Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 9
1.1. Филогенез иммунной системы 9
1.1.1. Беспозвоночные 9
1.1.2. Круглоротые и рыбы 11
1.1.3. Амфибии и рептилии 14
1.1.4. Птицы 20
1.1.5. Млекопитающие 23
1.2. Эволюция гуморальных факторов иммунитета 27
2. Материал и методика исследования 34
2.1. Материал исследования 34
2.2. Методика исследования 38
3. Результаты собственных исследований 45
3.1. Структурная организация центральных органов иммунной системы птиц и млекопитающих 45
3.1.1.Тимус 45
3.1.2. Клоакальная сумка 57
3.2. Структурная организация периферических органов иммунной системы птиц и млекопитающих 67
3.2.1. Железа третьего века 67
3.2.2. Небные миндалины 78
3.2.3. Лимфоидные бляшки 86
3.2.4. Лимфоидный дивертикул 99
3.2.5. Аппендикс 111
3.2.6. Селезенка 119
3.2.7. Лимфатические узлы 129
3.3. Сравнительная характеристика гуморальных факторов иммунитета птиц и млекопитающих 142
4. Обсуждение результатов исследования 147
4.1. Возможные пути эволюции органов иммунной системы 147
4.2. Общие принципы топографии и структурной организации иммунной системы птиц и млекопитающих 161
4.3. Особенности морфологии иммунной системы птиц 166
4.4. Особенности морфологии иммунной системы млекопитающих 171
Выводы 176
Практические предложения по рациональному использованию полученных результатов 181
Список использованной литературы 182
Приложения 212
- Беспозвоночные
- Эволюция гуморальных факторов иммунитета
- Структурная организация периферических органов иммунной системы птиц и млекопитающих
- Общие принципы топографии и структурной организации иммунной системы птиц и млекопитающих
Введение к работе
Актуальность проблемы. Современный уровень развития иммунологии и быстрое накопление экспериментального материала в данной области настоятельно диктуют необходимость его осмысления и подтверждения с позиции фундаментальных биологических дисциплин - сравнительной анатомии, гистологии, физиологии..., так как в конечном счете функциональная активность всех компонентов иммунной системы зависит от ее структурной организации. Особенно актуально это в связи с иммунодефицитными болезнями, поражающими, в первую очередь, молодых животных (Притулин, Калмыкова, 1989; Roit, 1991; Ноздрин, 1996; Петров и соавт., 1997).
Иммунная система, сформировавшаяся на основе системы кроветворения, «впитала в себя все достижения» эволюции многоклеточных организмов и составила наряду с метаболической, эндокринной, условно-рефлекторной четвертую форму отражения живой материи и четвертую регулирующую систему позвоночных (Сыкало, 1981; Хрусталева, 1995; Абрамов, 1999). Она представлена органами, которые обеспечивают защиту организма от генетически чужеродных клеток или структур (Friemel, Brock, 1986; Соколов, 1992; Макаров, 1997). Однако их структурная организация, как правило, рассматривается в составе других систем организма, поэтому тимус относят к железам внутренней секреции; миндалины, лимфоидные бляшки, дивертикул, аппендикс - к пищеварительной системе; железу третьего века - к вспомогательным приспособлениям глаза; лимфатические узлы - к лимфатической системе...
Таким образом, все эти перечисленные органы не изучались как звенья единой защитной системы организма, которая «не только (обеспечивает) пропуск во внешний мир, но и гарантирует от внутренней измены» (Петров, 1987).
Вместе с тем в морфологии иммунной системы остаются нерешенными и дискуссионными целый ряд вопросов. Прежде всего это касается исторического и сравнительно-морфологического аспектов изучения данной системы, то есть тех направлений, которым незаслуженно уделяется мало внимания (Боголюбский, 1959; Гиляров, 1985).
. Известно, что эволюционная морфология, используя метод тройного параллелизма в сочетании с историческим и системным подходами, позволяет установить возможные пути эволюции органов и тканей животных, а так же дает возможность проследить их преобразования в филогенезе (Северцов, 1949; Шмальгаузен, 1968; Воробьева, 1986; Воронцов, 1999). Надо отметить, что имеющиеся исследования в отношении иммунной системы носят в основном фрагментарный, а нередко и противоречивый характер (Cooper, 1980; Галактионов, 1995; Сапин, Этинген, 1996).
