filo_ontogenez

нів належать селезінка з осередками лімфоїдної тканини (біла пульпа) навколо кровоносних судин, додаткові скупчення лімфоїдних клітин, розсіяних у тканинах шлунково—кишкового тракту і нирках, циркулюючі лімфоїдні клітини. В акул вперше з'являються плазматичні клітини, подібні таким у птахів і ссавців, які здатні утворювати антитіла. У риб високорозвинута кровоносна система, у хрящових риб вперше виникає новий тип лімфопоезу — синтезуючий антитіла плазмоцит. Проте і в межах класу риб існують відмінності в імунних реакціях. Так, якщо у костисто-хрящових риб відторгнення вторинного трансплантату проходить у хронічній формі, то в костистих риб первинний і вторинний трансплантати відторгуються за гострим типом.

У земноводних спостерігається прогресивний розвиток тканин і органів лімфо-мієлопоезу. У безхвостих амфібій, крім тимуса і селезінки, знаходять лімфатичні вузлики і лімфоїдний кістковий мозок, які складаються з лімфоїдних і фагоцитуючих клітин. Вони розташовані на шляху кровотоку і забезпечують фільтрування крові. Лімфоїдна тканина поєднана з кишковою і розвинута краще, ніж у попередніх класів. Ці структури (лімфатичні вузлики, лімфоїдна тканина кишок, лімфопоетичний кістковий мозок) відсутні у хвостатих амфібій. Т-клітинна функція характеризується здатністю лімфоцитів селезінки вступати у проліферацію під впливом мітогенів і розпізнавати алоантигени. Видалення вилочкової залози в пуголовків гальмує як клітинний, так і гуморальний імунітети. Селезінка вкрита волокнистою капсулою, всередині містить білу пульпу, утворену декількома типами клітин відповідно до різних етапів дозрівання лімфоцитів. У селезінці формуються антитілоутворювальні клітини (В-клітини). Вилочкова залоза складається з трьох часток, містить антитілоутворювальні клітини і здатна до активної селекції антитіл.

В амфібій здійснюється синтез імуноглобулінів класу М і О аналогічно відповідним класам імуноглобулінів у ссавців. У них вперше виникають мигдалики.

Лімфо-мієлоїдний комплекс рептилій за складом органів і тканин, які входять до нього, наближується до такого у птахів і ссавців. У черепах і ящірок добре розвинуті вилочкова залоза, селезінка, лімфатичні вузлики, лімфоїдні ущільнення кишки і клоаки.

Клітини селезінки черепах здатні здійснювати такі реакції клітинного імунітету, як реакції трансплантата проти хазяїна, або

251

лізис ксеногенних еритроцитів. Вилочкова залоза нагадує тимус риб і земноводних, розвивається з ектодермального зародкового листка і є виростом дорзальної стінки глотки. Лімфоїдні скупчення у кишці можна розглядати як еквіваленти мигдаликів і пейєрових бляшок ссавців; формування в клоаці є гомологом фабрицієвої сумки птахів, а скупчення в пахвинних і підкрильцевих ділянках — прототипи лімфатичних вузлів ссавців. Крім лімфоцитів, плазуни мають і плазматичні клітини. Особливість селезінки полягає в тому, що немає чіткого поділу на червону і білу пульпу, відсутні фолікули.

Таким чином, лімфоїдні органи плазунів свідчать, що еволюція лімфатичних вузлів птахів і ссавців бере початок від загального предка серед рептилій.

Уптахів органи імунної системи структурно і функціонально розділені; антитілоутворювальні клітини залежать від фабрицієвої сумки, а лімфоїдні осередки розміщуються в оконазальній ділянці і селезінці. У кістковому мозку утворюється більшість клітин крові. Під шкірою містяться розкидані лімфоїдні бляшки.

