Функциональная анатомия органов иммунной системы

Автор: Шахназарова Хадижат Гаджиевна

ГБПОУ РД «Каспийское медицинское училище им. А. Алиева»

Иммунная система - это совокупность лимфоидных тканей и органов тела, обеспечивающая защиту организма от генетически чужеродных клеток или веществ, поступающих извне или образующихся в организме. Антигенами могут быть микробы, вирусы, вредные примеси в пище и воздухе, отмершие ткани, измененные (мутантные, раковые) клетки и др.

Функции органов иммунной системы.

1. Сохраняют постоянство внутренней среды организма в течение всей жизни индивидуума.

2. Иммунные органы вырабатывают иммунокомпетентные клетки – лимфоциты и плазмоциты и включают их в иммунный процесс.

3. Обеспечивают распознавание и уничтожение проникающих в организм или образующихся в нем клеток, несущих на себе признаки генетически чужеродной информации.

4. Кроме распознавания чужеродного они обеспечивают выбор класса иммунного ответа на клеточном или гуморальном уровне и развертывают иммунный ответ.

Генетический контроль осуществляют функционирующие совместно популяции Т- и В- лимфоцитов, которые при участии макрофагов обеспечивают иммунный ответ в организме. Т-лимфоциты или тимус зависимые лимфоциты, заселяют паракортиальную зону лимфатических узлов, периартериальные части лимфатических фолликулов селезёнки и обладают клеточным иммунитетом.

В-лимфоциты являются предшественниками антителообразующих клеток – плазмоцитов и лимфоцитов с повышенной активностью. Они поступают в бурсазависимые зоны лимфатических узлов и выполняют функции гуморального иммунитета, в котором главная роль принадлежит крови, лимфе, секрету желез, содержащих антитела.

Термины Т- и В-лимфоциты ввел в 1969 г. английский иммунолог А. Ройт. Понятие и термин «Иммунная система» появились в 1970-ые годы.

Иммунная система имеет 3 морфофункциональные особенности:

1) она генерализована по всему телу;

2) ее клетки постоянно циркулируют через кровоток;

3) она обладает уникальной способностью вырабатывать специфические антитела в отношении каждого антигена.

Функционально органы иммунной системы подразделяют на центральные и периферические.

К центральным органам иммунной системы относятся костный мозг и тимус. В костном мозге из полипотентных стволовых клеток образуются В-лимфоциты (бурсозависимые) и предшественники Т-лимфоцитов (наряду с другими клетками крови). В тимусе происходит дифференцировка Т-лимфоцитов (тимусзависимых), образующихся из поступивших в этот орган предшественников Т-лимфоцитов - претимоцитов. В дальнейшем обе эти популяции лимфоцитов с током крови поступают в периферические органы иммунной системы, которые непосредственно осуществляют поиск чужеродного.

К периферическим органам иммунной системы относятся:

1) миндалины кольца Н.И. Пирогова - В. Вапьдейера;

2) многочисленные лимфоидные узелки в стенках полых органов дыхательной (гортани, трахеи, бронхов), пищеварительной (пищевода, желудка, тонкой и толстой кишки, аппендикса, желчного пузыря), мочевой (мочеточника, мочевого пузыря, мочеиспускательного канала) систем;

3) лимфоидные узелки большого сальника («иммунной фабрики брюшной полости»), матки;

4) соматические (париетальные), внутренностные (висцеральные) и смешанные лимфатические узлы, вставленные по току лимфы в количестве от 500 до 1000 (биологические фильтры);

5) селезёнка - единственный орган, контролирующий генетическую «чистоту» крови, внешне напоминает большой лимфатический узел. Помимо хранения крови, ее фильтрации, сохранения клеток, считается вместилищем лимфоцитов. Здесь разрушаются старые неполноценные кровяные клетки, образуются антитела, иммуноглобулины, происходит активация макрофагов, поддерживается гумopaльный иммунитет;

6) многочисленные лимфоциты, которые находятся в крови, лимфе, тканях и осуществляют поиск чужеродных веществ.

