красный костный мозг впервые появляется у рыб

Красный костный мозг впервые появляется у рыб

К системе реактивности организма человека принадлежат органы, осуществляющие восприятие всех внешних и внутренних сигналов, их анализ и адекватную конкретной обстановке регуляцию жизнедеятельности, а также интеграцию функций органов и систем организма. Систему реактивности представляют органы иммунной защиты, эндокринные железы, нервная система с ее периферическим сенсорным аппаратом. Эти три части организма объединяются в единую нейро-эндокринно-иммунную систему, поскольку их деятельность взаимно согласована и зависима. Так, нейропептиды, синтезируемые эндокринными нейронами, влияют на активность иммунокомпетентных клеток, а биологические активные вещества иммунокомпетентных клеток оказывают влияние на клетки и ткани, сходные с таковыми для гормонов эндокриноцитов и пептидов нейронов.

Иммунный комплекс органов

Иммунный комплекс органов включает вилочковую железу (тимус), лимфатические узлы, селезенку, лимфоидные образования в стенке пищеварительного тракта и в других органах и красный костный мозг, где развиваются все клетки крови, в том числе осуществляющие иммунный надзор.

Несмотря на топографическую разобщенность, эти органы вместе с кровью и лимфой образуют единую в функциональном отношении систему, обеспечивающую поддержание процессов кроветворения и иммунной защиты. Органы кроветворения представляют собой открытую систему с постоянным перемещением клеток крови.

Различают центральные и периферические органы кроветворения и иммуногенеза. К центральным органам относят красный костный мозг и вилочковую железу. К периферическим кроветворным и иммунным органам принадлежат лимфатические узлы, селезенка, миндалины и другие лимфоидные образования в составе слизистных оболочек органов.

Красный костный мозг

Красный костный мозг — центральный гемопоэтический орган. В нем находится основная часть стволовых кроветворных клеток и происходит развитие клеток миелоидного и лимфоидного рядов, осуществляется антигеннезависимая дифференцировка В-лимфоцитов (рис. 108).

В эмбриогенезе человека костный мозг появляется впервые на 2-3-м месяцах в плоских костях и позвонках, на 4-м месяце — в трубчатых костях конечностей. Различают красный костный мозг и желтый костный мозг. Красный костный мозг находится в эпифизах трубчатых костей, в губчатом веществе плоских костей, в лопатках, грудине, позвонках, костях черепа. Несмотря на такое рассредоточение, функционально он тесно взаимосвязан благодаря постоянной миграции клеток и наличию общих механизмов регуляции процессов кроветворения.

Масса костного мозга 1,6-3,7 кг, что составляет 3-6% от массы тела. Красный костный мозг имеет темно-красный цвет. Консистенция его полужидкая. Это позволяет делать из него тонкие мазки, изучение которых имеет большое диагностическое значение в клинике.

Строма красного костного мозга образована костными перекладинами, идущими от эндоста. Между ними располагается ретикулярная ткань. Последняя состоит из трехмерной сети гетероморфных ретикулярных клеток фибробластического вида (фибробласты костного мозга). Они вырабатывают межклеточное вещество, включающее ретикулярные волокна и амфорный компонент с большим содержанием гликозаминогликанов, ростовые факторы (интерлейкины). Кроме ретикулярных клеток к стромальным клеточным элементам относятся остеобласты, входящие в состав эндоста и способные влиять на пролиферацию гемопоэтических клеток, адвентициальные — малодифференцированные клетки, сопровождающие кровеносные сосуды, жировые клетки. Все эти клетки развиваются в результате дивергентной дифференцировки стромальной стволовой клетки и играют роль микроокружения для развивающихся клеток крови.

Строма красного костного мозга пронизана кровеносными сосудами микроциркуляторного русла. В основном это капилляры синусоидного типа с диаметром около 30 мкм.

В петлях ретикулярной ткани красного костного мозга расположено множество кроветворных клеток (в том числе стволовых кроветворных, клеток-предшественников миело- и лимфопоэза, клеток гранулоцитарного, эритроцитарного, лимфоцитарного, моноцитарного и тромбоцитарного рядов на различных стадиях дифференцировки).

Количество стволовых кроветворных клеток в красном костном мозге наибольшее по сравнению с другими кроветворными органами (50 на 105 клеток). Концентрация стволовых кроветворных клеток вблизи эндоста в 3 раза больше, чем в других участках костного мозга. Именно здесь наиболее интенсивно идет кроветворение, что связывается с выработкой остеобластами интерлейкинов и повышенным содержанием кальция.

Развивающиеся клетки крови располагаются в красном костном мозге группами (островками, «гнездами»), представляющими собой диффероны, или гистогенетические ряды клеточной дифференцировки. Эритробласты находятся вблизи макрофагов, содержащих железо фагоцитированных эритроцитов, и получают от них железо, необходимое для построения гемоглобина. Созревающие гранулоциты образуют островки, подобно эритроидным клеткам, с тем, однако, отличием, что они не имеют связи с макрофагами.

