Имеется общее представление о том, что процесс роста, диф- ференцировки и функционального созревания клеток происходит более эффективно в условиях микроокружения соответствующих органов и тканей, чем при свободном пребывании в гуморальной среде. Подобные представления сформировались в результате многочисленных исследований, показавших, что именно на территории органов создаются наиболее благоприятные условия для множественных межклеточных взаимодействий прекурсорных, дифференцирующихся клеток со стромальным клеточным окружением и для наиболее прямого, короткодистантного воздействия гуморальных факторов дифференцировки.
Эти самые общие замечания определяют необходимость сравнительного рассмотрения вопроса о филогенетическом развитии не только иммунокомпетентных клеток, но также тканей и органов лимфо-миелоидного комплекса, с тем чтобы представить эволюционные изменения иммунной системы в виде единого процесса.
Беспозвоночные. Очаги гемо-лимфопоэза как самостоятельные морфологические образования являются приобретением наиболее развитых беспозвоночных. Так, прогресс иммунной системы на уровне кольчатых червей проявляется в том, что у представителей данного таксона впервые в филогенетической ветви первичноротых появляются лейкопоэтические “органы”, которые служат местом клеточной дифференцировки. “Органы” представляют собой парные узелки, расположенные в целоме вдоль кишки в каждом из сегментов, и связаны с дорсальным кровеносным сосудом. В узелках представлено большинство типов целомоцитов, включая лимфоцитоподобные клетки. У тех видов, которые обладают узелками, лейкопоэз происходит в этих морфологических образованиях. У видов, не имеющих узелков, клеточная диффе- ренцировка осуществляется в целомической жидкости.
Кроме лейкопоэтических узелков, локализованных в целоме, у представителей рода Lumbriculus описан специализированно
ный гемопоэтический “орган” в алиментарном кровяном синусе. Подобные же лимфо-миелоидные образования, названные кровяными железами, имеются у некоторых видов родов Pheretima, Maoridrilus, Pontodrilus и др.
Хотя отмеченные морфологические структуры обнаружены лишь у определенного числа видов Annelides и не являются эволюционным достижением всего филума, тем не менее, следует подчеркнуть, что на уровне кольчатых червей развивающаяся иммунная система обогащается важным эволюционным приобретением в виде сконцентрированной лимфогемопоэтической ткани, где локально происходят процессы клеточного созревания.
Гемопоэтическая ткань обнаружена также в типе членистоногих. У чешуйчатокрылых (Lepidoptera) представлен двойной характер развития гемоцитов. Гранулоциты и сферические клетки вступают в митотическое деление в гемолимфе. В то же время про- гемоциты (лимфоциты), плазматоциты (макрофаги) и оеноциты размножаются и созревают на территории гемопоэтических образований. После процесса дифференцировки зрелые клетки поступают в гемолимфу.
Таблица 20.1
Лимфоцитоподобные, макрофагоподобные клетки и очаги гемопоэза у беспозвоночных животных
Тип |
Макрофагоподобные клетки |
Лимфоцитоподобные клетки |
Очаги гемопоэза |
Губки |
блуждающие амебоциты (археоциты) |
|
|
Кишечно полостные |
блуждающие амебоциты |
|
|
Немсртины |
гиалиновые амебоциты |
Л и мфоцитоп одоб ны с амебоциты |
— |
Кольчатые |
гиалиновые аме- |
л и мфоцитоподобные |
парные узелки в цело- |
черви |
боциты (нейтрофилы) |
клетки двух типов (баэофилы) |
ме, гемопоэтическая ткань в алиментарном кровяном синусе |
Моллюски |
гиалиновые амебоциты |
л и мфоцитоподобные клетки |
гемопоэтическая ткань целома, белое тело головоногих моллюсков |
Членисто ногие |
плазматоциты |
прогемоциты |
гемопоэтические участки в различных частил тела |
Иглокожие |
фа гоцитирующ ис амебоциты |
лимфоциты |
аксиальный орган |
Оболочни ки |
макрофаги |
лимфоциты |
лимфатические узелки в глоточной стенке вокруг пищеварительного тракта |
26 Зак. 3701
У моллюсков (Molluska), как у кольчатых червей и членистоногих, обнаружены гемопоэтические структуры. Наличие гемопоэтической ткани продемонстрировано у брюхоногих (Gastropoda) и двустворчатых (Bivalvia) моллюсков. Так, например, у брюхоногого моллюска Lymnoeo glabrata и L. truncatula а мебоцитп роду пируюший “орган” локализован во вторичной полости тела между пери- кардиумом и почкой. Инвазия паразитов усиливает продукцию амебоцитов этими образованиями. Представители наиболее совершенного класса моллюсков головоногих (Cephalopoda) — обладают достаточно структурированной парной железой, получившей название “белое тело”.