Цель и задачи исследования.
Исходя из вышеизложенного мы поставили своей целью - определить возможные пути эволюции органов иммунной системы и выявить взаимосвязь между структурной организацией иммунной системы и гуморальными факторами иммунитета у птиц и млекопитающих.
Для достижения этой цели были определены следующие конкретные задачи :
1. Изучить морфофункциональные аспекты постнатального развития центральных и периферических органов иммунной системы у птиц различных отрядов, которые с точки зрения палеонтологической летописи прошли в своем развитии разные отрезки времени;
2. Изучить морфофункциональные аспекты постнатального развития центральных и периферических органов иммунной системы у млекопитающих различных отрядов, которые с точки зрения палеонтологической летописи прошли в своем развитии разные отрезки времени;
3. Установить общие принципы структурной организации иммунной системы птиц и млекопитающих;
4. Выявить морфологические особенности органов иммунной системы птиц в сравнении с органами иммунной системы млекопитающих.
Исследования выполнены в соответствии с планом НИР Российского Университета дружбы народов (номер государственной регистрации 4036110).
Научная новизна исследования. Впервые на большом фактическом материале проведено комплексное морфофункциональное исследование постнатального развития центральных и периферических органов иммунной системы птиц и млекопитающих. В результате исследования выявлены пути эволюции органов иммунной системы (сегрегация, дифференциация, трансформация и полимеризация), сформулированы общие принципы структурной организации иммунной системы птиц и млекопитающих (топографическая детерминация, сегментарность, возрастная периодизация паренхимы, аллометрия и инволюция), а также определены особенности их строения у исследуемых отрядов позвоночных животных.
Теоретическая значимость. Результаты исследований расширяют и дополняют сведения по эволюционной, сравнительной, возрастной и функциональной морфологии иммунной системы у представителей различных отрядов птиц и млекопитающих. Доказано, что структурная организация иммунной системы и уровень гуморальных факторов защиты связаны с палеонтологическим возрастом отряда данного животного. Впервые уточнен ряд спорных теоретических вопросов, касающихся морфологии железы третьего века, миндалин, лимфоидного дивертикула и аппендикса. Полученные сведения могут быть использованы при уточнении вопросов морфологии иммунных структур в условиях изменения среды обитания, а также для выработки критериев оценки отклонений от нормы при воздействии на организм различных экстремальных факторов.
Практическая ценность работы. На основании проведенных исследований разработаны «Методические рекомендации по технике вскрытия птиц и исследованию органов иммунной системы с использованием морфометрии», утвержденные Отделением ветеринарии ВАСХНИЛ (протокол №24 от 20 ноября 1985 года), для ветеринарных специалистов птицефабрик и лабораторий. Отдельные положения вошли в методические рекомендации «Оценка жизнеспособности клеточных кур-несушек породы белый леггорн по некоторым показателям возрастного и морфофункционального состояния скелета, костного мозга, периферической крови и внутренних органов для прогнозирования их продуктивности», утвержденные Московским областным управлением птицефабрик (протокол №5 от 25 мая 1987 года).
Полученные данные включены в цикл проблемных лекций «Лимфатическая система и ее связь с лимфоидными органами» (Москва: МВА, 1990); «Лимфатическая система. Органы кроветворения и иммунной системы» (Москва: МВА, 1995); «Структурная организация иммунной системы птиц и млекопитающих» (Москва: РУДН, 1999); «Филогенез иммунной системы» (Москва: РУДН, 2000).