Улімфатичному вузлі знаходиться центральний лімфоїдний синус із зародковим центром, обмежений щільною лімфоїдною тканиною. На периферії міститься пухка лімфоїдна тканина. Особлива роль у функціонуванні імунної системи у птахів належить селезінці. У них, вперше в філогенезі, виникають центри, утворені білою пульпою. Серед клітин цих зон зустрічаються стовбурові клітини (гемоцитобласти), які диференціюються на лімфоцити.

Уптахів, як і у ссавців, найбільш повно відбувається продукція імуноглобулінів.

Уссавців, як і в інших хребетних, лімфоїдний апарат утворений дифузним скупченням лімфоцитів або складається з окремих органів, які тісно зв'язані з епітеліальною поверхнею і локалізуються поблизу природних отворів. Руйнування епітелію викликає активацію лейкоцитів, зокрема нейтрофілів і лімфоцитів; запускається ланцюг специфічних процесів, які зумовлюють імунну відповідь. До складу лімфоїдної системи ссавців входять глоткове скупчення, або мигдалики, і скупчення вздовж шлунково-кишкового тракту (пейєрові бляшки й апендикс). У лімфоїдній тканині кишківника переважають лімфоцити. За розміщенням і функцією лімфоїдну тканину кишківника вважають еквівалентом фабрицієвої сумки птахів.

252

Розвиток центральних органів кровотворення і імунного захисту

Розвиток кісткового мозку

Кістковий мозок у людини з'являється вперше на 2-му місяці внутріутробного періоду в ключиці ембріона, на 3-му місяці він утворюється у плоских кістках: лопатках, тазових кістках, потиличній кістці, ребрах, грудині, кістках основи черепа і хребцях, а на початку 4-го місяця розвивається також в трубчастих кістках кінцівок. До 11-го тижня це остеобластичний кістковий мозок, який виконує остеогенну функцію. У даний період кістковий мозок накопичує стовбурові клітини, а клітини строми з остеогенними потенціями створюють мікросередовище, необхідне для диференціювання стовбурових кровотворних клітин. У 12—14-тижневого ембріона людини відбуваються розвиток і диференціювання навколо кровоносних судин гемопоетичних клітин. У 20—28-тиж- невого плоду людини у зв'язку з інтенсивним ростом кісткового мозку спостерігається посилена резорбція кісткової балки остеокластами, внаслідок чого утворюється кістковомозковий канал, а червоний кістковий мозок отримує можливість рости у напрямі епіфізів. З цього часу кістковий мозок починає функціонувати як основний кровотворний орган, причому велика частина клітин, що утворюються в ньому, відноситься до еритроідних. У зародка 36 тижнів розвитку у кістковому мозку діафіза трубчастих кісток виявляються жирові клітини. Одночасно з'являються вогнища кровотворення в епіфізах.

Розвиток тимуса

Філогенез

Тимус вперше з’являється у костистих риб у вигляді симетричних скупчень лімфоцитів, прилеглих до зябрової порожнини. Основа скупчення утворена відростковими епітеліальними клітинами, утвореними в результаті занурення епітеліальних клітин зябрових щілин у сполучну тканину. У них можна виділити щільнішу кіркову речовину і більш рихлу — мозкову. Ці скупчення не покриті капсулою.

Тимус хрящових риб пов'язаний із зябровими щілинами в ембріогенезі, має капсулу, кіркову і мозкову речовину. У інших хребет-

253

них тимус побудований так само. Він може бути парним і непарним. У ссавців це непарний орган, але у всіх випадках він закладається у вигляді виростів епітелію однієї або декількох пар зябрових щілин і зябрових кишень.

