Роль красного костного мозга в иммунитете
В составе крови человека имеется множество групп клеток, каждая из которых отвечает за собственную функцию. Часть из них необходима для доставки кислорода ко всем тканям организма. Другие способствуют остановке кровотечения. Третьи обеспечивают защиту организма от различных вредных веществ. Для того чтобы все эти клетки нормально функционировали, им необходимо постоянно обновляться. Для этого и существует красный костный мозг. Он является основным органом кроветворения. Именно там происходит образование и размножение клеток. Благодаря этому костный мозг обеспечивает 2 важнейших функции организма – кроветворение и иммунитет.
Красный костный мозг: строение органа
Костный мозг – это полужидкое вещество, имеющее тёмно-красный оттенок. Если собрать все его части воедино, то общая масса составит около 2-3 кг. Красный костный мозг человека распределён по всему организму. Большая его часть сосредоточена в тазу и ребрах. Также он имеется в длинных трубчатых костях (в конечностях). Кроме того, часть этого органа расположена в позвонках. Красный костный мозг состоит из 3 видов клеток. К ним относятся:
- Недифференцированные элементы. По своему составу они напоминают клетки эмбриона. Эти частицы не имеют определённого направления развития, в связи с чем их называют стволовыми клетками. Они не способны к самовоспроизведению, так как при делении образуют предшественников кроветворной или иммунной системы. По этой причине недифференцированные клетки находятся в ограниченном количестве. Они имеют огромное значение для современной медицины.
- Мультипотентные клетки. Эти элементы костного мозга являются низкодифференцированными. При их делении образуются лейкоцитарный или эритроцитарный росток кроветворения. Помимо этого, их дочерними клетками являются мегакариобласты – предшественники тромбоцитов.
- Зрелые ростки кроветворной системы. К ним относятся: эритро-, лимфо-, моно-, гранулоцитарные и макрофагальные клетки.
Развитие костного мозга
Красный костный мозг начинает своё развитие со 2-го месяца после зачатия. В этот период его можно обнаружить лишь в ключице зародыша. Через 1-1,5 месяца он начинает появляться во всех плоских костях плода. В этом периоде он выполняет остеогенную функцию. Другими словами, способствует образованию костной ткани у зародыша. На 12-14-й неделе развития кроветворные клетки начинают появляться вокруг сосудов плода. Приблизительно с 5-го месяца после зачатия многочисленные костные перекладины распадаются. В результате этого образуется костномозговой канал. Примерно на 28-й неделе развития этот орган становится кроветворным. В это же время его клетки заполняют трубчатые кости конечностей. У плода в основном развивается эритроидный росток кроветворения. У новорожденного в диафизах трубчатых костей появляются жировые клетки. В то же время эпифизы заполняются новыми очагами кроветворения.
Красный костный мозг: функции органа
Как уже говорилось, костный мозг является органом кроветворной и иммунной систем. Кроме того, именно он обеспечивает созревание стволовых клеток. Кроветворная функция костного мозга заключается в продукции предшественников эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов. Каждая из этих клеток имеет жизненно важное значение для нашего организма. Обеспечение иммунитета – тоже немаловажная функция. Благодаря ей организм человека может побороть все чужеродные частицы, которые ему угрожают. Клетки красного костного мозга, отвечающие за иммунитет, называются лимфоцитами и макрофагами. В последние годы изучение этого органа всё больше занимает умы учёных. Это связано с тем, что, помимо своих основных функций, он вырабатывает недифференцированные, или стволовые, клетки. Данное открытие стало большим прорывом в медицине, благодаря новым возможностям лечения тяжёлых заболеваний.
Обеспечение кроветворной функции организма
Красный росток костного мозга образуется при делении полипотентной клетки-предшественницы. В свою очередь, он может продолжить своё развитие как лейко- или эритроцитарная группа элементов крови. Также при делении клетки красного ростка образуются мегакариобласты. Они являются предшественниками тромбоцитов. Все эти клетки составляют кровь человека. Эритроциты необходимы для переноса кислорода ко всем тканям организма. Это очень важная функция крови, так как без неё наступает гипоксия, и человек может погибнуть. Лейкоциты являются белыми кровяными тельцами, которые необходимы для защиты организма от бактериальных и вирусных инфекций. Благодаря им в случае опасности в силу вступает защитный механизм – воспаление. Он направлен на уничтожение микробов и вытеснение их из организма. Тромбоциты нужны для остановки кровотечения.
Связь красного костного мозга с иммунитетом человека
Основной механизм защиты нашего организма от вредных агентов – это иммунная система. Красный костный мозг является одним из её центральных органов. Это связано с тем, что в нём созревают клетки гуморального иммунитета – В-лимфоциты. Их действие направлено на устранение инфекций в организме. Кроме того, они тесно связаны с другими клетками иммунной системы – Т-лимфоцитами. Эти элементы образуются в вилочковой железе. Их функция – обеспечение клеточного иммунитета. Помимо В-лимфоцитов, в красном костном мозге образуются макрофаги. Они нужны для захвата крупных чужеродных частиц и их уничтожения. При патологии костного мозга страдает вся иммунная система организма. Поэтому его защитная функция, как и кроветворная, является жизненно необходимой.