глаз, 2 — “белое тело”, 3 — задняя слюн- Эта лимфо-эпителиальная желе-
ная железа, 4 — печень, 5 — жабры, 6 — локализована В орбитальных мантия „ ,
впадинах головных хрящей (рис.
- . Медуллярная область железы имеет клеточные жгуты, предположительно содержащие стволовые элементы. Каждый жгут отделен от соседнего синусоидами, через которые клетки после созревания покидают орган и выходят в циркуляцию. Первичные лей- кобласты имеют ячеистое ядро и богатую PH К цитоплазму. После ряда делений образуются зрелые формы лейкоцитов, морфологически напоминающие моноциты позвоночных животных. По общей морфологии “белые тела” головоногих напоминают лимфатические узлы позвоночных.
У иглокожих (Echinodermata) местом образования лейкоцитов является осевой (аксиальный) орган, расположенный в центральном диске. Из этого органа фагоциты, лимфоциты, грануло- циты, сферические, вибрирующие и кристаллические клетки проникают в сосудистую, кровеносную систему.
Таким образом, высшие беспозвоночные являются обладателями не только макрофаго- и лимфоцитоподобных клеток, но и морфологических структур, где эти клетки проходят путь диффе- ренцировки до зрелых форм.
Позвоночные. Взрывоподобный характер носит становление тканей и органов кроветворения и лимфопоэза у позвоночных животных (табл. 20.2).
Таблица 20.2
Лимфо-миелоидные органы и ткани у позвоночных животных
Таксономическая труппа |
Органы, ткани |
Круглороты с: |
|
миксины |
слизистая, подслизистая кишечника, про- нефрос |
миноги |
зачаток тимуса, примитивный костный мозг, селезенка |
Хрящевые рыбьг |
|
акулы |
тимус, селезенка, лимфоидная ткань кишечника, почек, гонад |
скаты |
тимус, селезенка, лимфоидная ткань кишечника, почек, гонад |
химеровые |
тимус, селезенка, др. образования |
Костные рыбы: |
|
косп ю-хрящевыс рыбы |
гимус, селезенка, околосердечная лимфо-миелоидная ткань, лимфоидная ткань кишечника |
костистые рыбы |
тимус, селезенка, пронефрос, др. образования (?) |
двоякодышащие рыбы |
тимус (?), селезенка, димфоидная ткань кишечника, др. образования |
Амфибии: |
|
безногие |
тимус, селезенка, димфоидная ткань печени, почек |
хвостатые |
тимус, костный мозг, селезенка, лимфоидная ткань кишечника, печени, почек |
бесхвостые |
гимус, костный мозг, югулярные, прокора- коидные, проперикардиальные, эпителиальные тела, селезенка, миндалины, почки |
Рептилии: |
|
чешуйчатые |
гимус, селезенка, миндалины, лимфоидная ткань кишечника |
черепахи |
тимус, костный мозг, селезенка, миндалины, бурса, лимфоидная ткань кишечника |
крокодилы |
тимус, селезенка, бурса, глоточные узлы, лимфоидная ткань кишечника, др. образования |
Птицы: |
|
настоящие птицы |
тимус, костный мозг, сумка Фабрициуса, подкожные и кишечные узелки, железа Гарцера, селезенка |
Мл е коп итающи е: |
|
настоящие звери |
тимус, костный мозг, селезенка, лимфатические узлы, миндалины, лимфоидная ткань кишечника |
Наиболее примитивный класс позвоночных животных — круглоротых — обладает относительно слабо развитыми лимфо-мие- лоидными образованиями по сравнению с более совершенными представителями типа. У миксин (Mixini) еще отсутствует тимус. Лимфоидные скопления наблюдаются в окологлоточной области, фолликулах вдоль кишки, притмитивной селезенке, первичном
пронефросе. Представители другого подкласса — миног (Petromy- zones) — характеризуются приобретением нового лимфоидного образования — зачаточного тимуса, представляющего собой скопление лимфоидных клеток околожаберных щелей. В состав такого тимуса входят: малые лимфоциты, лимфобласты, макрофаги, стромальные элементы, межклеточные волокнистые структуры. Помимо этой лимфоидной ткани, лимфо-миелоидные образования представлены примитивным костным мозгом протопозвоночной дуги (жировым телом), зачаточной селезенкой, пронефросом, лимфоидными скоплениями слизистой и подслизистой кишечника.
Дальнейшего совершенства лимфо-миелоидный комплекс достигает у хрящевых (Chondrichthyes) и костных (Osteichthyes) рыб. У рыб с хрящевым скелетом тимус — это компактный, заключенный в соединительнотканный футляр орган, имеющий кору и медуллу. Более того, в тимусе некоторых видов имеются эпителиальные скопления, напоминающие тельца Гассаля, столь характерные для млекопитающих. Селезенка заключена в соединительнотканную капсулу и гистологически подразделяется на белую и красную пульпу. Кроме этих образований лимфоидная ткань хрящевых рыб представлена в кишечнике (орган Лейдига), в паренхиме почек, в гонадах, вокруг главного кровеносного сосуда.
