Центральные лимфоидные органы являются источником лимфоцитов - главных участников иммунных реакций. В них происходит пролиферация и дифференцировка Т-и В-лимфоцитов независимо от антигенных стимулов.
Т-лимфоциты созревают в тимусе, В-лимфоциты - у млекопитающих преимущественно в костном мозге, у птиц - в фабрициевий сумке. Следует отметить, что костный мозг млекопитающих (и, возможно, фабрициева сумка птиц) объединяет функции первичного и вторичного органов иммунной системы: он является источником В-лимфоцитов и местом развития вторичной гуморального иммунного ответа. После созревания в первичных органах лимфоциты мигрируют в периферические лимфоидные органы, где осуществляют иммунные реакции против антигенов, попадающих в организм извне или возникающих в нем. А поскольку лимфоциты, в том числе и «долгожители», постоянно заменяются, то для эффективного функционирования периферической лимфоидной системы необходимо постоянное заселение ее новыми клетками. Поэтому созревание лимфоцитов в центральных органах происходит в течение всей жизни, хотя интенсивность этого процесса с возрастом снижается.
Тимус, или загрудинной железа. Загрудинная железа получила название «тимус» из-за сходства ее формы к листу растения тимиану. Тимус - это первый лимфоидный орган, появляется в период эмбриогенеза у млекопитающих и птиц. У эмбриона человека зачаток тимуса как эпителиальный образование возникает на шестой неделе развития. Первые лимфоциты в тимусе появляются на 8 - 9-й неделе, и таким образом железа превращается в лимфоэпителиального орган. На третьем месяце формирования железы завершается образованием частиц с корковым и медуллярный слоями. Дальнейшее развитие железы сопровождается увеличением ее объема и массы, и максимальной абсолютной массы она достигает в период полового созревания. На время рождения масса тимуса составляет 10-15 г, а к началу полового созревания - 30 - 40 г. Масса органа (относительно массы тела) увеличивается до последней трети эмбрионального периода, а с момента рождения начинает уменьшаться. Главная функция тимуса - функционально гетерогенной популяции Т-(тимусзалежних) лимфоцитов. Он является источником Т-лимфоцитов на протяжении всей жизни и регулирует реактивность всей иммунной системы. Удаление тимуса у новорожденных животных и врожденное отсутствие его у людей приводят к значительным иммунных нарушений - резкого уменьшения Т-лимфоцитов и снижение иммунных реакций, прежде клеточного типа.
Морфология. У млекопитающих тимус расположен в грудной полости на уровне верхней части грудины, над сердцем и крупными кровеносными сосудами, отходящими от него. Он состоит из двух частей, которые у человека соединены рыхлой соединительной тканью, а у грызунов - изолированы. Внешне тимус покрыт соединительнотканной капсулой (оболочкой). От капсулы внутрь органа отходят перегородки, разделяющие каждую долю на уровне ее внешней части - коры зоны (кортекс) - на малые частицы. Внутренняя часть - мозговая зона (Медуля) - не разделена на дольки и является единой для каждой частицы (рис. 4). Морфологически в тимусе различают строму и лимфоидную ткань. Строма состоит из ретикулярных и эпителиальных клеток, образующих сетку, в петлях которой расположены лимфоидные клетки - тимоциты (рис. 5). Корковое зона содержит относительно незрелые тимоциты, активно пролиферируют. Элементарной структурно-гистологической единицей этой зоны являются пакеты Кларка - окружены эпителиальными клетками агрегаты плотно уложенных тимоцитов и размещенных среди них макрофагов. В мозговом зоне содержатся более зрелые тимоциты. Количество их здесь меньше, и они не образуют плотных скоплений. Эпителиальные клетки, составляющие основу структуры тимусных частиц, неоднородны. Различают три типа эпителиальных клеток, которые локализуются в определенных зонах. В корковом зоне, в ее внешнем (субкапсулярном) слое находятся гигантские эпителиальные клетки-няни, которые в углублениях цитоплазмы - «карманах» - содержат крупные агрегаты тимоцитов, а основу этой зоны составляют удлиненные корковые эпителиальные клетки. Соединяясь отростками, они формируют сетку, сквозь которую проходят тимоциты при перемещении с корковой зоны в мозговую. В мозговой зоне размещены лопатообразные эпителиальные клетки, а также тельца загрудинной железы (тельца Гассаля), которые являются плотными скоплениями - кластерами эпителиальных клеток с высоким содержанием кератинов, что деградируют. На границе между корковой и мозговой зонами в связующем слое размещены интердигитальни дендритные клетки (ИДК) и макрофаги. Последние содержатся также в корковом зоне. И макрофаги, и ИДК происходят из костного мозга. Все типы эпителиальных клеток, ИДК и макрофаги несут на поверхностных мембранах значительное количество молекул МНС, которые распознаются тимоцитов и имеют большое значение для их развития и отбора. В тимусе Есть афферентных лимфатических сосудов. В самом органе лимфа собирается в размещены между дольками лимфатические сосуды, которые не проникают в лимфоидную ткань, и через небольшие петли эфферентных лимфатических сосудов оттекает в лимфатические узлы шеи и средостения. Выход из тимуса основной массы зрелых Т-лимфоцитов, как и проникновение в него клеток-предшественников, происходит через кровеносные сосуды, расположенные в области сообщения коры и мозговой зон.