Онтогенез

Тимус з’являється в кінці 1-го місяця внутріутробного розвитку у вигляді парних трубчастих випинань епітелію глоткової кишки в області третіх і, частково, четвертих пар зябрових (глоткових) кишень. На 8—11-му тижні у зародок тимуса вростає мезенхіма з кровоносними судинами і ділить ці два епітеліальні тяжі на часточки. Заселення зачатка попередниками Т-лімфоцитів з жовткового мішка і печінки і розділення на зони відбувається на 3-му місяці. Протягом 3—5-го місяців спостерігається диференціювання стромальних клітин і поява прекилерів і пресупресорів, здатних продукувати лімфокіни. Формування тимуса завершується до 6-го місяця. В цей час виявляється зріла строма, що секретує гормони, а поза тимусом з’являються Т-хелпери і Т-супресори. У перші 15—17 діб після народження спостерігається масове виселення Т-лімфоцитів з тимуса і різке підвищення активності поза-

тимусних лімфоцитів.

Вікові особливості тимуса. До народження тимус важить 10—15

гр. В період статевої зрілості його вага максимальна — 30—40 г, далі наступає вікова інволюція. До старості в тканинах тимуса перева-

жають жирові клітини. Зміна маси залежно від віку представлена в табл. 13.

Таблиця 13.

Зміна ваги тимуса людини залежно від віку (за L.Weiss, 1988).

Зменшення маси тимуса відбувається унаслідок зниження змісту лімфоцитів, але в основі цього, мабуть, лежать зміни стромальних компонентів, які втрачають здатність привертати попередників Т-лімфоцитів і забезпечувати їх розвиток у тимусі. Це доводиться експериментами по пересадці тимектомованим тва-

254

ринам тимуса від донорів різного віку. Крім того, показано зниження кількості і секреторної активності епітеліоретикулоцитів і клітин моноцитарного походження, унаслідок чого змінюється чисельність і склад популяції Т-лімфоцитів. У старечому віці різко виражена атрофія тимуса супроводжується ослабленням клітинного і гуморального імунітету. Проте, у масі жирових клітин у будь-якому віці залишаються ділянки тканин тимуса, здатні забезпечити імунні реакції.

Окрім вікової інволюції, тимус може піддаватися швидкій гіпотрофії — акцидентальній інволюції під впливом різних

впливів (інфекційні хвороби, голодування і ін.). Ці дії можуть бути опосередковані ендокринною системою, оскільки відомо, що АКТГ гіпофіза, стероїдні гормони наднирників і тестостерон у великих дозах викликають акцидентальну інволюцію. Атрофія тимуса спостерігається при недостачі соматотропного гормону гіпофіза і йодгормонів щитоподібної залози. При акцидентальній інволюції посилюється загибель кіркових лімфоцитів і їх вихід у циркуляцію. Відновлення тимуса вимагає функціональної повноцінності елементів строми і джерела попередників Т-лімфоцитів з виробленням аутокринного ростового чинника.

Розвиток периферичних органів кровотворення і імунного захисту

Розвиток лімфатичних вузлів

Філогенез

Лімфатичні вузли вперше з’являються у птахів.

У ссавців — це численні органи, розташовані в місцях злиття лімфатичних судин. У жуйних і деяких інших ссавців зустрічаються гемолімфатичні вузли, синуси яких містять кров. У людини такі вузли бувають рідко. Зазвичай вони розташовані в принирковій клітковині уздовж ниркових артерій або по ходу черевної аорти, рідше — у задньому середостінні. Число і розміри вузлів варіабельні у різних тварин і залежать від топографії. Розвиток всього комплексу лімфатичних вузлів розтягується на значний період, що включає ембріогенез і постнатальний онтогенез.