Клетки тромбоцитарного ряда (мегакариобласты и мегакариоциты) локализуются преимущественно вблизи кровеносных синусоидов. Отростки цитоплазмы мегакариоцитов при этом проникают через поры в стенке синусоидов внутрь сосудов, и от них отделяются фрагменты цитоплазмы в виде кровяных пластинок (тромбоцитов). Последние тут же поступают в кровоток.

В красном костном мозге обычно вокруг кровеносных сосудов встречаются небольшие группы лимфоцитов и моноцитов. Среди множества кровяных клеток в красном костном мозге больше всего зрелых клеточных форм или близких к состоянию зрелости (эритробластов, метамиелоцитов и др.). В случае необходимости, например, при кровопотере, они могут быстро завершить дифференцировку и перейти в кровоток. В нормальных условиях через стенку синусоидных капилляров могут проникать лишь зрелые формы клеточных дифферонов.

Желтый костный мозг расположен в диафизах трубчатых костей. Он представлен преимущественно жировой тканью. В жировых клетках содержится пигмент липохром, имеющий желтый цвет. Желтый костный мозг рассматривается как кроветворный резерв, и в случае больших кровопотерь он начинает функционировать как кроветворный орган. Желтый и красный костный мозг — это два функциональных состояния одного кроветворного органа.

Красный костный мозг очень чувствителен к действию радиации, интоксикаций бензолом, толуолом и другими ядами. Особенно уязвимы при этом «бластные» клеточные формы. Происходит опустошение костного мозга и в результате остается лишь ретикулярная строма. Отмечаются выраженные изменения костного мозга, связанные с превращением миелоидной ткани в жировую, а в старческом возрасте — в слизистую, желатинозную ткани.

Регенерация. Костный мозг обладает высокой регенерационной способностью. После удаления части костного мозга или после облучения ионизирующей радиацией происходит его восстановление за счет заселения костного мозга циркулирующими в крови стволовыми клетками. Необходимым условием при этом является сохранение жизнеспособности стро-мальных клеток. В клинике широко применяют различные методы трансплантации костного мозга.

Источник

Урок Бесплатно Иммунная система

Введение

Наш организм ежедневно атакуют миллионы микроорганизмов, но болеем мы намного реже.

Все потому, что человек в процессе эволюции выработал систему защиты от чужеродных агентов, посягающих на здоровье и благополучие организма.

Иммунитет (от латинского “immunitas”- освобождение, избавление от чего- либо)- это способность живых организмов распознавать чужеродные антигены и уничтожать их.

Антигенами могут выступать любые частицы, имеющие ДНК или РНК, которые отличаются от ДНК или РНК организма.

Например, различные вирусы, бактерии, одноклеточные животные, насекомые и даже клетки пересаженной ткани от другого человека (при переливании крови) имеют совершенно другие ДНК.

Иммунитет реализуется иммунной системой.

Процесс взаимодействия антитела (АТ) и антигена (АГ) называют иммунной реакцией (иммунным ответом) организма.

Эволюция иммунной системы

Иммунитет способствует выживанию организмов в постоянно меняющихся условиях среды.

В эволюции выделяют три этапа в формировании иммунного от­вета:

Круглоротые уже способны формировать антитела.

Тимус впервые обнаруживается у рыб.

Тимус, селезенка и отдельные скопления лимфоидной ткани появляются у животных, начиная с амфибий.

У рыб и амфибий вилочковая железа активно выделяет анти­тела, что несвойственно птицам и млекопитающим

Особенность иммунного ответа птиц состоит в наличии особого лимфоидного органа- фабрициевой сумки, где В- лимфоциты после антигенной стимуляции способны транс­формироваться в плазматические клетки, вырабатывающие антитела.

У млекопитающих органы иммунной системы схожи по строению и функциям с органами человека, которые будут рассматриваться ниже.

На ранних стадиях эмбриогенеза из желточного мешка в тимус и красный костный мозг человека мигрируют стволовые лимфатические клетки.

После рождения источником стволовых клеток становится красный костный мозг.

К мо­менту рождения периферические органы иммунной системы еще не сформированы, поэтому размноже­ние и развитие в них лимфоцитов начинается только после стимуляции мигрировавших из центральных органов иммуногенеза Т- и В- лимфоцитов.

Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации

Источник

Bio-Lessons

Образовательный сайт по биологии

Тест_ЕНТ_Биология_Вариант_040

ТЕСТЫ ПО БИОЛОГИИ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЕНТ

ЕНТ Биология

Вариант 040

1. Часть вегетативного побега
A) цветок
B) плод
C) семядоля
D) семя
E) лист

6. Количество пар рёбер у человека
A) 10
B) 5
C) 7
D) 14
E) 12

11. Корнеплод имеет
A) ятрышник
B) баньян
C) морковь
D) эремурус
E) заразиха

16. Пальчатое жилкование имеет
A) тополь
B) пшеница
C) клен
D) яблоня
E) кукуруза

