Быков- гистология( общая)
.pdfФиброкласты (от лат. fibra - волокно и греч. klasis - разрушение) - клетки дифферона фиброцитов, специализированные на функции разрушения межклеточного вещества соединительной ткани, которая резко преобладает над их синтетической и секреторной активностью. По-видимому, процессы деградации межклеточного вещества этими клетками осуществляются внутриклеточным и внеклеточным механизмами, аналогичными тем, что используются зрелыми фибробластами (см. ниже). В их цитоплазме выявляются многочисленные вакуоли, содержащие литические ферменты и коллагеновые фибриллы на различных стадиях лизиса. Эти клетки обеспечивают перестройку и инволюцию соединительной ткани; они особенно многочисленны в молодой соединительной (грануляционной) ткани и рубцах, подвергающихся обратному развитию.
Миофибробласты - особые клетки, которые по своему строению и функции занимают промежуточное положение между типичными фибробластами и клетками гладкой мышечной ткани - гладкими миоцитами. На светооптическом уровне их невозможно отличить от типичных фибробластов, однако по ультраструктурной организации они близки к гладким миоцитам, хотя, в отличие от последних, и не окружены базальной мембраной. Более половины объема их цитоплазмы занимают элементы сократительного аппарата. Их синтетический аппарат развит слабее, чем в зрелых фибробластах. Иммуноцитохимически в их цитоплазме помимо виментина выявляются актин и десмин гладкомышечного типа.
Активация миофибробластов происходит при повреждении соединительной ткани. Они активно участвуют в репаративных процессах: образуют коллаген (главным образом, III типа), который заполняет и связывает поврежденные участки; сокращаясь, они стягивают края раны и уменьшают ее размеры (контракция раны - от лат. contractio -сокращение). В связи с указанной функцией миофибробласты в большом количестве обнаруживаются в молодой регенерирующей соединительной (грануляционной) ткани, рубцах, в мышечной оболочке матки при беременности. В ходе заживления раны миофибробласты с высоким содержанием актина постепенно погибают механизмом апоптоза; в рубцах они замещаются типичными фибробластами и фиброцитами. С повышенной активностью миофибробластов связывают развитие ряда заболеваний (фиброза легкого, печени, почек).
Жировые клетки
Жировые клетки (адипоциты), согласно принятым представлениям, образуются из малодифференцированных (юных) фибробластов
- 291 -
(см. рис. 10-2) путем накопления в их цитоплазме мелких липидных капель, которые сливаются между собой в одну крупную, заполняющую ее почти целиком (см. рис. 11-1). Подробное описание развития, строения и функции этих клеток приведено в главе 11.
Жировые клетки являются нормальным компонентом рыхлой волокнистой соединительной ткани и в небольшом количестве встречаются в ней повсеместно, располагаясь по-отдельности или в виде мелких скоплений. Ткань, в которой адипоциты являются структурно и' функционально ведущими клеточными элементами, называют жировой и относят к одному из видов соединительных тканей со специальными свойствами (см. главы 6 и 11).
Макрофаги (гистиоциты)
Макрофаги (гистиоциты) - вторые по численности (после фибробластов) клетки рыхлой волокнистой соединительной ткани. Они принадлежат к линии потомков стволовой клетки крови и непосредственно образуются из моноцитов после их миграции в соединительную ткань из просвета кровеносных сосудов (см. главу 7). В соединительной ткани макрофаги располагаются поодиночке или группами. Эти клетки очень многочисленны в собственной пластинке слизистых оболочек, а также в серозных оболочках. Они могут пребывать в одном из двух взаимообратимых состояний:
(1)покоящихся клеток, обладающих низкой функциональной активностью;
(2)блуждающих клеток с высокой функциональной активностью.
По мнению некоторых авторов, термин гистиоцит следует употреблять только применительно к клеткам в покое, однако в настоящее время он, как правило, используется в более общем смысле для обозначения макрофага соединительной ткани.
Функции гистиоцитов (подробнее см. главу 7):
1)распознавание, поглощение и переваривание поврежденных,
зараженных, опухолевых и погибших клеток, компонентов межклеточного вещества, а также экзогенных материалов и микроорганизмов;
2)участие в индукции иммунных реакций посредством захвата,
переработки (процессинга) антигенов и представления их лимфоцитам (играют роль антиген-представляющих клеток);
3)регуляция деятельности клеток других типов (фибробластов,
лимфоцитов, тучных клеток, эндотелиоцитов и др.).