Апробация работы. Материалы диссертации были доложены на Всесоюзной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения С.Н.Боголюбского (Москва, 1985); на Всесоюзной конференции молодых ученых сельского хозяйства (Москва, 1985); на X Всесоюзном съезде анатомов, гистологов и эмбриологов (Винница, 1986); на научных конференциях Московской ветеринарной академии (Москва, 1986, 1990, 1992); на III конгрессе Международной ассоциации морфологов (Тверь, 1996); на Международной конференции «Проблмы экологии в медицине» (Астрахань, 1996); на II Международной конференции «Актуальные проблемы ветеринарной медицины» (Москва, 1997); на Всероссийской конференции, посвященной 100-летию ветеринарной науки (Санкт-Петербург, 1998); на IV конгрессе Международной ассоциации морфологов (Нижний Новгород, 1998); на Международной конференции, посвященной 125-летию Казанской ветеринарной академии (Казань, 1998); на III Международной конференции ветеринарных морфологов (Улан-Удэ, 1998); на VII Международной конференции по проблемам ветеринарной медицины (Москва, 1999); на Всероссийском семинаре «Птицеводство России - проблемы и пути их решения» (Пенза, 1999); на Всероссийской конференции «Морфология в практической ветеринарии и медицине» (Оренбург, 1999); на Международной конференции, посвященной 80-летию Московской ветеринарной академии (Москва, 1999); на ежегодно проводимых научных конференциях Российского Университета дружбы народов (Москва, 1988-2000).
Основные положения, выносимые на защиту :
1. Возможные пути эволюции органов иммунной системы.
2. Общие принципы топографии и структурной организации иммунной системы птиц и млекопитающих.
3. Особенности морфологии иммунной системы птиц.
4. Особенности морфологии иммунной системы млекопитающих.
Беспозвоночные
Среди многоклеточных наиболее древним типом являются губки (Porifera), ископаемые остатки которых обнаруживаются в докембрийских отложениях (2,5 млрд лет назад). Эти первичные многоклеточные еще не образуют тканей, их клетки слабо дифференцированы и способны к взаимной трансформации. Но среди клеток мезоглеи у губок появляются крупные, подвижные клетки - блуждающие амебоциты, которые содержат в цитоплазме большое количество фагосом и лизосомальных структур, обладают большим пузырчатым ядром и хорошо развитыми ядрышками. Эти клетки очень лабильны и не имеют постоянной, строго очерченной формы. Предполагается, что данный клеточный тип является предшественником всех мезенхимных тканей (Van de Vyver, 1981; Заварзин, 1985).
В другом филуме многоклеточных - кишечнополостных (Coelenterata), предковые формы которых обнаруживаются в конце архейской эры (2 млрд лет назад), происходит объединение сходно дифференцированных клеток в ткани (экто- и эндодерму) и появление амебоцита-макрофага. Данные клетки, кроме пищеварения, принимают участие в трансплантационном иммунитете и претендуют на роль защитных клеточных элементов. Факт появления амебоцита-макрофага в филогенезе многоклеточных В.Н.Беклемишев (1964) рассматривал как важное событие, следствием которого явилось формирование тканей внутренней среды организма.
У более высокоорганизованных немертин (Nemertini), развитие которых происходит из трех зародышевых листков, в мезодерме обнаруживаются лимфоцитоподобные амебоциты. Согласно данным электронной микроскопии, эти клетки демонстрируют структурное сходство с незрелыми лимфоцитами позвоночных и имеют в цитоплазме значительное количество включений, в том числе лизосомальные частицы. Как показали экспериментальные исследования, лимфоцитоподобные амебоциты распознают чужеродные антигены, трасформируются в макрофагоподобные клеточные формы и осуществляют лизис чужеродной ткани (Langlet, Bierne, 1983).
Таким образом, на уровне кишечнополостных и немертин наблюдается определенная форма ароморфоза (Северцов, 1949, 1967), которая характеризуется появлением лимфоцитоподобного амебоцита и приводит в дальнейшем к формированию у беспозвоночных с полостью тела целой системы органов, объединяемых в настоящее время в лимфомиелоидный комплекс.
