения нервной и эндокринной систем являютсянейросекреторные клетки, которые у высших позвоночных и человека располагаются в нейросекреторных ядрах гипоталамуса.

органом гипоталамо-аденогипофизарной системы. Оно образовано эпендимой, отдельные глиальные клетки которой дифференцируются втанициты (tanicyti), отличающиеся разветвленными отростками, контактирующими с клубочками первичной капиллярной сети портальной системы гипоталамо-гипофизарного кровообращения. В гипоталамоаденогипофизарной системе аккумулируются аденогипофизотропные нейрогормоны - нейротранс-миттеры (либерины и статины), вырабатываемые в мелкоклеточных ядрах среднего и заднего отделов гипоталамуса, которые затем поступают в портальную систему гипофиза. В гипоталамо-нейрогипофизарной системе аналогичным нейрогемальным органом оказывается нейрогипофиз (задняя доля гипофиза), где аккумулируются нонапептидные нейрогормоны (вазопрес-син - антидиуретический гормон и окситоцин), вырабатываемые в крупноклеточных ядрах переднего отдела гипоталамуса, в дальнейшем выделяемые в кровь.

Секреторные нейроны (neuronum secretorium) расположены в ядрах серого вещества гипоталамуса. Строение секреторных нейронов описано в главе 10. Нервные ядра (свыше 30 пар) группируются в его переднем, среднем (медиобазальном и туберальном) и заднем отделах.

В переднем гипоталамусе располагаются парные супраоптические (nuclei supraoptici) и паравентрикулярные (nuclei paraventriculares) ядра. Супраоптические ядра образованы крупными холинергическими (пептидохолинергическими) нейросекреторными клетками, содержащими как в перикарионах, так и в отростках секреторные гранулы. Аксоны этих клеток проходят через медиальную эминенцию и гипофизарную ножку в заднюю долю гипофиза, где заканчиваются на кровеносных капиллярах утолщенными терминалями. Паравентрикулярные ядра построены более сложно.

Их центральная крупноклеточная часть образована такими же крупными холинергическими нейросекреторными клетками, как в супраоптическом ядре, и их аксонами, идущими в заднюю долю гипофиза. В обоих указанных ядрах крупные нейросекреторные клетки продуцируют белковые (нонапептидные) нейрогормоны - вазопрессин, или антидиуретический гормон (АДГ), и окситоцин. У человека выработка антидиуретического гормона совершается преимущественно в супраоптическом ядре, тогда как продукция окситоцина преобладает в крупноклеточной части паравентрикулярных ядер.

Периферическая же часть паравентрикулярного ядра состоит из мелких адренергических нейросекреторных клеток. Аксоны этих клеток направляются в медиальную эминенцию.

В мелкоклеточных ядрах среднего (медиобазального и туберального) гипоталамуса их мелкие адренергические (пептидоадренергические) нейро-секреторные клетки вырабатывают аденогипофизотропные нейрогормоны - рилизинг-гормоны, или факторы

440