Инструкция: Вам предлагаются тестовые задания на основе контекста с выбором одного правильного ответа из пяти предложенных.
Полное и неполное доминирование Анализирующее скрещивание
Помимо полного доминирования (проявление признака одного из родителей) существует неполное, сочетающее признаки обоих родителей. Неполное доминирование помогает в селекции при определении генотипов родителей.
Ярким примером у человека служит сочетание курчавых и прямых волос. Первое поколение будет с волнистыми волосами.
Анализирующее скрещивание — это скрещивание организма с доминантным фенотипом с другим организмом, который является по данному признаку рецессивной гомозиготой. Это позволяет установить генотип испытуемого организма.
21. Неполное доминирование
A) доминирование одного признака
B) проявление промежуточного признака
C) одновременное проявление двух признаков
D) подавление одного признака другим
E) доминирование двух признаков

Инструкция: Вам предлагаются задания, в которых могут один или несколько правильных ответов. Количество правильных ответов может быть не более трех
26. К вегетативным органам относится (-сятся)
A) семя
B) пестик
C) тычинки
D) лист
E) корень
F) плод
G) цветок
H) стебель

Источник

Происхождение стволовых кроветворных клеток в эмбриональном развитии

В организме взрослых млекопитающих кроветворение происходит главным образом в костном мозге. На протяжении всей жизни в нем поддерживаются стволовые кроветворные клетки (СКК), образующие все типы форменных элементов крови. В эмбриональном развитии кроветворение происходит в нескольких анатомических образованиях – желточном мешке, аорто-гонадо-мезонефральной области, плаценте и печени. Однако до сих пор не вполне ясно, где именно в ходе развития эмбриона впервые появляются клетки-предшественники, дающие начало СКК зрелого костного мозга. В обзоре рассмотрены современные представления об особенностях кроветворных клеток, образующихся в желточном мешке, аорто-гонадо-мезонефральной области и плаценте, и их вкладе в заселение печени зародыша, а впоследствии и костного мозга взрослого организма.

Костный мозг – основной орган кроветворения у взрослых млекопитающих, в котором на протяжении всей жизни воспроизводятся стволовые кроветворные клетки (СКК) и образуются зрелые клетки крови. СКК взрослого организма способны давать все типы форменных элементов крови (нейтрофилы, базофилы, эозинофилы, моноциты, лимфоциты, эритроциты, тромбоциты). Кроме того, после деления СКК воспроизводят самих себя, т.е. самоподдерживаются. Благодаря этому они обеспечивают кроветворение неопределенно долгое время. Основным функциональным критерием наличия в ткани СКК является способность к восстановлению кроветворения как после естественной гибели клеток, так и в ходе патологических процессов или действия повреждающих агентов. Полный набор этих свойств появляется у СКК только после рождения, в результате созревания их предшественников, так называемых пре-стволовых кроветворных клеток (пре-СКК), которые возникают в раннем развитии задолго до формирования костного мозга. Хотя процесс образования кроветворной системы изучается более 100 лет, остается не ясным вопрос, где впервые возникают клетки, дающие начало СКК, существующим во взрослом организме.

В печени зародыша собственные предшественники кроветворных клеток не образуются. Кроветворение в ней начинается и поддерживается только за счет миграции клеток, приходящих из желточного мешка, АГМ и плаценты. В печени СКК не только самоподдерживаются и размножаются, но и впервые в эмбриогенезе образуют все типы кроветворных клеток красного и белого рядов. Таким образом, печень является основным кроветворным органом развивающегося плода и обеспечивает его потребность как в стволовых, так и в зрелых клетках крови, что становится особенно важным на тех стадиях развития, когда желточный мешок уже прекращает выполнять кроветворную функцию. В конце внутриутробного периода печень переключается на выполнение специфических функций, свойственных ей во взрослой жизни, а кроветворная активность ней угасает. СКК при этом покидают печень и перемещаются в костный мозг, где к тому моменту уже складываются условия для их существования и самообновления. Попав в костный мозг, СКК прекращают интенсивно делиться и переходят в состояние покоя.

Ведущая роль в смене мест, где в ходе индивидуального развития происходит кроветворение, принадлежит микроокружению. В желточном мешке, АГМ, плаценте и печени оно неодинаково, и это обуславливает различия в поведении кроветворных клеток в этих органах. Так, под влиянием микроокружения плаценты СКК активно размножаются, а микроокружение печени благоприятствует не только их делению, но и дифференцировке. Ключевую роль в формировании микроокружения, или ниши для СКК, играют мезенхимные стромальные клетки (МСК). В ходе развития эмбриона МСК появляются в местах кроветворной активности, по-видимому, подготавливая «ложе» для кроветворных клеток, причем обе системы – мезенхимная и кроветворная – развиваются скоординировано. В индивидуальном развитии МСК претерпевают не только количественные, но и функциональные изменения, что отражает процесс созревания кроветворной ниши. Именно качественные изменения качества кроветворного микроокружения, происходящее параллельно с изменениями СКК, могут иметь определяющее влияние на приобретение последними дефинитивных свойств, присущих клеткам взрослого организма.