- 292 -
Морфологические признаки гистиоцитов зависят от степени их функциональной активности. В целом, вследствие наличия переходных форм популяция гистиоцитов характеризуются выраженным полиморфизмом.
Покоящиеся гистиоциты трудно идентифицировать на светооптическом уровне. Они имеют вид мелких уплощенных клеток удлиненной или отростчатой формы с четкими контурами, прикрепленных к коллагеновым волокнам. Эти клетки характеризуются небольшим земным ядром и плотной цитоплазмой со слабо развитыми органеллами.
Рис. 10-4. Ультраструктурная организация гистиоцита. Клетка образует многочисленные цитоплазматические выросты и псевдоподии, содержит значительное число лизосом (Л) и фаголизосом (ФЛ), умеренно развитый комплекс Гольджи (КГ).
Блуждающие (активные) гистиоциты обладают высокой подвижностью, изменчивой (отростчатой, реже округлой) формой с неровными, но обычно четко выявляемыми краями (см. рис. 10-1). Их ядро светлее, чем в покоящихся клетках, но темнее, чем в фибробластах; в нем может выявляться ядрышко. Цитоплазма содержит многочисленные лизосомы (рис. 10-4) и развитые элементы цитосклета, которые концентрируются в области псевдоподий; другие органеллы развиты умеренно. Многочисленные крупные фаголизосомы, содержащие перевариваемые продукты, в виде вакуолей хорошо видны под световым микроскопом, придавая цитоплазме гистиоцитов вспененный вид. На плазмолемме в большом количестве находятся рецепторы цитокинов, гормонов, хемоаттрактантов, а также адгезивные молекулы, которые
- 293 -
обеспечивают контактные взаимодействия гистиоцитов с другими клетками и компонентами межклеточного вещества.
Преобразования гистиоцитов в рыхлой волокнистой соединительной ткани. При активации, происходящей под действием микроорганизмов или их продуктов, а также ряда цитокинов (см. главу 7), клетки в покое могут превращаться в блуждающие. Последние, получая стимулирующие сигналы, способны длительно находиться в состоянии высокой активности, однако в конечном итоге погибают механизмом апоптоза и фагоцитируются другими макрофагами. Под воздействием дополнительных сигналов в очаге повреждения они могут также превратиться в особые виды макрофагов - гигантские многоядерные клетки и эпителиоидные клетки (см. главу 7). Утрачивая активность и подвижность и прикрепляясь к коллагеновым волокнам, блуждающие клетки способны возвращаться в состояние покоя.
Дендритные антиген-представляющие клетки (АПК)
Дендритные АПК являются постоянными клеточными элементами рыхлой волокнистой соединительной ткани, относящимися к потомкам стволовой клетки крови. По всей видимости, они образуются непосредственно из моноцитов крови после их миграции в ткани. Не исключается полностью и возможность их развития из гематогенного предшественника, отличного от моноцитов. Установлено, что дендритные АПК в организме образуют единую систему морфологически и функционально сходных элементов. Общей функциональной особенностью дендритных АПК служит свойственная им высокая активность захвата, процессинга и представления антигенов лимфоцитам. Морфологическим признаком, характерным для этих клеток, является их отростчатая форма, наличие многочисленных ветвящихся цитоплазматических отростков, которые могут укорачиваться при перемещении клеток.
Дендритные АПК, выявляемые в соединительной ткани, могут относиться к одной из двух популяций клеток: (1) АПК, специализированным на захвате антигенов только в пределах этой ткани (собственно соединительнотканным АПК), и (2) АПК, располагающимся и захватывающим антигены в эпителиях (кожи, слизистых оболочек), которые находятся в процессе миграции через соединительную ткань из эпителия в лимфатические сосуды или из кровеносных сосудов в эпителий. В ходе миграции происходят изменения ряда фенотипических свойств дендритных АПК. Детали строения, функции и распределения этих клеток рассматриваются в главах 7 и 8.
- 294 -
Тучные клетки
Тучные клетки - постоянный клеточный компонент рыхлой волокнистой соединительной ткани, осуществляющий важные регуляторные функции. Относятся к потомкам стволовой клетки крови.
