Тема лекции: морфология центральных органов гемопоэза и иммуногенеза

План лекции:

1. Классификация, функции и общий принцип строения органов кроветворения

2. Понятие о лимфоидной и миелоидной ткани, развитие миелоидного кроветворения

3. Красный костный мозг (ККМ):

3.1. Функции ККМ

3.2. Строение ККМ

3.3. Особенности кровоснабжения ККМ

3.4. Регенерация ККМ

4. Тимус:

4.1. Функции тимуса

4.2. Развитие тимуса

4.3. Строение тимуса

4.4. Особенности кровоснабжения тимуса. Гемато-тимусный барьер.

4.5. Возрастные особенности тимуса

Функции органов кроветворения

Органы кроветворения и иммунной защиты образуют единую с кровью и лимфой систему, которая:

1. Обеспечивает непрерывный процесс обновления форменных элементов крови в результате постоянной пролиферации и дифференцировки клеток в соответствии с потребностями организма.

2. Создает и осуществляет комплекс защитных реакций от повреждающего действия факторов внешней и внутренней среды, иммунный надзор за деятельностью клеток своего организма.

3. Поддерживает целостность и индивидуальность организма благодаря способности клеток иммунной системы отличать структурные компоненты своего организма от чужеродного и уничтожать последние.

К органам кроветворения и иммуногенеза относятся:

1. Красный костный мозг (ККМ),

2. Тимус,

3. Лимфатические и гемолимфатические узлы,

4. Селезенка,

5. Лимфоидые образования пищеварительного тракта, к которым относятся миндалины, пейеровы бляшки, аппендикс, лимфоидные образования половой, дыхательной, выделительной систем.

Все органы кроветворения и иммуногенеза подразделяются на центральные и периферические.

К центральным относится ККМ и тимус. В них локализованы стволовые кроветворные клетки и происходит первый этап дифференцировки лимфоцитов, называемый антигеннезависимым.

К периферическим органам относятся: селезенка, лимфатические и гемолимфатические узлы, лимфоидные образования по ходу пищеварительной трубки, половой, дыхательной, выделительной систем. В этих органах осуществляется антигензависимая дифференцировка лимфоцитов.

Общий принцип строения органов кроветворения

1. Основу всех органов кроветворения формирует стромальный компонент, представленный ретикулярной тканью, исключением является лишь тимус, его стромальный компонент представлен эпителиоретикулярной тканью, имеющей эпителиальное происхождение. Клетки стромы выполняют опорную, трофическую и регуляторную функции, обладают в каждом органе характерными признаками. Они создают особое микроокружение, синтезируя гемопоэтины для правильного развития кроветворных клеток, ГАГ кислые и нейтральные, а так же белок ламинин, создающий трехмерную сеть для миграции клеток крови.

2. Все органы гемопоэза и иммуногенеза среди клеток стромы содержат большое количество макрофагов, которые участвуют в созревании и дифференцировке формирующихся форменных элементов, а также в фагоцитозе разрушенных клеток, учавствуя в их утилизации.

3. В строме органов кроветворения содержится сосудистый компонент, который представлен особыми кровеносными сосудами, синусными капиллярами, с высоким эндотелием, который, в свою очередь, обеспечивает распознавание зрелых клеток, способен сортировать их и обеспечивать миграцию форменных элементов в кровеносное русло.

4. В сети стромосоздающей ткани находятся форменные элементы крови на разных этапах созревания – гемопоэтический компонент.

Понятие о лимфоидной и миелоидной ткани, развитие органов миелоидного кроветворения

Кроветворные клетки в совокупности со стромой образуют два типа тканей миелоидную и лимфоидную:

Миелоидная ткань – это ретикулярная ткань, с находящимися там развивающимися клетками миелоидного ряда (эритропоэза, тромбоцитопоэза, гранулоцитопоэза, моноцитопоэза) и лимфоидного (В-лимфоцитопоэз). Миелоидная ткань формирует основу органов миелоидного кроветворения, к которым у человека относится красный костный мозг.

