ИММУНОМОРФОЛОГИЯ
Описание
Иммуноморфология (иммунология + морфология) — раздел иммунологии, изучающий морфологические проявления иммунологических процессов в организме. Морфология иммуногенеза в широком понимании охватывает морфофункциональную характеристику центральных и периферических органов иммунной системы, синтез антител различных классов и типов, иммунологическую память и иммунологическую толерантность. Иммунологические реакции, совершающиеся в сенсибилизированном организме, представлены различными типами гиперчувствительности (тканевой аллергии), а также проявлениями трансплантационного иммунитета. Иммуноморфология изучает иммунопатологические процессы, протекающие в клетках и тканях, решает задачи не только иммунологии, но и иммунопатологии (см.), являясь составной частью патологической анатомии.
Родоначальником Иммуноморфологии можно считать И. И. Мечникова, установившего в 1901 г. участие лейкоцитов и макрофагов в иммунологических реакциях организма. В течение длительного времени в иммунологии господствовала теория образования антител в ретикулоэндотелиальной (макрофагальной) системе, основанная на наблюдениях В. К. Высоковича, обнаружившего накопление антигенных субстанций при внутривенном их введении в клетках ретикулоэндотелиальной системы (печень, селезенка, костный мозг, лимф. узлы). Многочисленные наблюдения над особенностями образования антител при различных экспериментальных воздействиях на ретикулоэндотелиальную систему получили противоречивую интерпретацию. Наблюдения над морфол, сдвигами в лимфоидной ткани при антигенной стимуляции позволили выдвинуть концепцию образования антител лимфоцитами. Было показано, что после подкожного введения антигена в крови, оттекающей от регионарных лимфатических узлов, резко увеличивается количество лимфоцитов, а в лимфе — содержание антител. Однако эксперименты с различными воздействиями на лимфоидную ткань и параллельным изучением образования антител роль лимфоцитов как продуцентов антител не подтвердили. Вместе с тем была доказана причастность плазматических клеток (см.) к образованию антител. Фагреус (A. Fagraeus) в 1948 г. одна из первых показала, что существует прямая связь пролиферации плазматических клеток в селезенке и лимф, узлах с гиперглобулинемией и увеличением титра антител, причем максимальный титр антител совпадал с максимальной плазматизацией пульпы селезенки и накоплением в плазматических клетках рибонуклеопротеидов. В дальнейшем образование антител клетками плазмоцитарной ряда нашло подтверждение в многочисленных исследованиях с использованием методов электрофореза и седиментации, гистохимии, ауторадиографии и электронной микроскопии.
Успехом иммунологии, в частности И., явилось доказательство существования у человека центральных и периферических органов лимфоидной (иммунокомпетентной) ткани и связанных с ними Т- и В-системы иммунитета (см. иммунитета (см.). С T-лимфоцитами связаны реакции клеточного иммунитета — реакции гиперчувствительности замедленного типа, трансплантационного, противоопухолевого иммунитета, некоторые реакции противомикробного иммунитета, с B-лимфоцитами - реакции гуморального иммунитета (реакции гиперчувствительности немедленного типа, противомикробного иммунитета с продукцией антител).
Большое значение в иммунол, реакциях придают макрофагам (см.), источником которых служит стволовая клетка костного мозга. Доказано участие макрофагов в афферентном звене иммунной реакции при выработке гуморальных антител. Макрофаги регионарных лимф, узлов захватывают попавший в организм антиген, «переваривают» его с помощью лизосомных ферментов, что ведет к высвобождению антигенных детерминант, а затем передают информацию об антигене T-лимфоциту-хелперу (англ. helper помощник).
Если макрофаг полностью переваривает антиген, то иммунная реакция не развивается. После образования антител макрофаг включается в эфферентное звено иммунной реакции: на его поверхности адсорбируются цитофильные антитела, при помощи которых осуществляется специфическое взаимодействие макрофага с антигеном, т. е. иммунный фагоцитоз как составная часть клеточного иммунитета. Полагают, что транспорт цитофильных антител и передачу их макрофагам осуществляют лимфоциты. Наряду с цитофильными антителами в иммунном фагоцитозе участвует и комплемент, причем макрофаги способны синтезировать его фракции. Таким образом макрофаг и Т-лимфоцит-хелпер могут рассматриваться как морфол. субстрат, связующий реакции гуморального и клеточного иммунитета.
Задачей и содержанием иммуноморфол. исследования являются иммунол. реакция, ее компоненты, вовлекаемые тканевые и клеточные структуры, характеристика возникающего повреждения. При выполнении этой задачи обязательно сопоставление данных морфол, и иммунол. (функционального) исследований: морфол, изменения в очаге иммунной реакции, т. е. локализации ее компонентов (антиген, антитело, комплемент), оцениваются параллельно с иммунол, (уровень антител и антигенов в крови, моче, лимфе) и морфол. показателями состояния лимфоидной ткани.