Согласно исследованиям J.M.Yoffey and F.C. Courtice (1970) он представляет собой систему органов и тканей паренхима которых содержит клетки мезенхим ального происхождения. Морфологическое единство лимфомиелоидного комплекса осуществляется сетью кровеносных и лимфатических сосудов. Комплекс включает в себя костный мозг, тимус, лимфатические узлы, лимфоидные структуры кишечника, селезенку и соединительную ткань. Среди органов и тканей комплекса имеются как «истинные» лимфоидные образования, в которых происходит только лимфопоэз (тимус, лимфатические узлы, лимфоидные структуры кишечника), так и «смешанные» образования, где регистрируется как лимфо-, так и миелопоэз (костный мозг, селезенка).
Элементы лимфомиелоидного комплекса в виде различного рода лимфоидных скоплений и узелков встречаются у кольчатых червей, членистоногих, моллюсков, иглокожих, оболочников.
Так прогресс иммунной системы на уровне кольчатых червей (Annelides), возникновение которых относят к протерозою (около 1 млрд лет назад), парные узелки, расположенные в целоме, и связаны с дорсальным кровеносным сосудом. В узелках отмечается лейкопоэз и встречается большое количество лимфоцитоподобных клеток (Cooper, Stein, 1981). Большинство ракообразных (членистоногие - Artropoda) обладают лимфомиелоидными образованиями, которые представляют собой скопление компактных узелков, расположенных вблизи глазной артерии (Bauchau, 1981). Представители моллюсков (Molluska) -головоногие - обладают лимфоэпителиальной железой, расположенной в орбите («Белое тельце»). По своему строению «белое тельце» напоминает органы иммунной системы позвоночных. Снаружи оно покрыто соединительнотканной оболочкой, под которой располагается мозговое вещество, представленное лимфоидными тяжами и синусоидами. Основу лимфоидных тяжей образует рыхлая соединительная ткань, пронизанная лейкопоэтическими клетками (Ваупе, 1980). Что же касается оболочников (Tunicata), то лимфоидные узелки встречаются у них в глотке и по ходу пищеварительного тракта (Wright, 1981).
Таким образом, на уровне беспозвоночных с полостью тела иммунная система обогащается важным эволюционным приобретением в виде сконцентрированных лимфомиелоидных образований, где локально происходят процессы лимфо-миелопоэза.
Эволюция гуморальных факторов иммунитета
В защите организма важную роль играют клеточные и гуморальные факторы иммунитета ( Butcher, Weissman, 1987; Mayr, 1993; Галактионов, 1997; Макаров, 1999), хотя, как подчеркивает Р.В.Петров (1987), совместное действие антител, нейтрофилов, лимфоцитов, а так же роль плазмоцитов в синтезе антител, стирает грань между ними. Согласно данным литературы к гуморальным факторам иммунитета относят лизоцим, комплемент, пропердин, естественные антитела и бактерицидную активность сыворотки крови, являющуюся суммарным выражением этих факторов (Friemel, Brock, 1986; Архангельский, 1991; Сошенко, 1995). Лизоцим является ферментом с мурамидазной активностью, которая проявляется в гидролизе бета-(1-4)-гликозидной связи полиаминосахаров клеточной оболочки преимущественно грамположительных бактерий. Абсорбируясь на субстрате - мукопептиде клеточной стенки, лизоцим расщепляет его с освобождением N-ацетилмурановой кислоты и N-ацетилгликозамина, что приводит к лизису микробной стенки. В комбинации с комплементом лизоцим может лизировать грамотрицательные бактерии, а в комбинации с секреторными иммуноглобулинами - формировать местный иммунитет (Емельяненко, 1987). Лизоцим синтезируется моноцитами, нейтрофилами и макрофагами, поэтому, как предполагают P.Quie et al. (1974) он может служить индикатором макрофагальной функции организма.