Лимфоидная ткань - это ретикулярная или эпителиоретикулярная ткань (тимус), в которой находятся клетки лимфоидного ряда (лимфоцитопоэза) на разных стадиях развития. Лимфоидная ткань формирует органы лимфоидного кроветворения, к которым относятся: тимус, селезенка, лимфатические и гемолимфатические узлы и лимфоидные элементы в стенке различных органов и систем.

Развитие миелоидного кроветворения:

В развитии выделяют три периода:

1. Мезобластический

2. Гепатолиенальный

3. Медуллярный

Мезобластический (2 недель – 4 месяцев): первые клетки крови обнаруживаются у 13-19 суточного эмбриона в мезодерме желточного мешка. Интраваскулярно часть стволовых клеток крови дифференцируются в эритробласты (крупные клетки имеющие ядро). Экстраваскулярно образуются гранулоциты: нейтрофилы и эозинофилы. Активность мезобластического кроветворения снижается на 6 неделе и заканчивается на 4 месяце эмбриогенеза.

Гепатолиенальный (2 месяцев – 7 месяцев): в печени кроветворение начинается на 5-6 неделе, достигая максимума к 5 месяцу эмбриогенеза. Все форменные элементы - это эритроциты и тромбоциты в этот период образуются экстраваскулярно. К моменту рождения в печени могут сохраняться единичные очаги кроветворения. В селезенке очаги миелоидного кроветворения обнаруживаются с 20 недель эмбриогенеза, несколько позднее появляются очаги лимфоидного кроветворения, а с 8-го месяца эмбриогенеза в ней остается только лимфоидное кроветворение.

Медуллярный или костномозговой: начинается параллельно развитию костного скелета и продолжается всю жизнь. В полость первичной кость начинают врастать и дифференцироваться клетки двух типов: с 2-х месяцев механобласты (формируют ретикулярную ткань, которая заполняет все полости кости) и с 3-х месяцев - стволовые клетки крови, формируя островки гемопоэза. К 4-му месяцу эмбриогенеза ККМ становится главным органом кроветворения и заполняет полости плоских и трубчатых костей. У ребенка 7 лет ККМ в диафизах трубчатых костей бледнеет, появляется и начинает разрастаться желтый костный мозг. У взрослого человека ККМ сохраняется лишь в эпифизах трубчатых костей и в плоских костях. В старческом возрасте костный мозг (как красный, так и желтый) приобретает слизистую консистенцию и носит название желатинозный костный мозг.

Морфология красного костного мозга (ККМ)

Красный костный мозг (medulla ossium rubra) – это центральный орган гемопоэза и иммуногенеза, содержащий популяцию стволовых клеток крови и участвующий в образовании клеток миелоцитарного и лимфоцитарного рядов.

Функции ККМ:

1. Гемопоэтическая - в красном костном мозге берут начало все ростки кроветворения на основе самоподдерживающейся популяции стволовой клетки крови

2. Иммунная - в красном костном мозге происходит антигеннезависимая дифференцировка лимфоцитов

3. Регуляторная – выделяющиеся в красном костном мозге гемопоэтины влияют на процессы кроветворения во всех органах гемопоэза, а синтезирующиеся цитокины регулируют иммуногенез.

У взрослого масса ККМ составляет 1,5 - 2 кг, это 4-5% от массы тела. Он имеет красный цвет и полужидкую консистенцию. Основу его или стромальный компонент образует ретикулярная ткань, состоящая из отросчатых ретикулярных клеток (ретикулоцитов) и межклеточного вещества, содержащего ретикулярные волокна. Она не только формирует трехмерную сеть, выполняя опорную функцию, но ее клетками синтезируются гемопоэтические факторы, без которых кроветворение не осуществляется. Ретикулоциты находящиеся вокруг стенки кровеносных синусов называют адвентициальными клетками. Эти клетки способны сокращаться, облегчая миграцию форменных элементов крови сквозь сосуды. Кроме ретикулоцитов стромальный компонент представлен адипоцитами, макрофагами, а также клетками эндоста (соединительнотканной выстилки костных полостей) - остеобластами и остеоцитами.