255

Онтогенез

У людини велика частина вузлів закладається на 9—10-му тижні ембріогенезу, проте деякі вузли можуть з’являтися протягом всього пренатального періоду і навіть пізніше. Як правило, вони закладаються на основі розширень або спле-

тень лімфатичних і кровоносних судин. Лімфатичні щілини і судини стають синусами, а навколишня мезенхіма дає початок

сполучнотканинним перегородкам і ретикулярній стромі. У перегородки проникають кровоносні судини. Заселення строми Т- і В-лімфоцитами і макрофагами починається з 12—13-го тижня. Впродовж всього ембріогенезу переважають Т-лімфоцити. До 15—16-го тижня формується капсула і добре помітний кра-

євий синус. З 19—20-го тижня скупчення лімфоцитів утворюють дифузну кору, первинні лімфатичні вузлики (без центрів розмноження) і мозкові тяжі. Причому розвиток вузлів сома-

тичної і змішаної груп дещо випереджає розвиток вузлів вісцеральної групи. У цей період добре розвинена система кровообігу, усередині скупчень лімфоцитів кори є капілярні сплетення. Більшість венозних судин вистлані високим ендотелієм, що забезпечує масоване вселення лімфоцитів. До кінця ембріогенезу у вузлах сформовані всі структури: кіркова речовина з лімфатичними вузликами, мозкові тяжі, синуси, Т- і В-зони. Центри розмноження і плазматичні клітини з'являються після народження. Вени з високим ендотелієм залишаються тільки в паракорти-

кальной зоні.

Вікові особливості. Найбільші зміни спостерігаються у лімфовузлах впродовж 1-го року життя. З'являються вторинні вузлики, плазматичні клітини, змінюється співвідношення лімфоцитів у бік збільшення числа В-лімфоцитів. У віці від 4-х до 8-и років продовжується розвиток лімфоцитів, новоформування вузликів, мозкових тяжів, трабекул. Диференціювання структур вузла в основному закінчується до 12-и років.

З періоду статевого дозрівання починається вікова інволюція, яка виражається в потовщенні сполучнотканинних перегородок, збільшенні кількості жирових клітин, зменшенні об'єму кіркової і збільшенні мозкової речовини, зменшенні числа лімфатичних вузликів з центрами розмноження.

256

Розвиток селезінки

Філогенез

Укруглоротих з'являється рудиментарна селезінка, пов'язана з функцією кровотворення. У риб з'являються острівці білої пульпи селезінки. У земноводних селезінка покрита волокнистою капсулою, містить всередині білу пульпу, утворену декількома типами клітин, відповідних різним етапам дозрівання лімфоцитів. У селезінці формується антитілопродукуючі клітини (В-клітини). У рептилій будова селезінки наближається до будови селезінки птахів і ссавців. У черепах і ящірок добре розвинена селезінка. Клітини селезінки черепах здатні здійснювати такі реакції клітинного імунітету, як відторгнення трансплантата і лізис ксеногенних еритроцитів. Особливість селезінки полягає в тому, що немає чіткого розділення на білу і червону пульпу, відсутні фолікули.

Уптахів органи імунної системи функціонально розділені; антитілопродукуючі клітини залежать від фабрицієвої сумки (bursa Fabricii), а лімфоїдні — від оконазальної області і селезінки. Особлива роль у функціонуванні імунної системи птахів належить селезінці. У них вперше у філогенезі виникають центри, утворені білою пульпою. Серед цих зон зустрічаються стовбурові клітини, які диференціюються у лімфоцити. У ссавців селезінка є периферичним органом імунної системи, де відбувається антигензалежна проліферація лімфоцитів. Загальний план будови селезінки у тварин аналогічний людському.

Онтогенез

Селезінка розвивається з мезенхіми периферичної частини дорсальної брижі майбутнього великого сальника. У плоду людини вона з’являється на 4-му тижні розвитку у вигляді скупчення мезенхімних клітин, розташованого на стінці шлунку. На 5—6-му тижні серед мезенхімних клітин з’являються одиничні макрофаги, ретикулярні клітини, формується мережа ретикулярних волокон. Судини нечисленні, їх просвіти ледве помітні. На 9—10-му тижні розвитку у ворота органу вростають крупні судини, які швидко галузяться з формуванням численних тонкостінних судин типу синусоідів. Кров поступає у селезінку, відбувається фізіологічний крововилив в тканину органу, що формується, а відтоку крові не спостерігається. У 9—10-тиж- невого плоду є дуже дрібні і рідко розташовані вогнища еритроідного кровотворення і мегакаріоцити. Спостерігається масовий розпад

