Разделение паренхимы на корковую и мозговую зоны

ТИМУС В ФИЛОГЕНЕЗЕ
Селезнев Сергей Борисович
Доктор ветеринарных наук, профессор
Кузьменко Лариса
Григорьевна
Доктор медицинских наук, профессор
2011

Пути эволюции различных
структур современных
представителей животного мира и
их преобразование в филогенезе
можно проследить с помощью
эволюционной морфоло-гии в
сочетании с системным и историческим подходом.

Исследования эволюции структур
лимфоидной системы до конца ХХ
века носили фрагментарный, а
порой и противоречивый характер.
ЭВОЛЮЦИЯ СТРУКТУР
ИММУНОЛОГИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ
Б
Е
С
П
О
З
В
О
Н
О
Ч
Н
Ы
Е
Беспозвоночные
Структуры иммунологической защиты
Губки
(2,5 млрд лет назад)
Блуждающие амебоцициты
Кишечнополостны
(1 млрд лет назад)
Амебоциты-макрофаги
Неметрины
(1 млрд лет назад)
Лимфоцитоподобные амебоциты
Кольчатые черви
(1 млрд лет назад)
Лейкопоэтические органы (узелки в целоме)
Членистоногие
(ракообразные)
Димфомиелоидные образования в виде
скопления компактных узелков вблизи глазной
артерии
Головоногие
(моллюски)
Лимфоэпителиальная железа («белое тельце»),
напоминающая тимус у прзвоночных
Таким образом, у беспозвоночных с полостью
тела иммунная система обогатилась важным
эволюционным элементом – «белым тельцем».
В этом образовании происходят процессы
ЛИМФО-МИЕЛОПОЭЗА.
По своему строению «белое тельце» напоминает
органы иммунной системы позвоночных. Снаружи оно покрыто соединительнотканной оболочкой, под которой располагается мозговое
вещество. Последнее представлено лимфоидными тяжами и синусоидами.
Основу лимфоидных тяжей образует рыхлая
соединительная ткань.
ЭВОЛЮЦИЯ
ПОЗВОНОЧНЫХ
ТИМУС У ПРЕДСТАВИТЕЛЕЙ
ВОДНОГО МИРА
Представители
позвоночных
Миксины
Тимус
Общая
характеристика
Не сформирован
Расположение
–
Миноги
Примитивный
Дорсальная
часть
жаберных
карманов
Хрящевые
рыбы
Различаются
корковая и
мозговая зоны
В головной
части вблизи
глазных
впадин
Костные
рыбы
Связан с эпителием глоточных
кар-манов в
Под жабрами
ЭВОЛЮЦИЯ ТИМУСА У ПРЕДСТАВИТЕЛЕЙ
ВОДНОГО МИРА
Представители
позвоночных
Структурная организация тимуса
Разделение
на строму и
паренхиму
Разделение
паренхимы
на
корковую и
мозговую
зоны
Присутствие тимических телец (телец
Гассаля)
Присутствие не
тимических
клеточных
элементов
Миноги
Нет
Нет
Нет
Нет
Хрящевые Имеется
рыбы
Имеется
У некоторых
представителей имеются
скопления
клеток
Костные
рыбы
Имеется
Имеется
(за исключением лососевых)
Встречаются
?
Тучные клетки; в капсуле
и септах –
гранулоциты,
макрофаги
Тимус у земноводных: безногих, хвостатых и
бесхвостых амфибий






Тимус у бесхвостых амфибий располагается на
боковой стороне черепа позади барабанной
перепонки;
состоит из 3 долей;
формируется из эпителия второго глоточного
кармана;
корковая и мозговая зоны разделены клеточным
барьером;
в клеточном барьере располагается большое
количество плазматических клеток и
кровеносных сосудов;
в корковой зоне находятся пролиферирующие
лимфоциты.
У этого отряда позвоночных Т-лимфоциты уже
дифференцируются в тимусе, а В-лимфоциты –
в костном мозге.
Тимус у рептилий