Терминология. Тучные клетки получили свое название в связи с первоначальным ошибочным предположением о том, что их многочисленные гранулы содержат запасы питательных веществ. Этим, вероятно, объясняется и другое их название - лаброциты (от греч. labros - жадный и cytos или kytos - клетка). Тучные клетки именуют также тканевыми базофилами, подчеркивая их сходство с базофильными гранулоцитами крови, однако это название неудачно, так как оно создает путаницу между тучными клетками и отличающимися от них базофилами крови после их миграции в соединительную ткань.
Развитие тучных клеток осуществляется в тканях из предшественника, который имеет, как предполагают, костномозговое происхождение. На их дифференцировку и рост влияют ИЛ-3 (продуцируемый Т-лимфоцитами) и факторы клеточного микроокружения (фибробласты, эпителиальные клетки и их продукта). В отличие от базофилов, которые после миграции в ткани живут недолго (от нескольких часов до нескольких суток), тучные клетки, повидимому, обладают сравнительно большой продолжительностью жизни (от нескольких недель до нескольких месяцев). В течение этого периода под действием соответствующих стимулов тучные клетки, очевидно, способны делиться.
Функции тучных клеток в целом сходны с функциями базофилов, находящихся в тканях (см. главу 7). К ним относятся:
1)Гомеостатическая, которая осуществляется в физиологических условиях путем медленного выделения небольших количеств биологически активных веществ, способных влиять на различные тканевые функции - в первую очередь, на проницаемость и тонус сосудов и поддержание баланса жидкостей в тканях.
2)Защитная и регуляторная, которая обеспечивается путем локального выделения медиаторов воспаления и хемотаксических факторов, обеспечивающих (а) мобилизацию эозинофилов и различных эффекторных клеток, участвующих в так называемых реакциях поздней фазы; (б) воздействие на рост и созревание соединительной ткани в зоне воспаления.
3)Участие в развитии аллергических реакций вследствие наличия высокоаффинных рецепторов к иммуноглобулинам класса Е(IgЕ) на их плазмолемме и функциональной связи этих рецепторов с секреторным механизмом.
-295 -
Распределение тучных клеток в организме. Тучные клетки располагаются преимущественно около мелких сосудов - периваскулярно (см. рис. 10-1), что, вероятно, связано с их регуляторной функцией и влиянием на проницаемость сосудов. Распределение тучных клеток в организме неравномерно - соединительная ткань различных органов содержит неодинаковое их количество. Этими клетками особенно богата дерма - соединительнотканная часть кожи, где их содержание достигает 10-20 тыс. клеток/мм3. Они также очень многочисленны в собственной пластинке слизистых оболочек пищеварительного тракта, дыхательной, выделительной и половых систем, в строме молочной железы и тимуса. В среднем, в рыхлой волокнистой соединительной ткани их относительное содержание составляет 10% от общего числа клеток.
Проявлением регуляторной функции тучных клеток служит нарастание их количества в строме различных органов, функциональная активность которых повышается, например, в щитовидной железе при ее гиперфункции, в лактирующей молочной железе, в матке при беременности и в течение менструального цикла и т.п. Оно увеличено также вблизи и внутри очагов хронического воспаления, в опухолях и по периферии заживающих ран. Механизмами локального нарастания содержания тучных клеток могут служить их миграция, обусловленная хемо-аттрактантами, усиленная дифференцировка из местных предшественников и, возможно, митотическое деление.
В тканях тучные клетки устанавливают многочисленные адгезивные контакты с фибробластами, эндотелиальными клетками мелких сосудов, коллагеновыми и нервными волокнами, молекулами фибронектина, ламинина и другими компонентами межклеточного вещества. Эти взаимодействия оказывают регуляторные влияния как на состояние самих тучных клеток (способствует их дифференцировке из предшественников, облегчают их миграцию, распластывание, секреторную реакцию), так и на клетки других типов.
Строение тучных клеток. Тучные клетки имеют удлиненную или округлую форму, неровную поверхность с многочисленными тонкими отростками и выростами. Они в 1.5-2 раза крупнее базофилов (диаметр 20-30 мкм).
Ядро тучных клеток - сравнительно небольшое, несегментированное, овальное или округлое, с умеренным содержанием гетерохроматина. На светооптическом уровне оно часто прослеживается с трудом, так как маскируется гранулами, содержащимися в цитоплазме.