Таким образом, эмбриональное кроветворение осуществляется во многих анатомических образованиях, обеспечивающих на протяжении пренатального периода разные этапы формирования и созревания кроветворных клеток. Кроветворные функции этих образований частично перекрываются, но каждое из них имеет и уникальные особенности: желточный мешок служит первым местом продукции функционально активных клеток крови (примитивных эритроцитов), в АГМ закладываются de novo предшественники дефинитивных СКК, плацента обеспечивает размножение СКК, а печень – их поддержание и дифференцировку в множественных направлениях. Существование нескольких мест для кроветворения способствует, с одной стороны, быстрому образованию первых дифференцированных клеток крови, необходимых эмбриону для выживания и роста, а с другой – продукции множества СКК, которые потребуется организму в дальнейшем, уже после рождения. Однажды возникнув, СКК собираются в печени зародыша для размножения и дифференцировки, после чего заселяют костный мозг. На этом пути они попадают в различные ниши и подвергаются различным воздействиям, способствующим их размножению и функциональному созреванию, в результате чего приобретают свойства СКК взрослого организма.

Хотя эмбриональное развитие кроветворной системы изучается уже много лет, многие вопросы, связанные с происхождением клеток крови в эмбриогенезе, до сих пор остаются без ответа. Дальнейшее изучение клеточных и молекулярных механизмов формирования СКК в индивидуальном развитии имеет несомненную значимость не только для понимания фундаментальных аспектов функционирования кроветворной системы, но и для совершенствования методов лечения гематологических заболеваний.

Источник

КРАСНЫЙ КОСТНЫЙ МОЗГ

Красный костный мозг – центральный (первичный) орган кроветворной ткани, называемой миелоидной (греч. mielos – мозг, оidеоs – похожий) и представляет содержимое полужидкой консистенции, заполняющее полости костей позвоночных животных. У взрослых млекопитающих он находится в плоских костях (ребрах, костях черепа, таза), грудной кости, позвонках и эпифизах длинных трубчатых костей.

Развитие.В эмбриональном периоде колониеобразующие единицы (КОЕ) появляются в печени. Это мелкие, подвижные, самообновляющиеся благодаря митозу клетки, группирующиеся в колонии (скопления). При делении КОЕ образуются клетки-предшественники эритроцитов, а также лейкоцитов и тромбоцитов.

Образование красного костного мозга у млекопитающих начинается в ранний период эмбриогенеза – во время развития хрящевого скелета. У овцы в предплодном этапе в период образования хрящевого скелета конечностей в области диафизов появляется полость, в которой развивается вначале костный мозг, состоящий из остеобластов, остеокластов и ретикулярных клеток. В костный мозг проникают и накапливаются в нем стволовые кроветворные клетки, а клетки ретикулярной стромы в комплексе с макрофагами создают микросреду, необходимую для дифференциации кровяных клеток. В дальнейшем вокруг формирующихся сосудов микроциркуляторного русла усиленно развиваются разнообразные клетки, входящие в состав миелоидной ткани. Как только у плода развивается костная ткань, в ее полости попадают колониеобразующие единицы (КОЕ) и начинается образование клеток крови. К моменту рождения организма костные полости всех костей заполняются красным костным мозгом. После рождения в костной ткани накапливаются соли кальция, они уплотняются. Давление крови выталкивает через синусоиды в костные полости мелкие КОЕ, а затем и более крупные клетки крови. Увеличение количества костей сопровождается расселением КОЕ в них.

Красный костный мозг у грызунов и птиц сохраняется и во взрослом организме. У большинства млекопитающих в диафизах длинных трубчатых костей и в хвостовых позвонках красный костный мозг превращается в желтый (жировой) костный мозг.

Строение.Костные ткани могут быть либо кортикальными (компактными, плотными) или губчатыми (пористыми). Губчатое вещество кости находится в центральной части кости и характеризуется пористым сотовидным строением, составляющим сеть трабекул (фиброзная ткань). Эти строения обеспечивают опору и прочность кости. Пространства между трабекулами заполнены костным мозгом, которое производит кровяные тельца. Видны дифференцирующиеся белые кровяные тельца, являющиеся частью иммунной системы организма. Ретикулярные (сетчатые) волокна образуют конструкцию соединительных тканей костного мозга (рис.). Это сеть контактирующих между собой (с помощью десмосом) ретикулярных клеток и волокон (стромы) вокруг артериол, синусоидов (тонкостенных капилляров большого диаметра, лат. sinus – полый, оidеоs – подобный) и венул, пространства которой заполнены предшественниками клеток крови, макрофагами и жировыми клетками, не связанными между собой контактами.

Костный мозг осуществляет гемопоэз, или кроветворение — процесс создания новых клеток крови взамен погибающих и отмирающих. Он также является одним из органов иммунопоэза. Это единственная ткань взрослого организма, в норме состоящая из незрелых, недифференцированных и низкодифференцированных клеток, так называемых стволовых клеток, близких по строению к эмбриональным клеткам (рис. ). Все другие незрелые клетки, например незрелые клетки кожи, все же имеют большую степень дифференцировки и зрелости, чем клетки костного мозга, и имеют уже заданную специализацию.