Тимус у черепах расположен в
вентральной части шеи, состоит из
отдельных долек;
у ящериц, как и у змей, расположен
анало-гично, состоит из двух долей,
разделенных на кору и мозговое вещество;
тимус крокодила состоит из отдельных эллипсовидных долек, достигающих области
сердца, в каждой из них имеется корковое
и мозговое вещество; в коре выявляется
большое количество лимфоцитов,
окружен-ных звездчатыми
эпителиальными клетка-ми; в мозговой
зоне обнаруживаются лим-фоциты,
макрофаги.
Тимические тельца в в мозговой зоне
рептилий не обнаруживаются.
Время появления рыб, амфибий, рептилия в палеонтологической летописи прямо пропорционально структурной
организации тимуса.
Так, у ящериц (конец пермской системы) тимус, еще не
разделен на дольки, в клоаке у них отсутствуют лимфоидные
элементы;
у крокодилов (конец триасовой системы) тимус четко
разделен на дольки, и у них появляется зачаток клоакальной
сумки
Дивергенция млекопитающих
и птиц
Рептилии
Млекопитающие
Птицы
Птицы



Тимус птиц располагается в
облас-ти шеи и состоит из двух
долей, каждая из которых
делится на не-сколько овальных
долек серо-розо-вого цвета.
В тимусе птиц различают
субкапсу-лярную, кортикальную и
медулляр-ную зоны. В
медуллярной зоне выявляются
тимические тельца.
Клоакальная сумка птиц располагается в грудо-брюшной полости
под позвоночным столбом.

У птиц происходит дальнейшее совершенствование иммунной системы.

У них (и только у них !) появляется
клоакальная сумка, полностью
контролирующая процессы пролиферации,
дифференцировки и созревания Влимфоцитов.

Клоакальная (Фабрициева) сумка у птиц представляет собой вершину эволюционной
диффе-ренцировка, поскольку у них имеет
место топо-графическое и органное
обособление части си-стемы, ответственнной
за дифференцировку
В-лимфоцитов (А.А. Заварзин, 1985)
Млекопитающие

Млекопитающие, как и птицы,
произошли от рептилий, но линия, ведущая к
млекопитающим
дивергировала от родословного
дерева в триасовый период
(ок.250 млн лет назад).

Система иммунной защиты
млекопитающих стоит ближе к
рептилиям, чем к птицам.


Центральными органами иммунной системы у
млекопитающих, как и у рептилий, являются тимус и костный мозг.

Тимус млекопитающих, как и у птиц, состоит из двух
долей, форма которых значительно варьирует.

У парнокопытных он имеет лентовидную форму, у
хищников – конусовидную, у приматов –
пирамидальную.

В тимусе у млекопитающих различают тело и 4 рога: 2
шей-ных остроконечных и 2 грудных, образующих
основание тимуса.

Паренхима тимуса дифференцируется на 4 зоны:
субкапсу-лярную, кортикальную, медуллярную и
внутридольковые периваскулярные пространства.

Все зоны имеют различное функциональное значение.

В целом можно отметить, что сравнительный
анализ органных структур иммунной системы
демонстрирует историческую направленность
процесса по линии морфологического
прогресса.

Особое внимание обращают 3 события:
Возникновение амебоцита-макрофага (и на его
основе – лимфоцита (как морфологически обособленного клеточного типа);
формирование лимфомиелоидного комплекса
как самостоятельного образования;
разделение лимфоидного комплекса и выделение лимфоидных структур для формирования
самостоятельных, отдельных от кроветворения
образований.
-
-
Становление специфических
иммунных реакций в филогенезе

Система биологической защиты
выс-ших животных и человека
основана на функционировании
многокомпо-нентной системы,
включающей как неспецифические
факторы защиты, так и
специфические иммунные
механизмы
БЕСПОЗВОНОЧНЫЕ
 Главные механизмы биологической защиты –
фагоцитоз и целомическая жидкость.

Морфологический состав клеток,
ответственных за фагоцитоз: амебовидные клетки
крови и целомичес-кой жидкости (ацидофильные и
базофильные клетки, бактериолизины, гемолизины,
агглютинины).

Кораллы и кольчатые черви способны
распознавать и отторгать трансплантаты.
Синтез АНТИТЕЛ у беспозвоночных отсутствует.
Миксины и миноги

У МИКСИН появляется способность
распознавать аллогенные лимфоциты в
смешанной культуре благодаря MДС-реакции
(аналог реакции «трансплан-тат против хозяина»),
которая характеризует дотими-ческий уровень
развития клеточного иммунитета.

МОРСКАЯ МИНОГА отличается наличием в
крови лимфоцитов, сходных с малыми
лимфоцитами высших животных, которые
способны отвечать на ограниченное
количество чужеродных антиге-нов, но
никакая стимуляция не приводит к появлению у них плазматических
клеток
РЫБЫ

Лимфоциты ХРЯЩЕВЫХ РЫБ под
воздействием Con A и ФГА способны
подвергаться бластной трансформации.