Адипоциты располагаются островками, обеспечивая энергией гемопоэз; заполняют объем, создавая давление, необходимое для функционирования синусов, а также вырабатывают БАВ, регулирующие объем кроветворной ткани.

Макрофаги выполняют различные функции: выделяют ростковые факторы и фагоцитируют клетки, «непрошедшие отбор»; макрофаги, мигрирующие из селезенки, приносят компоненты для синтеза гемоглобина, а костные макрофаги остеокласты – регулируют размеры костных лакун.

Остеобласты и остеоциты, формирующие жесткий остов поставляют микроэлементы необходимые для кроветворения.

Между ретикулярными клетками располагается большое количество полостей, в которых залегают гемокапилляры. Они очень тонкие и придают цвет ККМ. Вокруг кровеносных капилляров расположено множество свободно лежащих клеток крови миелоцитарного и лимфоцитарного рядов на разных этапах дифференцировки, а также самоподдерживающаяся популяция плюрипотентных стволовых клеток. Пролиферация в ККМ идет очень активно, создавая в сутки около 200 млрд. клеток.

Участки, где происходит пролиферация и дифференцировка клеток крови, получили название островков кроветворения. Эти островки, в общем, формируют гемопоэтический компонент.

Выделяют три типа островков:

1. Эритропоэтический островок содержит центрально расположенный макрофаг, называемый клеткой-нянькой, вокруг которого расположены эритроидные клетки на разных стадиях развития (от колониеобразующей эритроидной клетки и эритробласта до ретикулоцита). Макрофаг выделяет ростковые факторы, с помощью сиалоадгезинов он удерживает вокруг себя эритроидные клетки, обеспечивая их железом за счет наличия в его цитоплазме трансферрина, связывающего 4 атома железа, также макрофаги вырабатывают эритропоэтин, витамин Д3 и фагоцитируют ядра, выбрасываемые из эритроцита в процессе созревания.

2. Гранулоцитопоэтические островки могут быть трех видов в зависимости от того какие гранулоциты образуются: нейтрофильные, эозинофильные или базофильные, чаще всего они локализуются вблизи эндоста. Каждый островок окружен слоем протеогликанов, что создает микроокружение для дифференцировки гранулоцитов. По мере созревания эта оболочка растворяется и гранулоциты, совершая амебовидные движения, мигрируют к синусам и уходят в кровоток.

3. Тромбоцитопоэтический островок локализуются у синусных капилляров, и включает мегакариоциты. Мегакариоциты - это очень крупные клетки с гигантскими дольчатыми ядрами. Он выдвигает ложноножку между эндотелиоцитами в полость капилляра и током крови эти участки отрываются, превращаясь в тромбоциты. Такой способ отрыва цитоплазмы называется «клазмотоз». Из одного мегакариоцита формируются около 2 тыс. тромбоцитов.

Кроме этого в ККМ находится три категории лимфоидных клеток, лежащих вокруг сосудов:

• Стволовые лимфоидные клетки, не имеющие рецепторов.

• Предшественники Т – лимфоцитов, имеющие рецепторы и мигрирующие в тимус.

• Предшественники В – лимфоцитов, в которых осуществляется уникальный процесс образования генов иммуноглобулинов.

Кроме этого в ККМ идет развитие моноцитов - будущих макрофагов.

Для того чтобы осуществились процессы гемопоэза и иммуногенеза нужны регуляторы, которые подразделяются на – стимуляторы и ингибиторы:

К стимуляторам относятся вещества, выделяемые клетками стромы, гормоны, синтезируемые в других органах: эритропоэтины в почках, легких, печени; тироксин щитовидной железы, соматотропный гормон гипофиза.

К ингибиторам относятся вещества, вырабатываемые зрелыми форменными элементами крови по принципу обратной связи (кейлоны), тканевые гормоны – интерферон, простагландины, гормоны коры надпочечников.

Сосудистый компонент ККМ представлен мощной сосудистой сетью, имеющей особенности в строении. Существуют 2 способа кровоснабжения костного мозга.