Кардинальная особенность костного мозга состоит в том, что он служит основным источником стволовых кроветворных элементов как для миелоидного (кроветворного), так и для лимфоидного ростков дифференцировки. Все клетки иммунной системы происходят из стволовых клеток костного мозга, которые дифференцируются в лимфоциты, гранулоциты, моноциты, эритроциты и мегакариоциты. В костном мозге происходит раннее, антигеннезависимое созревание и дифференцировка В-лимфоцитов. Уменьшение количества стволовых клеток и нарушение их дифференцировки приводят к иммунодефицитам. Костный мозг оценивается как первичный орган иммунной системы, поскольку является источником В-клеток для вторичных лимфоидных образований периферии – в основном для селезенки и, в меньшей степени, для лимфатических узлов.

Основное назначение костного мозга – продукция клеток крови (кроветворение) и лимфоцитов. Развитие клеточных элементов костного мозга начинается от плюрипотентной гемопоэтической стволовой клетки (ГСК), которая дает начало шести росткам дифференцировки:

1) Мегакариоцитарному, заканчивающемуся образованием тромбоцитов.

2) Эритроидному, приводящему к формированию безъядерных, переносящих кислород эритроцитов крови;

4) Моноцитарно-макрофагальному. На территории костного мозга дифференцировка в данном направлении завершается образованием моноцитов, мигрирующих в кровь; окончательные зрелые их формы в виде тканевых макрофагов локализуются в различных органах и тканях, где они получили специфические названия: гистиоциты соединительной ткани, звездчатые ретикулоциты печени, макрофаги селезенки, макрофаги лимфатических узлов, перитонеальные макрофаги, плевральные макрофаги, клетки микроглии нервной ткани.

5) Т-клеточному. Данный росток дифференцировки на территории костного мозга проходит только самый начальный этап развития: формирование предшественника Т-клеток (пре-Т-клеток) от лимфоидной стволовой клетки; основные события по созреванию различных субпопуляций клоноспецифических Т-клеток разворачиваются в тимусе;

6) В-клеточному. В отличие от Т-клеточного направления развития В-клеточная дифференцировка характеризуется практически полной завершенностью; в связи с этим не случайно костный мозг относят к центральному органу иммунитета.

Среди этих ростков выделяют группы созревающих клеток эритроцитарного ряда вокруг макрофага – эритробластические островки. Центрально расположенный макрофаг такого островка выполняет несколько функций: участвует в переносе накапливаемого железа в эритроциты, поглощает ядра оксифильных эритробластов, фагоцитирует стареющие и погибающие клетки. Развивающие клетки гранулоцитарного ряда также сгруппированы островками, однако они не связаны с макрофагами. Их можно определить по характерной зернистости.

Среди клеток миелоидной ткани своей гигантской величиной, многодольчатым ядром и неровными контурами, выделяются мегакариоциты (рис. ). Они, как правило, контактируют со стенкой венозного синусоида, что обеспечивает поступление кровяных пластинок непосредственно в кровеносное русло.

Кроме развивающихся B-клеток в постнатальном костном мозге присутствуют зрелые плазматические и T-клетки. Следовательно, у млекопитающих костный мозг функционирует и как важный вторичный лимфоидный орган.

Большинство антигенпрезентирующих клеток также образуется в костном мозге, хотя их гемопоэтический предшественник остается неизвестным.

Кровоток в костном мозге составляет 15-20 мл/мин./100 г ткани. Он осуществляется по кровеносным сосудам, включающие синусоиды, через которые в костный мозг попадают не только белки, гормоны и др. вещества, но и клетки крови.

Кровоток в костном мозге уменьшается почти в 2 раза при стрессе и возрастает до 8-ми кратных объемов при успокоении.

Микроциркуляторное русло в красном костном мозге адаптировано обеспечению его функций.

· Медленный ток крови и пульсация сосудов, что способствует миграции клеток из костного мозга в сосудистое русло

· Процесс миграции избирателен. В кровяное русло поступают только зрелые клетки. Клетки капилляров способны узнавать и сортировать клетки.

· В процессе прохождения через сосудистое русло удаляется ядро у эритроцитов

· Элементы сосудистого русла способны регулировать количество поступающих клеток

· Капилляры красного костного мозга синусоидного типа (до 25-30 мкм) обеспечивают замедление тока крови (рис.). Синус имеет сфинктеры, способные выключать часть капилляров из кровотока, что создает временный застой крови.

· Эндотелиоциты не имеют постоянных контактов, могут скользить и образовывают временные поры, через которые легко проходят клетки

· Базальная мембрана сосудов прерывистая. На наружной поверхности синусоид имеются адвентициальные ретикулярные клетки которые имеют отросчатую форму. Содержат в цитоплазме микрофиламенты и способны менять положение относительно эндотелиоцитов

· Регулируют интенсивность поступления зрелых клеток внутрь сосудов.

ТИМУС

Тимус или вилочковая железа (glandula thymus) – центральный орган иммунной системы позвоночных животных, контролирующий ее формирование в эмбриональный и полноценное функционирование в постнатальный периоды онтогенеза.