257

еритроцитів. У органі ще немає лімфоцитів і лімфоїдних фолікулів, превалює функція депонування крові. На 11—12-му тижні навколо судин формуються трабекули, з’являються В-лімфоцити. На 13—14-

му тижні з’являються скупчення лімфоцитів навколо артерій, формується Т-залежна зона. Серед судин можна розрізняти трабекулярні, пульпарні і центральні. Утворюється ретикулярний остов, ретику-

лярні клітини і волокна розташовуються циркулярно навколо цен-

тральної артерії. З того часу пульпу можна розділити на білу і червону. На 17-му тижні формується маргінальний синус. З 20-го по 22-й

тиждень різко збільшується кількість лімфоцитів і з'являються лімфатичні вузлики (В-залежні зони). Вузлики розташовуються збоку від центральної артерії. До 22-го тижня в селезінці плоду різко збільшуються розміри Т-залежних зон, до 29—30-го тижня збільшується маса органу, розміри лімфатичних вузликів, які розташовуються рідше. У центрі первинних вузликів визначається значне число бластних форм, формуються гермінативні центри. Зони розташування Т- і В-лімфоцитів наближаються до таких у структурах дефінітивів. Процеси мієлопоезу у селезінці людини досягають максимального розвитку на 5-му місяці внутріутробного періоду, після чого активність їх знижується і до моменту народження припиняється зовсім. Процеси

лімфоцитопоезу до моменту народження, навпаки, посилюються. Вікові особливості. У новонародженого селезінка округла, має

часточкову будову. Маса селезінки приблизно 9,5 гр. У цей період біла пульпа складає від 5 до 10 % маси органу. На 3-му місяці постнатального розвитку маса селезінки збільшується до 11 —14 г (в середньому), а до кінця першого року життя дорівнює 24—28 г. Кількість білої пульпи (периартеріальні лімфоїдні муфти, лімфоідні вузлики і еліпсоїди) у цей час досягає максимального значення (20,9 %). У дитини 6 років у порівнянні з однорічною маса селезінки подвоюється, до 10 років досягає 66—70 гр, в 16—17 років складає 165—171 гр.

Відносна кількість червоної пульпи (82—85 %) протягом життя людини майже не змінюється. Вміст білої пульпи в селезінці дитини 6—10 років дорівнює 18,6%, до 21 — 30 років знижується до 7,7—9,6 %, а до 50 років не перевищує 6,5 % від маси органу.

Аномалії розвитку органів кровотворення і імунного захисту

Аномалії розвитку тимуса— див.аномалії розвитку шиї Аномалії розвитку селезінки — див. situs inversus.

258

2.10.РОЗВИТОК НЕРВОВОЇ СИСТЕМИ

Уряду філогенезу існують організми різного ступеня складності. Враховуючи принципи їх організації, їх можна розділити на дві великі групи. Тип Хордові (від просто влаштованого ланцетника до людини) мають загальний план будови. Решта типів тварин мають різні принципи організації. Не дивлячись на різний рівень складності тварин, перед їх нервовою системою стоять однакові завдання. Це, по-перше, об'єднання всіх органів і тканин в єдине ціле (регуляція вісцеральних функцій) і, по-друге, забезпечення зв'язку із зовнішнім середовищем, а саме — сприйняття її стимулів і відповідь на них (організація поведінки і руху).