В филогенезе лизоцимоподобный фермент впервые определяется у кишечнополостных (Coelenterata), предковые формы которых обнаруживаются в конце архейской эры (2 млрд лет назад). Как показали исследования J.Philips (1963) в слизи анемоны Anthopleura elegantissima обнаруживается энзим, который по способности разрушать Micrococcus lysodeicticus напоминает лизоцим. У более организованных кольчатых червей (Armelides), моллюсков (Molluska), членистоногих (Artropoda) и иглокожих (Echinodermata) лизоцим обнаруживается в гемолимфе (Furuta et al., 1991; Нагорная и соавт., 1996). Согласно исследованиям С.Ваупе (1980) у двустворчатого моллюска источником лизоцима в гемолимфе являются специальные клетки - гемоциты. Эти клетки, захватывая бактерии, выделяют большое количество лизоцима в гемолимфу и обеспечивают гуморальную защиту организма. Как показали исследования A.Bozchkova and P.Tzenov (1995) уровень лизоцима в гемолимфе гусениц может достигать 12,5 мкг/мл. Что же касается иглокожих, то у них лизоцим определяется не только в крови, но и в целомической жидкости (Smith, Davidson, 1992). В ряду позвоночных, начиная с круглоротых, лизоцим обнаруживается у всех животных, отличаясь лишь разным количественным содержанием аминокислотных остатков (129-130-131) в структуре молекулы (Галактионов, 1995; Грошева, Есакова, 1996). У представителей класса птиц (Aves) содержание лизоцима в сыворотке крови может достигать у кур 8,2 мкг/мл, а у домашних уток - 5,8 мкг/мл (Сурков, 1978; Бессарабов и соавт., 1988; Мельникова, Кузнецов, 1989). Что же касается млекопитающих (Mammalia), то у них содержание лизоцима в сыворотке крови составляет у собак в среднем 16,5 мкг/мл, а у кроликов - 20,0 мкг/мл (Чернев, Бойчев, 1992; Mukezamfura et al., 1996; Карпенко, Тиханин, 1997).
Комплемент состоит из 9 компонентов глобулиновой природы (С1,С2,СЗ,С4,С5,С6,С7,С8,С9) и рассматривается как комплекс проэнзимов, требующих последовательной аісгивации, начиная с первого (классический путь активации), третьего или пятого компонентов (альтернативный путь активации). Активированный комплемент, взаимодействуя с комплексом антитела с антигеном, лизирует последний. Кроме цитолиза, комплемент принимает участие в фагоцитозе, конглютинации, иммунном сцеплении, распознавании лимфоцитами антигенов (Емельяненко, 1987; Сотиров и соавт., 1995). Белки комплемента синтезируются макрофагами, нейтрофилами, фибробластами и клетками печени (Mashima et al., 1991).
В филогенезе комплемент впервые обнаруживается у беспозвоночных с полостью тела (моллюсков, членистоногих и иглокожих), возникновение которых относят к протерозою (около 1 млрд лет назад). Согласно исследованиям E.Furuta et al. (1991) у морского ежа Strongylocentrotus в целомической жидкости обнаруживается термолабильный, зависящий от ионов кальция, фактор с комплементоподобными свойствами (CLS). Эти исследования подтверждаются данными N.Ratcliffe et al. (1982), которые обнаружили комплементоподобные системы у членистоногих (Galletia mellonella). Что же касается позвоночных, то у круглоротых и рыб отсутствуют ферменты классического пути : С1, С2 и С4. Альтернативный путь, таким
зо образом, древнєє классического. Это подтверждается тем, что фермент С1 может работать только в присутствии иммуноглобулинов, а они впервые появляются у круглоротых (Горышина, Чага, 1990). Начиная с амфибий, комплемент обнаруживается у всех животных, но в его составе могут отсутствовать отдельные компоненты (Полевщиков, 1996). Согласно данным W.Herbert (1974) у собак в системе комплемента отсутствует С2-компонент, поэтому у них комплемент не является литическим.
Пропердин - эуглобулин сыворотки крови, мигрирующий между бета- и гамма-2-глобулинами, запускает альтернативный путь активации комплемента при помощи сложной системы, включающей 6 факторов. Активаторами включения альтернативного пути являются иммуноглобилин класса А, эндотоксин, зимозан и другие полисахариды. Вместе с комплементом пропердин принимает участие в разрушении преимущественно грамотрицательных бактерий, нейтрализации и инактивации вирусов (Емельяненко и соавт., 1980).