Эволюция тимуса. Тимус, как центральный орган иммунной системы, представляет собой эволюционное приобретение позвоночных животных. У всех беспозвоночных он отсутствует даже в зачаточной форме. Его возникновение у примитивных позвоночных было бесспорно ключевым явлением в эволюции иммунитета, и по своей значимости это событие следует отнести к эволюционному процессу, подходящему под определение ароморфоза.

Действительно, образование специальной органной структуры, основное назначение которой – генерализация в онтогенезе Т-клеточного пути развития, значительно повысило эффективность работы всей системы специфической иммунной защиты.

Именно в тимусе формируются основные функционально активные субпопуляций Т-клеток, именно в тимусе медиаторы иммунитета находят свое наиболее эффективное выражение в регуляции созревания Т-клеточного пула, именно в тимусе созданы условия для клоноспецифической экспансии Т-клеток, и, наконец, именно от тимуса зависит заселение периферии эффекторными и регуляторными клетками, принимающими непосредственное участие в иммунном реагировании.

Эволюция органа у круглоротых. Возникновение зачаточного тимуса в классе круглоротых определило формирование Т-системы иммунитета в качестве самостоятельного морфо-функционального образования, входящего в общую систему специфической иммунной защиты.

У миксин каких-либо морфологических структур, хотя бы отдаленно напоминающих тимус, еще нет. Однако у более совершенного подкласса миног в области жаберных щелей обнаруживается лимфоидная ткань, которую и считают прообразом лимфо-эпителиального тимуса более высокоорганизованных животных. Это единственное достаточно локальное скопление лимфоцитов с относительно высоким уровнем митотической активности, превышающей пролиферативный потенциал данных клеток в периферической крови.

Эволюция органа у рыб. Хрящевые рыбы в целом как класс характеризуются наличием тимуса, расположенным в головной части вблизи глазных впадин. Показательно, что у таких примитивных хрящевых рыб, как цельноголовые (Holocephali), тимус уже дифференцирован на корковую и медуллярную зоны.

В классе костных рыб лимфоэпителиальный тимус представлен не только у настоящих костных рыб (Teleostei), но и у ганоидных, к которым относятся веслонос (Polyodon spatula) и ильная рыба (Amia calva).

В онтогенезе рыб тимус развивается из эпителия одного или нескольких глоточных карманов. У взрослых рыб он расположен под жабрами в области крепления верхнего конца жаберной дуги. Как и у млекопитающих, тимус рыб является поставщиком зрелых клеток для периферических лимфомиелоидных органов и тканей: селезенки, почки, лимфоидной ткани печени. Выселяющиеся из тимуса клетки создают потенциал долгоживущих Т-лимфоцитов периферии, продолжительность жизни которых более 5 месяцев.

Функциональная роль тимуса в иммунных процессах проявляется, в частности, при формировании ответа к аллоантигенам. К примеру, летальное облучение рыб продлевает жизнь трансплантата, а в ряде случаев чешуя вообще не отторгается; в то же время защита области тимуса свинцовым экраном при облучении сохраняет силу иммунного отторжения аллотрансплантата.

В ранние сроки развития иммунного ответа лимфоциты медуллярной зоны тимуса мигрируют на периферию, чтобы принять участие в реакции на антиген. По мере затухания иммунного ответа количество клеток в медуллярной зоне восстанавливается.

Эволюция органа у рептилий. Тимус рептилий начинает развиваться на самых ранних этапах онтогенеза. Закладка органа происходит в результате инвагинации дорзального эпителия глоточных карманов.

У взрослых животных в зависимости от принадлежности к одному из четырех отрядов рептилий наблюдаются анатомические вариации органа, как по локализации, так и по числу сформированных долей.

Например, у гаттерии и большинства ящериц имеются две нерасчлененные доли с каждой стороны шеи. Отдельно взятая доля состоит из коры и медуллы и не подразделяется на дольки.

Тимус крокодила представлен вытянутыми четкообразными структурами, которые начинаются у основания черепа, проходят по всей длине шеи и заканчиваются в области сердца. Подобная анатомия тимуса крокодила напоминает морфологию тимуса птиц.

Наиболее структурирован тимус у черепах. Он представлен одной долей с каждой стороны шеи в районе раздвоения сонной артерии. Отдельно взятая доля, в свою очередь, делится на более мелкие дольки с собственной корой и медуллой.

Кора тимуса представлена плотно упакованными малыми лимфоцитами, которые окружены тонкой сетью звездчатообразных эпителиальных клеток. В медуллярной зоне преимущественными клетками являются слабоокрашиваемые эпителиоциты. Количество лимфоцитов в медулле относительно невелико. Дополнительными клетками этой зоны выступают макрофаги, эозинофилы и моноциты.

Как и у всех других позвоночных животных, тимус рептилий подвержен возрастной инволюции, выражающейся в нивелировке различий между корой и медуллой и замещением лимфоидной массы органа соединительной тканью.

Тимэктомия и антилимфоцитарная сыворотка значительно снижают ответ к тимусзависимым антигенам. Это подавление коррелирует с истощением Т-зон в селезенке.