Цитоплазма тучных клеток содержит умеренно развитые органеллы, элементы цитоскелета, липидные капли и гранулы (рис. 10-5).
- 296 -
Рис. 10-5. Ультраструктурная организация тучной клетки (1) и морфологическая вариабельность содержимого ее гранул (2). МВ - микроворсинки, КГ - комплекс Гольджи, ГР - гранулы: с плотным (ПЛ), крупнозернистым (КЗ), мелкозернистым, МЗ) гомогенным содержимым, с кристалловидной структурой (КР), с матриксом, содержащим структуры в виде "пергаментных свитков” (СВ), смешанного строения (СМ).
Гранулы тучных клеток сходны по строению и составу содержимого с гранулами базофилов, но не идентичны им. Они также окрашиваются метахроматически, но они мельче, чем в базофилах, более многочисленны и обладают более вариабельной формой и ультра структурой (даже в составе одной клетки). Встречаются гранулы с плотным, крупноили мелкозернистым гомогенным содержимым, с кристаллоидной структурой, с матриксом умеренной плотности, в который погружены более плотные структуры (иногда в форме "пергаментных свитков"). Последний вид гранул особенно характерен для тучных клеток слизистых оболочек. Нередко обнаруживаются гранулы смешанного строения (см. рис. 10-5).
Содержимое гранул тучных клеток: гепарин, гистамин, дофамин,
хемотаксические факторы эозинофилов и нейтрофилов, хондроитин-сульфаты, гиалуроновая кислота, гликонротеины и фосфолипиды. В составе основных белков гранул имеются нейтральные протеазы, кислые гидролазы, катепсин G.
Функциональная морфология тучных клеток в физиологических условиях. Феномен медленной дегрануляции тучных клеток человека (длящейся сутками), как и аналогичная реакция базо-
- 297 -
филов (см. главу 7), установлен лишь в последние годы. Ее структурным механизмом служит микровезикулярный транспорт содержимого специфических гранул к плазмолемме. Малые дозы биологически активных веществ, выделяющиеся при медленной секреции, обусловливают локальные физиологические регуляторные реакции, направленные на поддержание гомеостаза (преимущественно на изменения тонуса и проницаемости сосудов, а, следовательно, активности трофики тканей и водно-солевого баланса).
Структурно-функциональные различия тучных клеток. Популяция тучных клеток образована элементами, которые обладают неодинаковыми морфофункциональными свойствами и могут качественно и количественно различаться даже в пределах одного органа. Высказывают предположение о том, что отдельные субпопуляции тучных клеток выполняют в организме неодинаковые функции.
Типы тучных клеток различают на основании особенностей окраски и содержания медиаторов в их гранулах, ультраструктуры, количества рецепторов на плазмолемме (и, следовательно, чувствительности к действию различных угнетающих и стимулирующих факторов), активности ряда ферментов. Описаны клетки двух основных типов:
(1)тучные клетки соединительной ткани (находятся преимущественно в составе дермы и стромы различных органов);
(2)тучные клетки слизистых оболочек (преобладают в собственной пластинке слизистых оболочек).
Дифференцировка предшественников тучных клеток в тот или иной тип зрелых клеток определяется, как предполагают, факторами микроокружения и влиянием цитокинов.
Участие тучных клеток в развитии аллергических реакций, как и базофильных гранулоцитов (см. главу 7 и рис. 7-10), включает.
(1)связывание IgE с высокоаффинными рецепторами на их плазмолемме;
(2)взаимодействие мембранного IgE с аллергеном;
(3)активацию и дегрануляцию тучных клеток с выделением содержащихся в их гранулах веществ и продукцией ряда новых. Дегрануляция может опосредоваться также рецепторами комплемента или вызываться белками нейтрофилов, протеин азами, нейропептидами (вещество Р, соматостатин), лимфокинами.
Активация тучных клеток индуцирует синтез и выделение ими эйкозаноидов - производных ненасыщенных жирных кислот (проста-
- 298 -
гландинов, тромбоксана, простапиклина и лейкотриенов), играющих важную роль в сосудистых реакциях, сокращении гладких мышц внутренних органов и привлечении нейтрофилов. Продуцируемый ими ФАТ (фактор, активирующий тромбоциты), вызывает гиперреактивность бронхов, усиливает сосудистую проницаемость, отек и инфильтрацию ткани тучными клетками и эозинофилами.