В И. применяют методы иммуногистохимии в различных модификациях с использованием сочетаний люминесцирующих антител или антигенов с радиоактивными метками и так наз. контрастирующими маркерами, с привлечением количественной оценки специфической люминесценции (микрофлюориметрия); световую, поляризационную, электронную микроскопию в сочетании с гистохимическими реакциями; иммунологический метод выявления антигенов, антител, комплемента в тканях и жидкостях организма. Ведущее место среди них занимает иммуногистохим. метод, служащий не только для обнаружения иммунных комплексов, но и для их «расшифровки» — идентификации антигена, антитела, комплемента. С помощью иммуноморфологических методов изучены: иммуногенез, изменения тимуса, возникающие при нарушениях иммуногенеза, местные аллергические реакции.
Иммуногенез, т. е. механизм становления и развития иммунных реакций, имеет характерное морфол, выражение. В гуморальной иммунной реакции различают афферентное, центральное и эфферентное звенья. Афферентное звено включает все этапы от попадания в организм антигена до передачи информации о нем лимфоидной ткани. Попавший в организм антиген подвергается фагоцитозу клетками крови и ретикулоэндотелиальной системы.
Однако основная роль в иммунном фагоцитозе принадлежит макрофагам. Лишь после пассажа антигена через макрофаг высвобождаются его детерминанты, которые опознаются Т-лимфоцитами-хелперами, информация об антигене передается клеткам костного мозга, а затем лимфоидной ткани. Центральное звено гуморальной иммунной реакции осуществляет передачу рециркулирующим лимфоцитом информации об антигене тимусу, «запоминание» тимусом этой информации и сообщение о ней B-лимфоцитам лимфоидной ткани. Многое в этом звене иммуногенеза гипотетично, однако установлено, что посредником между антигеном и B-лимфоцитом является тот же рециркулирующий лимфоцит. Эфферентное звено — звено пролиферации иммунокомпетентных клеток B-зависимой лимфоидной ткани, в которых происходит гиперплазия гранулярной эндоплазматической сети, в связи с чем они становятся повышенно пиронинофильными (пиронинофильные клетки). Эти клетки превращаются в иммунобласты (родоначальники клеток, способных к продукции иммуноглобулинов), а затем плазмобласты и плазматические клетки; происходит плазматизация лимфоидной ткани. На высоте плазматизации лимфоидной ткани отмечается самое высокое содержание антител в сыворотке крови. Перечисленные процессы направлены на образование специфических антител, способных связывать антиген и образовывать иммунные комплексы, которые элиминируются.
При антигенной стимуляции антитела и иммунные комплексы циркулируют в избытке антигена и связывают комплемент. Такие иммунные комплексы оказывают повреждающее действие на клетки и ткани, возникает воспаление (см.) на иммунной основе.
Клеточная иммунная реакция также состоит из трех фаз. В первую фазу контакт лимфоцитов с антигеном, который локализуется в коже, слизистых оболочках, внутренних органах, ведет к сенсибилизации Т-лимфоцитов — появляются так наз. сенсибилизированные лимфоциты, которые передают информацию об антигене лимфоидной ткани. Во вторую фазу происходит пролиферация и бластная трансформация клеток T-зависимых зон лимфоидной ткани. Образующиеся при этом клеточные формы отличаются от плазмобластов ультраструктурно и гистоэнзиматически, они не способны вырабатывать антитела. Третья фаза — реакция сенсибилизированного лимфоцита с антигеном. В этой реакции T-лимфоцит-хелпер осуществляет свое цитопатическое (гистопатическое) действие на антиген — так наз. клетку-мишень. В реакции с антигеном, помимо лимфоцита, участвуют и макрофаги, осуществляющие иммунный фагоцитоз, причем между лимфоцитами и макрофагами возникают тесные контакты, появляются цитоплазматические мостики. Клеточная иммунная реакция направлена на разрушение антигена сенсибилизированным лимфоцитом с помощью макрофага. При антигенной стимуляции эта реакция завершается повреждением клеток и тканей, развитием воспаления на иммунной основе.
Изменения периферической лимфоидной ткани, возникающие в ответ на антигенную стимуляцию, представлены макрофагальной реакцией, гиперплазией ретикулярных клеток и лимфоцитов с последующей плазмоцитарной их трансформацией. Эти изменения дополняются повышением проницаемости микрососудов, отеком интерстиция и накоплением в нем белково-полисахаридных PAS-положительных веществ (тканевой диспротеиноз). Степень макрофагально-плазмоцитарной трансформации лимфоидной ткани отражает напряженность иммуногенеза и прежде всего уровень выработки антител — иммуноглобулинов — клетками плазмоцитарной ряда.