В филогенезе пропердин в составе комплементоподобной системы впервые определяется у иглокожих (Echinodermata), предковые формы которых обнаруживаются 800 млн лет назад. Согласно исследованиям С.Ваупе et al.(1980) в целомической жидкости морского ежа выделяется пропердин, который запускает альтернативный путь активации комплемента. Определение содержания комплемента и пропердина сопряжено с методическими трудностями (Сотиров и соавт., 1995). Однако они способны адсорбироваться на полисахариде зимозане. По данным Л.Карпенко и В.Тиханина (1996,1997) комплекс белков, адсорбирующихся на зимозане, составляет у щенков 0,32 г/л, а у взрослых собак - 0,63 г/л.
Естественные антитела - глобулины со структурой, комплементарной детерминантным группам антигенов. Активность их связана с иммуноглобулинами трех классов : М, G и А. При этом IgM максимально взаимодействует с комплементом и играет большую роль в лизисе бактерий; IgG наиболее активен в реакциях нейтрализации токсинов, ферментов, вирусов; IgA обуславливает в секреторной форме местный иммунитет на слизистых оболочках глаз, пищеварительного, дыхательного, мочеполового трактов (Петров, 1987; Быкова, 1995; Furowicz, 1998). Иммуноглобулины играют ключевую роль в защите организма не только потому, что являются молекулами - эффекторами гуморального иммунитета, но и входят в структуру единиц распознавания чужеродных молекул, локализуясь на внешней стороне мембран лимфоидных и фагоцитирующих клеток, участвующих в формировании иммунитета (Емельяненко, 1987; Kuper et al.,1992; Макаров, 1999).
По общему мнению исследователей, занятых изучением эволюционных аспектов иммуногенеза, способность к синтезу иммуноглобулинов есть привилегия позвоночных животных (Cooper, 1980; Thaxton, Grisson, 1984; Горышина, Чага, 1990). Однако, есть интересные данные о наличии антителоподобных белков у иглокожих (Echinodermata), но пока не ясно имеется ли прямая филогенетическая связь между этими белками и иммуноглобулинами позвоночных животных (Галактионов, 1995).
Структурная организация периферических органов иммунной системы птиц и млекопитающих
Железа третьего века (Гардерова) - glandula palpebrae tertiae - входит в комплекс орбитальных желез глаза и является периферическим органом иммунной системы, но только у птиц, так как именно у них в паренхиме железы обнаруживаются лимфой дные узелки, связанные с образованием иммуноглобулинов (Albini et al., 1974).
Снаружи железа Гардера покрыта капсулой, которая представляет собой тонкую соединительнотканную оболочку. Относительная площадь, занимаемая ею на гистосрезах железы третьего века, в неонатальный период равняется у кур 19,0+2,9%, голубей - 10,4+1,0%, уток - 13,4+2,7% и достигает максимального значения в период морфофункциональной зрелости организма, составляя у кур 27,5+2,7%, голубей - 14,3+0,8% и уток - 20,5+2,1% (рис.20). От капсулы внутрь органа отходят трабекулы, разделяющие паренхиму железы на секреторные и лимфоидные отделы. Относительная площадь, занимаемая перегородками на гистосрезах железы третьего века, в период новорожденности равняется у кур 14,0+1,0%, голубей - 14,7+2,1%, уток - 13,3+2,5% и увеличивается почти в 1,5 раза к периоду морфофукциональной зрелости организма, составляя у кур 19,7+2,3%, голубей 22,6+1,6% и уток 20,4+5,5% (рис.21). Таким образом, с возрастом в железе третьего века отмечается постепенное увеличение относительных площадей, которые занимают на гистосрезах капсула и трабекулы.
Паренхима железы Гардера птиц состоит из секреторных отделов и лимфоидных структур. Секреторные отделы железы представляют собой полостные образования, стенка которых изнутри выстлана эпителиальными секреторными клетками. Относительная площадь, занимаемая секреторными отделами на гистосрезах железы третьего века, имеет максимальное значение в неонатальный период и составляет у кур 57,0+2,9%, голубей - 56,5+2,9% и уток 73,3+5,6% (рис.22). С возрастом относительная площадь, занимаемая секреторными отделами, постепенно уменьшается в результате развития лимфоидных структур и к периоду морфофункциональной зрелости организма равняется у кур 41,1+1,6%, голубей - 39,9+3,2% и уток 33,3+5,5%.