Эволюция органа у птиц. Тимус птиц представляет собой набор семи пар желез, расположенных на правой и левой сторонах шеи от нижней челюсти до грудной клетки. Нижние доли могут быть погружены в ткань щитовидной железы. В отдельно взятой доле различают кортикальную и медуллярную зоны.

В онтогенезе тимус птиц начинает свое развитие из третьего и четвертого глоточных каналов. Первые лимфоциты в зачатке тимуса появляются на 11-й день эмбриогенеза. Это крупные клетки с диаметром около 11 мкм. В последующие дни большие лимфоциты замещаются клетками меньших размеров. Так, между 11-м и 13-м днями эмбрионального развития преимущественный размер тимоцитов составляет 8 мкм, к 16-му дню основная масса клеток имеет размер около 5,5 мкм. Смена гистологической картины связана с процессами внутритимусной дифференцировки и поэтапного перехода клеток от незрелых предшественников к более зрелым формам.

Как и у млекопитающих, тимус птиц является поставщиком функционально отличающихся субпопуляций Т-клеток.

Онтогенез. Тимус развивается ранее других лимфоидных органов и образований. В эмбриогенезе строма органа формируется из двух зародышевых листков – эктодермы и эндодермы. У мышей зачаток тимуса образуется из эндодермы 3-его глоточного кармана и эктодермы 3-й жаберной щели. В результате развития двух слоев эндодермальный росток постепенно окружается эктодермой жаберной щели. Образовавшаяся структура получила название шейного пузырька. При дальнейшем развитии эктодермальный вырост полностью захватывает эндодерму глоточного кармана, происходит отщепление экто- и эндодермальных развивающихся участков от основных слоев, что приводит в результате к формированию тимусного зачатка. Эктодермальный слой дает начало эпителиальным клеткам коры тимуса, в то время как эндодерма становится источником эпителиальных клеток медуллы.

Сразу после образования зачатка тимуса начинается его колонизация клетками костного мозга. Помимо предшественников тимоцитов в орган мигрируют макрофаги и дендритные клетки. Все эти клетки имеют мезенхимное происхождение. Таким образом, тимус как самостоятельный орган формируется из трех зародышевых листков: эктодермы, мезодермы и эндодермы.

У крупного рогатого скота тимус закладывается на 25…27-е сутки зародышевого этапа в виде трубчатых выпячиваний энтодермального эпителия в области третьей и частично четвертой пары жаберных карманов первичной глоточной кишки. В дальнейшем эти выпячивания превращаются в сплошные тяжи, дающие боковые ответвления (предшественники долек), которые врастают в окружающую богатую сосудами мезенхиму. Позднее развивающийся тимус отсоединяется от стенки жаберных карманов. В конце третьего месяца эмбрионального развития в эпителиальных тяжах появляются лимфоциты, количество которых вследствие их интенсивного размножения быстро увеличивается. Постепенно эпителий формирующихся долек приобретает отростчатую форму, т. е. создается сеть ретикулоэпителиоцитов. С этого же времени в дольках можно различить корковую и мозговую зоны, а в последних появляются первые слоистые тимусные тельца.

Строение.Тимус млекопитающих – непарный лимфоэпителиальный орган, состоит из шейной и грудной частей (рис.). Шейная часть представлена двумя долями, напоминающих вилку, и расположена в области шеи на вентральной поверхности трахеи под грудино-щитовидным мускулом, грудная часть состоит из одной доли и расположена на париетальной плевре в области основания сердца (рис.).

Орган в целом заключен в соединительнотканную капсулу, между дольками имеются широкие прослойки волокнистой соединительной ткани, в которых содержатся участки белой жировой ткани, проходят междольковые кровеносные сосуды и нервы. Внутренняя полость капсулы включает эпителиальную сеть, заполненную лимфоцитами (другое название лимфоцитов тимуса – тимоциты).

Доли делятся на мелкие дольки, основа которых образована переплетением эпителиальных клеток. В каждой дольке ясно выявляются два слоя: кора с плотной упаковкой малых тимоцитов (кортекс) и мозговое вещество (медулла), где количество тимоцитов снижено. Большое количество малых лимфоцитов придает корковому веществу долек тимуса характерную темную окраску, меньшее количество тимоцитов в мозговом веществе выглядит более светлым. При световой микроскопии окрашенных гистологических срезов более отчетливо видны ядра ретикулоэпителиоцитов в мозговом веществе (рис.).

При электронной микроскопии в цитоплазме эпителиальных клеток обнаруживают митохондрии, элементы гладкой эндоплазматической сети, аппарат Гольджи, а также секреторные вакуоли диаметром около 1 мкм.

Основа органа – ретикулоэпителиальная ткань. Эпителиальная клетки образуют рыхлую сеть и связаны между собой межклеточными контактами. При электронной микроскопии в цитоплазме эпителиальных клеток обнаруживают митохондрии, элементы гладкой эндоплазматической сети, аппарат Гольджи, а также секреторные вакуоли диаметром около 1 мкм. Между клетками создаются замкнутые герметические полости, в которых расположены развивающиеся Т-лимфоциты. Благодаря полостям Т-лимфоциты изолированы от влияния антигена и в полости более высокая локальная концентрация гормонов.