Инволюций тимуса. Тимус подвергается возрастной, необратимой инволюции, которая проявляется в уменьшении абсолютной массы органа и морфологических и функциональных изменениях. Инволюционные процессы в тимусе начинаются
3 конца первого года жизни и сопровождаются замещением эпителиального компартмент связующим и жировой тканями, а в период полового
созревания - снижением секреторной активности (основного функционального показателя инволюции), которое особенно выражено в возрасте свыше 35 - 40 лет. Инволюция приводит прежде всего к истощению коры зоны, уменьшения ее размеров, снижения тимоцитопоезу и количества кортикальных тимоцитов (CD4 + CD8 +-клеток; рис. 6). Однако, несмотря на прогрессирующий характер атрофических процессов, загрудинной железа и тимоциты в ней полностью не исчезают даже в глубокой старости. Если исходить из того, что ежегодно теряется около 3% активной ткани тимуса, то, по
подсчетам, полная инволюция железы должно происходить не ранее, чем в возрасте 120 лет. Инволюция тимуса - центрального органа иммунитета, который регулирует иммунную реактивность целом, сопровождается угасанием функции иммунной системы, ее старением, в значительной мере определяет старение организма. Итак, тимус является своего рода биологическими часами, определяющий продолжительность жизни конкретного индивида.
Кроме возрастной инволюции у человека может развиться атрофия тимуса вследствие различных стрессовых воздействий. Такая инволюция является обратной и называется Акцидентальная, или случайным. Для коррекции вторичной иммунной недостаточности, которая может возникнуть при инволюции обоих типов, используют препараты гормонов тимуса (см. разд. 21). Костный мозг. Костный мозг - основной кроветворный орган и центральный орган иммунной системы млекопитающих. В нем содержится популяция полипотентных СКК, которые дают начало всем клеткам крови, в том числе лимфоцитам. Костный мозг у млекопитающих является местом образования В-лимфоцитов и местом развития гуморального иммунного ответа (вторичной), следовательно, объединяет функции центрального и вторичного органов иммунной системы.
Костный мозг находится во внутренней полости трубчатых костей (в губчатом веществе) и содержит кроветворную и жировую ткани (в соотношении 1:1). Важным структурным компонентом костного мозга является сосудистая система, которая участвует непосредственно в его главной функции - пополнении крови гемопоэтические клетки нужной степени зрелости.
В центре костно-мозговой полости параллельно продольной оси кости проходят две ветви разветвленной артерии, от которых в сторону костного чехла радиально ответвляются мелкие сосуды (артериолы). Последние ветвятся и переходят в капилляры, пронизывающие стенку кости. Венозная система представлена синусоидами - расширенными тонкостенными альвеолоподибнимы сосудами (начинаются вблизи эндостальной поверхности кости), в которые впадают капилляры, выходящие из кости. Синусоиды размещены радиальное, и кровь из них поступает в центральный синусоид, который проходит параллельно артерии. Между кровеносными сосудами в виде тяжей размещена кроветворная ткань (рис. 7). Строму шнуров образуют ретикулярные клетки, в петлях между ними размещены гемопоэтические клетки различных типов. Итак, костный мозг разделен венозными синусоидами на отдельные частицы, каждая из которых состоит из компактно заключенных вокруг артериол цилиндрических по форме скоплений клеток. Это свидетельствует о том, что в костном мозге осуществляются гуморальные иммунные реакции и он функционирует также как вторичный орган иммунной системы.
Лимфоидные клетки Т-ряда представлены предшественниками Т-лимфоцитов и неоднородными по фенотипу от3 +-клетками. Среди последних есть зрелые CD4 + - и СВ8 +-клетки - мигранты из крови, однако преобладают CD3 + CD4-CD8--клетки, которые экспрессируют рецептор aß-типа (реже уб-типа), и по крайней мере часть из них, как считают, образовалась локально , не мигрируя в тимус. Фабрициева сумка. Фабрициева сумка - лимфоэпителиального орган, который есть только в птиц. Она появляется на 10-й день развития как дивертикул клоаки. Развивается из эпителия кишечника, размещена в каудальной части их и соединяется с клоакой (рис. 8). Просвет сумки выстлан цилиндрическим эпителием. По структурной организацией сумка подобная тимуса. В сумке, как и в тимусе, является корковый (разделенная на части) и медуллярная зоны, однако в сумке эти зоны отделены основной мембраной. В коре содержатся плотные скопления малых лимфоцитов, а в мозговой части - лимфобласты, плазматические клетки, макрофаги, гранулоциты, ретикулярные клетки.
В сумке происходит В-лимфопоэз и накапливаются В-лимфоцита и плазматические клетки. Удаление органа сразу после рождения приводит дефицит В-клеток, циркулирующих, и подавляет гуморальный иммунитет. Однако представление о том, что сумка является полным В-клеточным аналогом тимуса, которые сформировались в 60-х годах XX в., На сегодня не подтвердились. В отличие от тимуса сумка содержит фолликулы, а образованные в них В-лимфоциты, как было показано, сначала мигрируют в тимуса, а затем заселяют периферические лимфоидные органы. Возможно, сумка совмещает функции центрального и периферического органов.