Диагностика патологий костного мозга
Заподозрить заболевания костного мозга можно по различным симптомам. Чаще всего при серьёзных патологиях этого органа дефекты заметны уже в период новорожденности. В некоторых случаях заболевания костного мозга являются приобретенными. Чаще всего они обнаруживаются по изменениям лабораторных анализов. Клиническими проявлениями патологий костного мозга могут быть слабость, потеря в весе, кровотечения, геморрагические высыпания на теле. При подозрении на заболевания костного мозга проводят ряд анализов. Они помогают уточнить диагноз. К этим анализам относятся коагулограмма, мазок крови, а также биопсия костного мозга. Обнаружить патологию могут врачи-гематологи или онкологи.
Заболевания красного костного мозга
К заболеваниям костного мозга относят различные виды анемий и лейкозов. Некоторые из них являются врождёнными и передаются по наследству, другие – возникают в процессе жизни. Например, В-12-дефицитная анемия чаще всего встречается у больных после резекции желудка. При этой патологии меняется состав не только крови (снижение гемоглобина, увеличение размеров эритроцитов), но и костного мозга. При окрашивании большая его часть становится синего цвета. Апластическая анемия – это заболевание, при котором угнетены все ростки кроветворения. При пункции костного мозга обнаруживается разрастание жировой ткани. Помимо анемий к патологиям кроветворения относятся гемобластозы. При них наблюдается опухолевое перерождение и усиленное размножение клеток костного мозга. Чаще всего встречаются лимфо- и миелолейкозы. При этих патологиях часть клеток усиленно размножается, вытесняя остальные ростки кроветворения. Эти заболевания могут быть острыми и хроническими.
Лечение патологий кроветворения
Выбор метода лечения зависит от самого заболевания, а также от его стадии. При В-12-дефицитной анемии применяют пожизненную заместительную терапию цианокобаламином. При угнетении всех ростков кроветворения требуется трансплантация костного мозга. Некоторые врождённые виды анемий до настоящего времени остаются неизлечимыми. Основным средством от гемобластозов является химиотерапия. В зависимости от вида лейкоза применяют определённую программу лечения. Препараты, входящие в состав химиотерапии, называются цитостатиками. Их действие направлено на подавление патологического роста опухолевых клеток крови. К сожалению, эти лекарства имеют множество побочных действий. В некоторых случаях врачи прибегают к трансплантации костного мозга. Обычно этот метод используются при тяжёлых заболеваниях кроветворения у детей.
Пересадка красного костного мозга
Как известно, красный костный мозг является единственным источником стволовых клеток. Этот вопрос уже несколько десятилетий активно изучается во всех странах мира. Пересадка костного мозга может спасти миллионы людей, страдающих тяжёлыми формами гемобластозов. Помимо этого, стволовые клетки используются в трансплантологии и пластической хирургии.
Иммунный комплекс органов. Красный костный мозг.
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.
— Также рекомендуем «Тимус. Развитие тимуса. Строение тимуса.»
Оглавление темы «Выделительная система. Кроветворная система.»:
1. Плевра. Выделительный комплекс органов.
2. Почки. Строение почек. Нефрон. Функции и строение нефрона.
3. Петля Генле. Дистальный отдел нефрона. Собирательные трубочки почки. Сосуды почки.
4. Миоидные эндокриноциты. Юкставаскулярные клетки — Гурмагтига.
5. Мочевыводящие пути. Строение мочевыводящих путей.
6. Иммунный комплекс органов. Красный костный мозг.
7. Тимус. Развитие тимуса. Строение тимуса.
8. Лимфатические узлы. Развитие лимфатических узлов. Строение лимфатических узлов.
9. Селезенка. Развитие селезенки. Строение селезенки.
10. Иммунитет. Виды иммунитета. Виды иммунной реактивности организма.
Кроветворная система организма человека — это система органов организма, отвечающих за постоянство состава крови. Поскольку в организме непрерывно разрушаются форменные элементы (напр., тромбоциты распадаются примерно через неделю), основной функцией кроветворных органов является постоянное пополнение клеточных элементов крови — кроветворение или Гемопоэз (лат. haemopoiesis).
Красный костный мозг — это множество стволовых клеток, то есть совершенно незрелых, из которых может получится любая клетка. Также в красном костном мозге имеются более зрелые клетки-предшественники форменных элементов крови.
Все эти клетки разной степени зрелости (кроме Т-лимфоцитов, они отправляются в тимус), которые собраны в одном месте. Это и есть красный костный мозг, в котором находятся стволовые клетки и все их дозревающие потомки.
Красный костный мозг находится, преимущественно, в плоских костях. Прежде всего, это таз (pelvis), грудина и череп (cranium), точнее, кости черепа. Красный костный мозг располагается ещё и в эпифизах трубчатых костей, но там его значительно меньше.
Тимус, или вилочковая железа (thymus) является вторым центральным органом кроветворения. Последние 3 стадии развития Т-лимфоцитов проходят в тимусе, собственно отсюда и буква «Т» в их названии. B-лимфоциты зреют в красном костном мозге до стадии готовности.