Клітини нервової системи тварин влаштовані принципово однаково. З ускладненням будови тварин помітно змінюється структура нервової системи. Вдосконалення нервової системи в ряду філогенезу

йде через концентрацію нервових елементів у вузлах і появу довгих зв'язків між ними. Наступним етапом є цефалізація — формування

головного мозку, який бере на себе функцію формування поведінки. Вже на рівні вищих безхребетних (комахи) з'являються прототипи кіркових структур (грибоподібні тіла), у яких тіла клітин займають поверхневе положення. У вищих хордових тварин в головному мозку

вже є справжні кіркові структури, і розвиток нервової системи йде по шляху кортикализації, тобто передачі всіх вищих функцій корі го-

ловного мозку. Слід зазначити, що з ускладненням структури нервової системи попередні формування не зникають. У нервовій системі вищих організмів залишаються і сітковидна, і ланцюжкова, і ядерна структури, характерні для попередніх ступенів розвитку.

Нервова система безхребетних тварин

Для безхребетних тварин характерна наявність декількох джерел походження нервових клітин. У одного і того ж типу тварин

нервові клітини можуть одночасно і незалежно походити з трьох різних зародкових листків. Полігенез нервових клітин безхребет-

них є основою різноманітності медіаторних механізмів їх нервової системи.

Нервова система вперше з'являється у кишковопорожнинних. Нервова система кишковопорожнинних належить до дифузного

типу. Кожна нервова клітина в ній довгими відростками сполучена з декількома сусідніми, утворюючи нервову мережу. Нервові кліти-

259

ни кишковопорожнинних не мають спеціалізованих поляризованих відростків. Їх відростки проводять збудження в будь-яку сторону і не утворюють довгих провідних шляхів. Контакти між нервовими клітинами дифузної нервової системи бувають декількох типів. Існу-

ють плазматичні контакти, що забезпечують безперервність мережі (анастомози). З'являються і щілиновидні контакти між відростками

нервових клітин, подібні до синапсів. Причому серед них існують кон-

такти, в яких синаптичні бульбашки розташовуються по обидві сторони контакту, так звані симетричні синапси, а є і несиметричні си-

напси: у них везикули розташовуються тільки з одного боку щілини. Нервові клітини у типової тварини з кишковопорожнинних – гідри, рівномірно розподілені по поверхні тіла, утворюючи скупчення в районі ротового отвору і підошви. Дифузна нервова мережа проводить збудження у всіх напрямках. При цьому хвилю збудження, що

розповсюджується, супроводжує хвиля м'язового скорочення. Наступним етапом розвитку безхребетних є поява тришарових

тварин — плоских черв'яків. Подібно до кишковопорожнинних, вони мають кишкову порожнину, що сполучається із зовнішнім середовищем ротовим отвором. Проте у них з'являється третій зародко-

вий шар — мезодерма і двосторонній тип симетрії. Нервова система нижчих плоских черв'яків належить до дифузного типу. Проте

здифузної мережі вже відособляються декілька нервових стовбурів.

Уплоских черв'яків, нервовий апарат набуває рис централізації. Нервові елементи збираються у декілька подовжніх стовбурів (для самих високоорганізованих тварин характерна наявність двох стовбурів), які з'єднуються між собою поперечними волокнами (ко-

місурами). Впорядкована таким чином нервова система називається ортогоном. Стовбури ортогона є сукупністю нервових клітин і їх від-

ростків. Разом з двосторонньою симетрією у плоских черв'яків формується передній кінець тіла, на якому концентруються органи чуття (статоцист, нюхові ямки, щупальця). Услід за цим на передньому кінці тіла з'являється скупчення нервової тканини, з якої формується мозковий або церебральний ганглій. У клітин церебрального ганглія з'являються довгі відростки, що йдуть у подовжні стовбури ортогона.

Таким чином, ортогон є першим кроком до централізації нервового апарату і його цефалізації (появі мозку). Централізація і цефа-

лізація є результатом розвитку сенсорних (чутливих) структур. Наступним етапом розвитку безхребетних тварин є поява сег-

ментованих тварин — кільчастих черв'яків. Їх тіло метамерне, тобто складається з сегментів. Структурною основою нервової системи

260