Выработка цитокинов тучными клетками. Тучные клетки продуцируют разнообразные мультифункциональные цитокины (ФНОα, ИЛ-1, -2, -3, -4, -5, -6, ГМ-КСФ и др.), которые накапливаются в их гранулах или вновь синтезируются при активации. Эти вещества оказывают действие на многие типы клеток, участвующих в различных процессах, в частности, в так называемых реакциях поздней фазы - длительной иммунной стимуляции, развивающейся спустя несколько часов после контакта с аллергеном (см. ниже).
Анафилактическая дегрануляция тучных клеток человека протекает в течение нескольких минут. Она начинается с набухания гранул, содержимое которых частично растворяется и становится менее плотными, в дальнейшем гранулы сливаются в извитые цепочки. Последние превращаются во внутрицитоплазматические каналы, содержащие материал гранул. Мембрана каналов (или реже отдельных набухших гранул) сливается с плазмолеммой, обеспечивая выделение их содержимого за пределы клетки. Множественные устья каналов расширяются, что сопровождается образованием многочисленных складок и выпячиваний плазмолеммы. Восстановление исходных морфологических особенностей тучных клеток после дегрануляции (регрануляция) занимает более 24-48 ч.
Результатом анафилактической дегрануляции тучных клеток, как и базофилов, служат разнообразные реакции, связанные со спазмом гладких мышц, расширением сосудов, повышением их проницаемости, повреждением тканей (например, эпителия бронхов, кишки). Выделение различных ферментов (протеаз, карбоксипептидаз и др.) обусловливает переваривание компонентов межклеточного вещества с образованием веществ, обладающих хемотаксическим действием на гранулоциты, макрофаги и фибробласты.
Клинические проявления массивной дегрануляции тучных клеток зависят от распространенности и преимущественной тканевой и органной локализации этой реакции. Они включают бронхоспазм, острый ринит, отеки, кожный зуд, понос, падение кровяного давления вплоть до анафилактического шока и смерти.
- 299 -
Участие тучных клеток в реакциях поздней фазы (длительной иммунной стимуляции). Разнообразные биологически активные вещества, выделенные тучными клетками, привлекают базофилы, эозинофилы, нейтрофилы, макрофага, а также другие клетки и облегчают их миграцию из кровеносных сосудов в ткани, усиливая их адгезию к эндотелию. Выселившиеся клетки секретируют ряд собственных медиаторов, которые могут привлекать новые клетки, поддерживая или усугубляя повреждение тканей. Вместе с тем, некоторые из продуцируемых тучными клетками веществ способствуют течению репаративных процессов, в частности, стимулируют выработку межклеточного вещества фибробластами и ангиогенез.
Вещества, угнетающие дегрануляцию тучных клеток, (с различным механизмом фармакологического действия) нашли широкое клиническое применение в качестве средств профилактики и лечения аллергических заболеваний.
Плазматические клетки (плазмоциты)
Плазматические клетки (плазмоциты) и их предшественники В-
лимфоциты, находящиеся на различных этапах преобразования в плазмоциты - в небольших количествах постоянно содержатся в различных участках рыхлой волокнистой соединительной ткани (см. рис. 10-1). Они особенно многочисленны в соединительной ткани серозных оболочек, собственной пластинки различных слизистых оболочек, а также вокруг концевых отделов и выводных протоков экзокринных желез. Эти клетки имеют мелкие размеры, располагаются поодиночке или группами и обладают высокой синтетической и секреторной активностью, вырабатывая и выделяя антитела (иммуноглобулины) и обеспечивая тем самым гуморальный иммунитет. Характерные морфологические и функциональные признаки плазмоцитов описаны в главе 8.
Лейкоциты
Лейкоциты (гранулоциты и агранулоциты) являются нормальными клеточными компонентами рыхлой волокнистой соединительной ткани, в (или через) которую они мигрируют для выполнения своих функций после выхода из кровеносного русла (см. главу 7). Лимфоциты, в отличие от других видов лейкоцитов, способны из соединительной ткани через оттекающую лимфу вновь попадать в кровь (осуществлять рециркуляцию, см. главу 8).
- 300 -