Незрелые T-лимфоциты отправляются на «обучение» в тимус. Обучение заключается в том, что лимфоциты становятся способны распознавать и атаковать чужеродные организмы (бактерии, вирусы, раковые клетки). Также лимфоцит в тимусе учится отличать ткани собственного организма от чужеродных. Лимфоциты, которые принимают собственные органы за чужеродные, уничтожаются макрофагами здесь же, в тимусе. Это предохраняет нас от аутоиммунных заболеваний.
У взрослого человека 20-40 лет тимус располагается именно за рукояткой грудины.
Периферическая кроветворная система представлена:
- Cелезенкой
- Лимфатическими узлами
- Особыми скоплениями лимфоидной ткани — аппендиксом (appendix vermiformis), миндалинами (tonsillae), пейровыми бляшками
- Лимфатической тканью, выстилающей слизистые оболочки (MALT-система).
Селезёнка выполняет сразу несколько функций:
- В селезёнке разрушаются старые форменные элементы крови. Селезёнку из-за этого называют «кладбище эритроцитов». После разрушения из погибших эритроцитов выходит гемоглобин, который превращается в биливердин, затем — в билирубин и обезвреживается в печени;
- В селезёнке дозревают лимфоциты, которые вышли из красного костного мозга. Также в селезёнке B-лимфоциты превращаются в плазмоциты и создают антитела ;
- Селезёнка — мощный механический барьер для микробов, паразитов и раковых клеток. Из-за особенностей строения ткани селезёнки бактерии могут задержаться там, и это «застревание» очень на руку лимфоцитам селезёнки, которые очень быстро распознают и уничтожают врага.
- Две последних функции определяют селезёнку как орган иммунной системы. А вот способность разрушать эритроциты относит селезёнку к органам пигментного обмена, так как пигмент эритроцитов — гемоглобин (ярко-красный), впоследствии превращается в биливердин (зелёный), а затем — в билирубин (тёмно-желтый).
*** Лимфатические узлы
Лимфатические узлы считаются полноправными кроветворными органами, потому что именно там располагаются созревшие Т- и В-лимфоциты, ожидающие встречи с антигенами. Их множество в нашем организме.
***Роль миндалин – защитить организм от инфекций. Именно на них оседает более 70% вредных микробов, попадающих в наш организм вместе с воздухом. К тому же миндалины
*вырабатывают биологические вещества, помогающие синтезу клеток, участвующих в кроветворении
*относятся к центральным органам, управляющим местным иммунитетом слизистых оболочек. Кроме того, для иммунитета они равны по значению таким корифеям как вилочковая железа и костный мозг.
*слизистые оболочки открывают в складках миндалин своего рода ловушки для коварных антигенов и одновременно с этим здесь же развиваются особая разновидность В-лифмоцитов, отвечающих за безопасность дыхательных путей и верхнего отдела пищеварительного тракта. *воспаление миндалин — это своего рода естественная прививка, позволяющая организму на долгие годы получить невосприимчивость к вызвавшему воспаление антигену, например, стрептококку или определенному штамму вируса гриппа
***Сходную функцию несут и аденоиды. Вместе с небными, язычной и гортанной миндалинами аденоиды образуют так называемое лимфоидное кольцо Пирогова, замкнутую линию обороны от инфекции. Выдерни одно звено цепочки-и вся оборона рассыплется в прах.
***Аппендикс.
В подслизистом слое стенок аппендикса обнаружено большое количество лимфатических фолликулов, защищающих кишечник, как от инфекционных, так и от онкологических заболеваний. За обилие лимфоидной ткани аппендикс даже иногда называют «кишечной миндалиной». Это сравнение, которое не хромает: если миндалины в глотке являются барьером для инфекции, рвущейся в дыхательные пути, то аппендикс «тормозит» микробы, которые пытаются размножаться в содержимом кишечника.
Аппендикс несет важную функцию:
* депо полезных бактерий, живущих в кишечнике, помогая формированию иммунитета.
*на случай, когда в кишечник антигенные молекулы проскакивают и «выставлены» лимфоидные гарнизоны: так называемые пейеровы бляшки в тонкой кишке и фолликулы в аппендиксе.
*Благодаря мощному лимфоидному аппарату аппендикс
становится постоянным и активным участником всех процессов в организме, сопровождающихся сколько-нибудь выраженной иммунной реакцией.
Две основные функции аппендикса:
*во-первых, червеобразный отросток является важным органом иммунной системы,
*а во-вторых служит местом размножения кишечной палочки. Эта палочка — важнейший компонент микрофлоры организма. Без неё невозможно нормальное всасывание некоторых жирных кислот, углеводов, аминокислот, нуклеиновых кислот, без неё не синтезируется витамин К и витамины группы В, она участвует в регуляции водно-солевого обмена, выделяет пептидогликан, стимулирующий нашу иммунную систему и выполняет ещё некоторые функции.
МАТЕРИАЛ ВЗЯТ В ИНЕТ РЕСУРСАХ . Переработан мной.