Морфол, изменения, возникающие при антигенной стимуляции, в значительной степени выражены в лимф, узлах, особенно находящихся в непосредственной близости к месту поступления антигена, и селезенке. В лимф, узлах, которые увеличиваются, становятся полнокровными и отечными, в кортикальной зоне, в светлых центрах фолликулов и мозговом слое появляется большое количество плазмобластов и плазматических клеток, вытесняющих лимфоциты. Отмечается пролиферация и десквамация клеток синусов, образование большого количества макрофагов и белково-полисахаридных веществ в строме (цветн. рис. 1—3). Селезенка увеличивается, выглядит полнокровной и сочной, большие фолликулы ее хорошо видны на разрезе. Отмечается ретикулярная гиперплазия и плазматизация красной пульпы и особенно фолликулов селезенки, периферическая зона которых сплошь состоит из плазмобластов и плазматических клеток. В красной пульпе наряду с плазмобластами много макрофагов (цветн. рис. 4 и 5). Если в ответ на антигенную стимуляцию развиваются преимущественно клеточные иммунные реакции, то в лимф, узлах и селезенке пролиферируют в основном сенсибилизированные лимфоциты, а не плазмобласты и плазматические клетки. При этом происходит расширение T-зависимых зон.
Те же изменения в виде ретикулярной гиперплазии и макрофагально-плазмоцитарной трансформации, а в ряде случаев и миелоидной метаплазии обнаруживаются в костном мозге, портальных трактах и синусоидах печени, в альвеолярных перегородках, периваскулярной и перибронхиальной ткани легких, в интерстиции почек, поджелудочной железы, кишечника, в межмышечных прослойках, жировой ткани (цветн. рис. 6).
Изменения вилочковой железы, возникающие при нарушениях иммуногенеза, в одних случаях являются следствием, в других — причиной нарушения иммунол. гомеостаза. При акцидентальной инволюции вилочковой железы, встречающейся у детей при многих заболеваниях, происходит быстрое уменьшение ее веса и объема в связи с прогрессирующим распадом лимфоцитов и фагоцитозом их макрофагами. Гибель лимфоцитов ведет к коллапсу ретикулоэпителия железы. В далеко зашедших случаях наступает атрофия вилочковой железы. О роли акцидентальной инволюции в нарушениях иммунол, гомеостаза нет единого мнения. Вероятнее всего повреждение вилочковой железы наступает вторично в связи с массивной и длительной антигенной стимуляцией. Чем длительнее и тяжелее течет заболевание, тем больше выражена акцидентальная инволюция вилочковой железы. Гиперплазия ее нередко сочетается с гиперплазией лимфоидной ткани, гипоплазией надпочечников и половых желез, ожирением, уменьшением поперечника аорты и артерий, что характеризует status thymicolymphaticus (см.). При этом нарушении процессы иммуногенеза в связи с дисфункцией вилочковой железы, и этим в значительной мере объясняется чрезвычайная чувствительность людей со status thymicolymphaticus к антигенной стимуляции (иммунизация, инфекционное заболевание), хирургическим вмешательствам, наркозу, медикаментозным препаратам, внезапная смерть в результате незначительных воздействий. В связи с гипоплазией вилочковой железы у детей развивается ряд наследственных иммунодефицитных заболеваний и синдромов, причем гипоплазия вилочковой железы нередко сочетается с гипоплазией периферической лимфоидной ткани, с патологией нервной, эндокринной и сосудистой систем, а также мезенхимальными злокачественными опухолями.
Местные аллергические реакции, т. е. местные повреждения органов и тканей, где разыгрывается иммунопатол. процесс, могут быть представлены реакциями гиперчувствительности немедленного и замедленного типа (см. Артюса феномен). В патологии человека ГНТ составляет сущность многих аллергических заболеваний и процессов, протекая с преобладанием альтеративных или сосудисто-экссудативных изменений. Проявления ГНТ с преобладанием альтерации постоянны при туберкулезе (казеозный некроз), сифилисе, они лежат в основе сосудистых изменений (фибриноидный некроз) при системной красной волчанке, гломерулонефрите, узелковом периартериите и др. (цветн. рис. 7—10). Сосудисто-экссудативные проявления ГНТ ярко представлены при бронхиальной астме, сывороточной болезни, крапивнице, отеке Квинке, сенной лихорадке, крупозной пневмонии; к ним должны быть отнесены васкулиты, полисерозиты, артриты при ревматизме, туберкулезе, бруцеллезе и др.