По функциональному назначению среди эпителиальных клеток в дольках тимуса различают несколько разновидностей.

Особенностью организации тимуса является наличие двух элементарных структурно-гистологических единиц: фолликулов Кларка и телец Гассаля.

Фолликулы Кларка в корковом слое представляют собой как бы отдельные «кирпичики», из которых построен этот слой. Плотно упакованные лимфоциты и расположенные среди них макрофаги окружены эпителиальными клетками, что вместе и создает элементарную структурно-гистологическую единицу.

На своем пути из коркового в мозговое вещество тимуса лимфоциты проходят через барьер, образованный макрофагами.

В медуллярной зоне наблюдаются свободные от лимфоцитов округлые скопления эпителиальных клеток, получивших название телец Гассаля, состоящие из концентрически наслоенных друг на друга уплощенных эпителиальных клеток (рис. ). По периферии тимусного тельца расположены клетки со светлыми ядрами и слабооксифильной цитоплазмой, в которой гистохимическими методами обнаруживают гликозоаминогликаны. В клетках центральной части крупных телец Гассаля наблюдаются дистрофические изменения, сопровождающиеся исчезновением ядер и образованием гомогенной оксифильной массы, то есть здесь происходит своеобразное ороговение клеток. Функциональное назначение телец неясно. По мнению одних исследователей, они образуются в результате активной деструкции тимоцитов, что приводит к «обнажению» эпителиальных элементов. Другие авторы склонны видеть в тельцах Гассаля активные эпителиальные структуры, функция которых – продукция регуляторных факторов, поступающих в циркуляцию.

Специализированные крупные эпителиальные клетки в наружном корковом слое известны под названием «клеток-кормилиц», поскольку каждая из них ассоциирована со множеством лимфоцитов.

Во внутренней части коркового вещества, преимущественно на переходе его в мозговую, обнаружены эпителиальные клетки, имеющие разветвленные отростки. Поверхность их плазмолеммы покрыта большим количеством молекул белков главного комплекса гистосовместимости 2-го класса. Эти клетки относят к дендритным клеткам.

В мозговом веществе долек обнаружены клетки, имеющие более широкие отростки, их называют интердигитирующими клетками, поверхность которых имеет антигены гистосовместимости не только 2-го класса, но и 1-го класса. В дольках выявлены также секреторные эпителиоциты и клетки, содержащие в цитоплазме развитую систему микрофиламентов – сократимые миоидные клетки.

Все эпителиальные клетки, интердигитирующие клетки и макрофаги экспрессируют на поверхности молекулы MHC, важные для развития и отбора T-клеток.

Между клетками органа прорастают капилляры микроциркуляторного русла. Гормоны, которые образуются в клетках, могут поступать в кровь.

Никогда нет прямого контакта Т-лимфоцитов с кровеносными сосудами. Капилляры коркового вещества (с периваскулярным пространством с расположенными в нем макрофагами) окружены непрерывным рядом эпителиальных клеток, что обеспечивает образование гематотимусного барьера, последний предохраняет корковое вещество органа от попадания чужеродных антигенов, особенно в эмбриональном периоде. Для гематотимусного барьера характерно наличие:

· стенки капилляра (эндотелий непрерывного типа с утолщенной базальной мембраной)

· перикапиллярного пространства с рыхлой соединительной тканью и макрофагами

· цитоплазмы ретикулоэпителиальных клеток.

Корковое вещество пересекается тонкими внутридольковыми прослойками соединительной ткани, несущими мелкие кровеносные сосуды и капилляры (рис.).

Видовые особенности у млекопитающих:

У лошадей толстый и округлый тимус занимает место в грудной полости под трахеей до перикарда и лишь двумя незначительными долями выступает за первое ребро в область шеи. Чем моложе животное, тем доли сильнее расположены по вентральной поверхности шеи. К 2-3 годам тимус редуцируется.

У крупного рогатого скота тимус относительно большие и следы его часто надолго остаются в грудной полости. У молодых телят он состоит из большой непарной грудной доли и парный шейных долей, выступающих справа и слева по вентральной поверхности трахеи вплоть до гортани.

У коз также имеется непарная грудная часть; она лежит слева и вентрально от трахеи, пищевода и краниальной полой вены, простираясь на левую поверхность париетальной плевры. Выступающий между первыми ребрами краниальный конец делится на две парные шейные доли, которые достигают у новорожденных гортани. У коз в период полового созревания (5-7 месяцев) шейные доли уменьшаются и достигают каудальной трети шеи.

У свиней тимус очень сильно развит. В нем также различают грудную непарную и шейную парную часть, простирающуюся до гортани и даже до глотки.

У собак железа относительна мала и лежит в грудной полости на грудной кости в пределах от 1-го по 6-е ребро. Парные, выступающие в отдел шеи, доли незначительны, и левая из них несколько больше правой. К 2-3 годам в грудной полости от нее сохраняются лишь незначительные остатки.

У морских свинок относительно крупный тимус сохраняется на протяжении всей жизни.

У австралийских сумчатых животных две половины тимуса так и остаются отдельными органами.

Источник