У КОСТНЫХ РЫБ в селезенке, головной почке
и тимусе выявляются плазматические клетки,
синтезирующие антитела;
у двоякодышащих рыб впервые появляется
IgN (120000 D) – способен фиксировать
комплемент, подобно IgM высших животных;
у камбалы впервые в филогенетическом ряду
появляется гиперчувствительность
немедленно-го типа.
ЗЕМНОВОДНЫЕ



У АМФИБИЙ количество антителообразование зависит
от температуры окружающей среды, но количество
антителообразующих клеток от тем-пературы
зависимости не имеет.
У этих представителей появляются плазматичес-кие
клетки, связанные с кишечником и похожие на
плазматические клетки млекопитающих.
Низшие амфибии (саламандры) кожные транс-плантаты
отторгают медленно, бесхвостые (лягушки) – быстро;
жабы способны развивать РБТЛ в смешанной культуре
клеток; клетки японского тритона компетентны в
осуществлении реакции «трансплантат против
хозяина».
Тимэктомия личинок амфибий приводит к
значительному подавлению иммунных
реакций
ЗЕМНОВОДНЫЕ

Большой интерес возникает о происхож-дении
у амфибий Т- лимфоцитов.

В экспериментальных работах показано и подтверждено с помощью хромосомного анализа,
что первичная популяция Т-лимфоцитов
проис-ходит из эпителиального зачатка
тимуса,

и этот орган у бесхвостых амфибий можно рассматривать как мощный источник
предшествен-ников Т-лимфоцитов, по крайней
мере на ранних этапах онтогенеза.
АМФИБИИ И ПРОТИВООПУХОЛЕВЫЙ
ИММУНИТЕТ

Этот класс позвоночных способен вырабатывать противоопухолевый
иммунитет.

Известно, что у амфибий могут
развивать-ся злокачественные опухоли.
Полагают, что в процессе
опухолеобразования важ-ную роль
играет тимус. Так, устойчивые к
опухоли аксолотли, становятся к ней
чув-ствительными, если на ранних
Рептилии




Сведения о состоянии иммунной системы рептилий
немногочисленны.
Решающую роль в антителообразовании у этих
представи-телей играет температура внешней среды.
Она, в частнос-ти, имеет большое влияние на реакцию
отторжения транс-плантата и реакцию «трансплантат
против хозяина. Репти-лии, в отличие от амфибий,
кожный трансплантат отторга-ют длительно.
Рептилии имеют иммунологически отличные цепи для
двух разных иммуноглобулинов, подобно IgM и IgG
млекопитаю-щих, и в тот же время у них определяется
IgN.
У рептилий, в частности, у черепах при электронномикро-скопическом исследовании выявляются отличия
от анало-гичных клеток млекопитающих. К числу таких
отличий от-носится, например,то, что секреция
иммуноглобулинов у них не имеет связи с обратным
пиноцитозом и сопровож-дается разрушением
ПТИЦЫ и МЛЕКОПИТАЮЩИЕ

Основные особенности иммунной системы у
представите-лей данных классов:

1) выражена функциональная гетерогенность
лимфоци-тов;
2) иммунный ответ к большинству антигенов
осуществля-ется с помощью кооперации Т-, Влимфоцитов и макрофа-гов;
3) в ходе иммунного ответа вырабатываются высокоаффинные и высокоспецифичные антитела,
принадлежащие к классам A, M, G;
4) у млекопитающих, помимо этого, синтезируются
анти-тела классов E и D.



Для высших животных и человека в настоящее время
общепризнанным является следующее:
1) родоначальником всех клеток иммунной системы
является полипотентная стволовая кроветворная
клетка;
2) она не выполняет никаких специализированных
функций, но может делиться неограниченное
количество раз;
3) одна из дочерних клеток остается стволовой, другая
диф-ференцируется;
4) стволовые клетки, поступающие в тимус,
дифференциру-ются в Т-лимфоциты.
Несмотря на то, что трансплантационный иммунитет и
кооперация клеточных элементов впервые возникли у
беспозвоночных, то с появлением специализированного
органа, ответственного за обеспечение клеточного
иммунитета, усложнением его структуры и увеличением
степени функциональной активности, иммунная система
млекопитающих (в том числе и человека) наибольшей
степени совершенства.
Благодарю за
внимание!