У рыб с костным скелетом строение тимуса и селезенки напоминает строение органов млекопитающих. Тимус разделен на дольки, имеет корковый и медуллярный слои, а также тельца Гассаля. В селезенке хорошо выявляются зоны белой и красной пульпы. Кроме того, лимфоидная ткань представлена вокруг илиоце- кального клапана, около предсердия и желудочка, в про- и мезонефросе, в слизистой и подслизистой кишечника.
Главным органом гемо-лимфопоэза у рыб является почка, Строма органа сформирована двумя основными типами клеток: ретикулоцитами, имеющими разнообразную, неправильную форму с многочисленными цитоплазматическими выростами, и фиксированными тканевыми макрофагами. Два этих клеточных типа образуют каркас для кроветворных и лимфоидных элементов. В почках рыб описаны все ростки лимфомиелопоэза: эритроидный, макрофагальный, тромбоцитарный, лимфоидный. Строго территориального распределения клеток различных рядов дифференци- ровки не наблюдается, хотя лимфоциты и макрофаги образуют локальные скопления , которые классифицируются как белая пульпа почек. Селезенка рыб не является органом активного лимфопо- эза. Имеющиеся лимфоциты не организованы в фолликулы, а их количество непостоянно.
Переход от водного образа жизни к наземному сопровождался многими адаптационными событиями. Среди прочих — развитие конечностей с трубчатыми костями. Подобное эволюцион- 404
ное приобретение имело существенное значение для совершенствования иммунитета, так как именно костному мозгу суждено было стать основным источником стволовых элементов лимфоми- елопоэза наземных позвоночных животных. Кроме того, освоение воздушной среды приводило к неизбежным контактам вышедших на сушу животных с новыми, не известными ранее микроорганизмами, что само по себе должно было стимулировать дальнейшее развитие иммунной системы.
У амфибий (Amphibia) иммунная система усиливается включением в работу костного мозга, печени, вторичных лимфоидных узелков.
Дальнейший морфологический прогресс в эволюции иммунной системы связан с классом рептилий (Reptilia). В целом лимфо- миелоидный комплекс рептилий включает хорошо организованный тимус, селезенку, малые лимфатические узлы, лимфоидную ткань кишечника, лимфоидные агрегаты в клоаке. У представителей двух отрядов ( крокодилов— Crocodylia и черепах — Testudines) описаны глоточные миндалины. Своеобразное лимфоидное образование представлено у геккона (Gehyra variegata) — осевая лимфоидная ткань, связанная с грудиной и пронизанная лимфатическими и кровеносными сосудами. Одно из новшеств лимфо-ми- елоидного комплекса у рептилий — это расхождение клеточных потоков по самостоятельным лимфатическим и кровеносным путям. Обмен лимфоцитами между кровью и лимфой происходит посредством диапетеза в осевых синусах, окружающих вены. В тимусе, селезенке, крови присутствует определенное количество Т- и В- клеток, которое колеблется в зависимости от сезона.
У птиц имеется многодольчатый, хорошо структурированный тимус, расположенный вдоль яремных вен. В селезенке, в белой пульпе представлены центры размножения, где осуществляется дифференцировка лимфоцитов от прекурсорных клеток. Сам факт присутствия четко определяемых гистологических центров размножения свидетельствует о напряженной функциональной активности лимфоидной ткани в целом. В весенне-летнее время у птиц легко выявляются подкожные лимфатические узлы. Они, как и узелковые образования кишечника, имеют афферентные и эфферентные сосуды, медуллярную зону с плотной упаковкой клеток и центры размножения. Типичными для птиц являются два морфологических образования: железа Гарднера и сумка Фабрициуса. Первый орган расположен дорсалыю по отношению к глазному яблоку, второй локализован в клоаке. Железа Гарднера — активный в иммунологическом отношении орган, который содержит ретикулоциты, эпителиальные клетки, дендритные клетки, макрофаги, Т- и В-лимфоциты, плазматические клетки, синтезирующие иммуноглобулин. Железа имеет центры размножения,
увеличивается с возрастом и характеризуется истощением пиро- нинофилькых клеток при химической буреэктомии. Сумка Фабрициуса является местом генерации В-клеток, и удаление этого органа приводит к резкому или полному подавлению антителопродукции. Клеточный состав органа не отличим от такового железы Гарднера.
Млекопитающие (МаттаШа) представляют собой класс, в котором воплощен весь исторический опыт формирования системы иммунной защиты.