Костный мозг является одновременно органом кроветворения и центральным органом иммунной системы. Его главной задачей считается производство лейкоцитов, эритроцитов, тромбоцитов, образующих кровь Общая масса костного мозга у взрослого человека равна примерно 2,5-3 кг (4,5-4,7% массы тела). Около половины его составляет красный костный мозг, остальное - желтый. Красный костный мозг располагается в ячейках губчатого вещества плоских и коротких костей, эпифизов длинных (трубчатых) костей. Он состоит из стромы (ретикулярной ткани), гемопоэтических (миелоидной ткани) и лимфоидных (лимфоидной ткани) элементов на разных стадиях развития. В нем содержатся стволовые клетки - предшественники всех клеток крови и лимфоцитов.

Главным действующим «лицом», центральной «фигурой» иммунной системы является лимфоцит.

Лимфоциты - это подвижные округлые клетки, размеры которых варьируют в пределах от 8 до 18 мкм. Большинство циркулирующих лимфоцитов - это малые лимфоциты диаметром около 8 мкм. Примерно 10% составляют средние лимфоциты диаметром 12 мкм. Большие лимфоциты (лимфобласты) диаметром около 18 мкм встречаются в центрах размножения лимфатических узлов и селезенки. В норме они в крови и лимфе не циркулируют. Именно малый лимфоцит является основной иммунокомпетентной клеткой. Среди лимфоцитов различают 3 группы: Т-лимфоциты (тимусзависимые), В-лимфоциты (бурсозависимые) и нулевые.

1) Т-лимфоциты возникают в костном мозге из стволовых клеток, которые дифференцируются вначале в претимоциты. Последние с током крови переносятся в вилочковую железу (тимус), в которой они созревают и превращаются в Т-лимфоциты, а затем, минуя костный мозг, расселяются в лимфатических узлах, селезенке или циркулируют в крови, где на их долю приходится 50-70% всех лимфоцитов. Различают несколько форм (популяций) Т-лимфоцитов, каждая из которых выполняет определенную функцию. Одна из них - Т-хелперы (помощники) взаимодействуют с В-лимфоцитами, превращая их в плазматические клетки, вырабатывающие антитела. Другая - Т-супрессоры (угнетатели) блокируют чрезмерные реакции и активность В-лимфоцитов. Третьи - Т-киллеры (убийцы) непосредственно осуществляют реакции клеточного иммунитета. Они взаимодействуют с чужеродными клетками и уничтожают их. Таким способом Т-киллеры разрушают опухолевые клетки, клетки чужеродных трансплантатов, клетки-мутанты, что сохраняет генетический гомеостаз.

2) В-лимфоциты развиваются из стволовых клеток в самом костном мозге, который в настоящее время рассматривается в качестве аналога фабрициевой сумки (бурсы) - клеточного скопления в стенке клоачного отдела кишки у птиц. Из костного мозга В-лимфоциты поступают в кровь, где на их долю приходится 20-30% циркулирующих лимфоцитов. Затем с кровью они заселяют бурсозависимые зоны периферических органов иммунной системы (селезенку, лимфатические узлы, лимфоидные узелки стенок полых органов пищеварительной, дыхательной и других систем), где из них дифференцируются эффекторные клетки - В-лимфоциты памяти и  антителообразующие клетки - плазмоциты, которые синтезируют иммуноглобулины пяти разных классов: IgA, IgG, IgM, IgE, IgD. Основная функция В-лимфоцитов - создание гуморального иммунитета путем выработки антител, которые поступают в жидкости организма: слюну, слезы, кровь, лимфу, мочу и т.д. Антитела связываются с антигенами, что дает возможность фагоцитам поглощать их.

3) Нулевые лимфоциты не проходят дифференцировки в органах иммунной системы, но при необходимости способны превращаться в В- и Т-лимфоциты. На их долю приходится 10-20% лимфоцитов крови.

Морфологически Т- и В-лимфоциты являются клетками, неразличимыми в световом микроскопе. Однако в сканирующем электронном микроскопе на В-лимфоцитах выявляются микроворсинки (антигенраспознающие рецепторы), отсутствующие на Т-лимфоцитах. Количество этих антигенраспознающих рецепторов на В-лимфоцитах в 100-200 раз больше, чем на Т-лимфоцитах. Рецепторами на поверхности В-лимфоцитов являются иммуноглобулиновые молекулы. Природа рецепторов на Т- лимфоцитах изучена пока недостаточно. Нулевые лимфоциты не имеют вообще поверхностных рецепторов.