Реакция гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ) связана с механизмами клеточного иммунитета. Она может быть индуцирована бактериальным или небактериальным антигеном, ауто- или гомологичным иммунным комплексом, содержащим структурный антиген ткани. В этой реакции участвует два вида клеток — сенсибилизированные лимфоциты и макрофаги, поэтому лимфогистиоцитарная и Макрофагальная инфильтрация в очаге иммунного конфликта являются основным морфол, выражением ГЗТ. Доказательством роли Т-лимфоцитов в ГЗТ является тот факт, что у тимэктомированных в период новорожденности животных ГЗТ не развивается, и трансплантат не отторгается. С помощью сенсибилизированных лимфоцитов возможна передача ГЗТ.
Механизм действия Т-лимфоцитов-хелперов на клетку-мишень (антиген) в значительной мере гипотетичен. Вероятнее всего он связан с активацией лизосомальных ферментов лимфоцита, а возможно, и клетки-мишени. Макрофаги вступают в специфическую реакцию с антигеном при помощи медиаторов клеточного иммунитета и цитофильных антител. При этом между лимфоцитами и макрофагами появляются контакты в виде цитоплазматических мостиков, которые, видимо, служат для обмена информацией об антигене между клетками. Возможно, лимфоцит стимулирует иммунный фагоцитоз макрофага. Не исключено, что макрофаг передает информацию лимфоциту об антигене. В ГЗТ несомненна роль гуморальных факторов — медиаторов ГЗТ. К клин.-морфол. проявлениям ГЗТ относят реакцию туберкулинового типа в коже в ответ на введение антигена, контактный дерматит (контактную аллергию). ГЗТ имеет место при аутоиммунных болезнях, реакции отторжения трансплантата, хрон, воспалении, особенно специфическом — туберкулезе, бруцеллезе, туляремии (цветн. рис. 11 и 12). Однако воспаление в виде лимфогистиоцитарной и макрофагальной инфильтрации ткани в сочетании с сосудисто-плазморрагическими и паренхиматозно-дистрофическими процессами может считаться развивающимся на иммунной основе, т. е. отражающим ГЗТ лишь при наличии доказательств причастности клеток инфильтрата к сенсибилизированным лимфоцитам (см. Аллергия).
Реакции ГНТ и ГЗТ нередко сочетаются или сменяют друг друга, отражая динамику иммунопатологического процесса. Такая смена реакций прослеживается, напр., при раневом процессе.
Вероятно, местные аллергические реакции лежат в основе многих заболеваний инфекционной, аллергической и аутоиммунной природы. Поэтому иммуноморфология местных аллергических реакций составляет морфологическую основу клинической иммунопатологии (см.).
Библиография: Авербах М. М., Гергерт В. П. и Литвинов В. И. Повышенная чувствительность замедленного типа и инфекционный процесс, М., 1974, библиогр.; Агеев А. К. T- и В-лимфоциты, Распределение в организме, функционально-морфологическая характеристика и значение, Арх. патол., т. 38, № 12, с. 3, 1976; Воспаление, иммунитет и гиперчувствительность, под ред. Г. 3. Мовэта, пер. с англ., М., 1975; Лопухин Ю.М.,Петров Р.В. и Ковальчук Л. В. Первичные иммунодефицитные заболевания человека, Арх. патол, т. 39, № 6, с. 3, 1977, библиогр.; Мечников И. И. Избранные произведения, М., 1956, библиогр.; Рапопорт Я. Л. Морфологические основы иммуногенеза (иммуноморфология), Арх. патол., т. 19, № 2, с. 3, 1957, библиогр.; Сeров В. В. и Зубжицкий Ю. Н. Принципы и возможности морфологического изучения иммунопатологических процессов, там же, т. 33, № 9, с. 3, 1971, библиогр.; Серов В. В. и Кактурский Л. В. Гиперчувствительность замедленного типа, там же, т. 35, № 6, с. 3, 1973, библиогр.; T и В системы иммунитета. Итоги науки и техники, под ред. Р. В. Петрова, сер. общ. вопр, патол., т. 4,М.,1976; Fudenberg Н.Н. и др. Первичная иммунологическая недостаточность, Бюлл. ВОЗ, т. 45, № 1, с. 123, 1972, библиогр.; Glуnn L. E. а. Holborow E. J. Autoimmunity and disease, Oxford, 1965; Immunreaktionen, Handb, allg. Path., hrsg. Y. F. Biichner, Bd 7, T. 3, B., 1970; Mediators of inflammation, ed. by G. Weissmann, N. Y., 1974, bibliogr.; Pearsall N. N. a. Weiser R. S. The macrophage, Philadelphia, 1970, bibliogr.; Steffen G. Allgemeine und experimentelle Immunologie und Immun-pathologie, Stuttgart* 1968, Bibliogr.
B. B. Серов.