Общие закономерности для всех органов иммунной системы.

1) Рабочей тканью (паренхимой) органов иммунной системы является лимфоидная ткань.

2) Все органы иммунной системы рано закладываются в эмбриогенезе: костный мозг и тимус начинают закладываться на 4-5 неделе эмбриогенеза, лимфатические узлы и селезенка - на 5-6 неделе, небные и глоточные миндалины - на 9-14 неделе, лимфоидные узелки аппендикса и лимфоидные бляшки тонкой кишки - на 14-16 неделе, одиночные лимфоидные узелки в слизистой оболочке внутренних полых органов - на 16-18 неделе.

3) Органы иммунной системы к моменту рождения морфологически сформированы, функционально зрелы и готовы выполнять функции иммунной защиты. Так, красный костный мозг, содержащий стволовые клетки, миелоидную и лимфоидную ткани, к моменту рождения заполняет все костномозговые полости. Тимус у новорожденного имеет такую же относительную массу, как у детей и подростков, и составляет 0,3% массы тела. Во многих периферических органах иммунной системы (небные миндалины, аппендикс, тонкий, толстый кишечник) у новорожденного уже имеются лимфоидные узелки, в том числе и с центрами размножения, что свидетельствует о полной морфологической и функциональной зрелости лимфоидной ткани в органах иммунной системы.

4) Органы иммунной системы достигают своего максимального развития (масса, размеры, число лимфоидных узелков, наличие в них центров размножения) в детском и подростковом возрастах. Все лимфоидные органы достигают пика своего развития к 16 годам, а лимфоидные узелки в органах иммуногенеза - к 4-6 годам (поэтому «профилактическое» удаление небных миндалин и аппендиксов в 1960 гг. у детей в некоторых странах приводило через несколько лет после операции к появлению опухолей органов в соответствующих областях). 

5) Во всех органах иммунной системы наблюдается ранняя возрастная инволюция (обратное развитие) лимфоидной ткани и ее замещение жировой и волокнистой соединительной тканью. К 20-25 годам все лимфоидные органы становятся такими же, как у 50-60-летних людей. Около половины красного костного мозга, начиная с 10-15 лет, постепенно превращается в ожиревший, недеятельный желтый костный мозг. Аналогично с 10-15 лет начинает уменьшаться количество лимфоидной ткани в тимусе с заменой ее на жировую ткань. Последняя в 50-летнем возрасте составляет 88-89% массы тимуса, а у новорожденных - лишь 7%. У детей и подростков наблюдается прогрессирующее уменьшение количества лимфоидных узелков и в периферических органах иммунной системы.

В 1883 г. был открыт и описан И.И. Мечниковым клеточный механизм иммунитета - фагоцитоз. И.И. Мечников обнаружил, что лейкоциты способны "заглатывать" бактерии, мелкие частицы, обломки клеток и переваривать их. Фагоцитами являются нейтрофилы, базофилы, эозинофилы и моноциты. Моноциты могут мигрировать в очаги воспаления, где превращаются в гигантские макрофаги. Нейтрофил способен поглощать до 25 бактерий, моноцит - до 100.

Фагоцитоз - это могучий, но не единственный механизм иммунитета. В плазме крови обнаружены бактерицидные (убивающие бактерии) и антитоксические вещества. Так, например, один из глобулинов крови - интерферон инактивирует многие вирусы, пропердин и лизоцим разрушают ряд бактерий, цитотоксины убивают раковые клетки. Эти вещества обеспечивают гуморальный естественный врожденный иммунитет.

В течение жизни в организме после встречи с рядом болезнетворных агентов появляются специфические антитела именно против данного агента, также осуществляющие гуморальный иммунитет. В нем важную роль играют лимфоциты.

Литература:

3. М.Р. Сапин. Анатомия человека: В 2 т. Т. 2: Учебник. М.: Академия, 2019г.

4. Сапин М.Р., Брыксина З Г., Клочкова С.В. Анатомия человека. Учебник для медицинских училищ и колледжей. — М: ГЭОТАР-Медиа, 2020г.

5. Умнякова Е. Как работает иммунитет. 2018 год, издательство «Аванта».