Динамика относительной площади, занимаемой секреторными отделами на гистосрезах железы третьего века. Основной функцией эпителиальных секреторных клеток является синтез липидов, что подтверждается гистохимическими исследованиями железы. Так при окраске гистосрезов железы третьего века Суданом Ш в нашей модификации выявляются нейтральные липиды, динамика которых отличается крайней вариабельностью. Сливаясь секреторные отделы, формируют протоки, которые в итоге собираются в один, открывающийся в коньюнктивальный мешок глаза. В стенках протоков встречаются бокаловидные клетки, поэтому общая секреция железы оказывается смешанной.
Лимфоидный отдел железы третьего века представлен диффузными скоплениями и лимфоидными узелками, которые располагаются в основном вокруг центрального протока. Согласно нашим данным, диффузные лимфоидные скопления обнаруживаются в паренхиме железы Гардера у птиц в первый месяц жизни и относительная площадь, занимаемая ими на гистосрезах, равняется у кур 15,8+2,6%, голубей - 11,7+0,5% и уток 13,6+1,8% (рис.23). Появление лимфоидных узелков в диффузных скоплениях происходит только к концу ювенального периода и достигает максимума к половому созреванию, составляя у кур -9,36+0,54%, голубей - 11,6+1,3% и уток -13,4+2,5% (рис.24). Согласно исследованиям A.Mansikka et al. (1989) наличие лимфоидных узелков в паренхиме железы третьего века связано с пролиферацией плазмоцитов, синтезирующих иммуноглобулины. Поэтому секрет железы Гардера у птиц выполняет защитную функцию, так как содержит антитела.
С возрастом в лимфоидных узелках железы третьего века обнаруживаются герминативные центры, в которых наблюдается активное деление лимфоидных клеток. На гистосрезах центры размножения обычно имеют округлую или овальную форму и состоят в основном из лимфобластов и больших лимфоцитов. Возникновение герминативных центров в лимфоидных узелках свидетельствует, с одной стороны, о влиянии на организм сильных
Как показали наши исследования, центры размножения в лимфоидных узелках появляются в паренхиме железы третьего века в период полового созревания, но только у гусеобразных (Anas domesticus) и составляют 3,5+0,5%. Относительная площадь, занимаемая ими, достигает максимального значения к периоду морфофункциональной зрелости организма и равняется у домашних уток 7,1+1,5% (рис.25).
Таким образом, для лимфоидного отдела железы третьего века птиц характерна определенная стадийность формирования : в неонатальный период появляются диффузные скопления, в ювенальный период - лимфоидные узелки, а в период полового созревания - у гусеобразных герминативные центры, которые достигают максимального развития к периоду морфофункциональной зрелости организма.
Если сопоставить относительные площади, занимаемые секреторным отделом и лимфоидными структурами в железе третьего века, то получается, что в неонатальный и ювенальный периоды это отношение примерно составляет как 4:1, в период полового созревания - как 2 : 1, а в период морфофункциональной зрелости организма - как 1 1. Эти данные подтверждаются гистохимическими исследованиями паренхимы железы Гардера на наличие гликопротеинов, которые являются специфическими компонентами иммуноглобулинов. Согласно нашим данным, нейтральные гликопротеины имеют наиболее интенсивное окрашивание в железе Гардера птиц в период морфофункциональной зрелости организма и составляют у кур 1,1 балла, голубей -1,3 балла и уток -1,7 балла.
Максимальных линейных размеров железа третьего века у птиц достигает к периоду полового созревания. Если у новорожденных суммарная площадь сагиттального сечения долей железы в этот период равняется у кур 0,03+0,004см2, голубей - 0,01+0,003см2, уток - 0,14+0,01см2, то к периоду полового созревания она увеличивается почти в 5-10 раз и достигает максимума, составляя у кур 0,64+0,03см2, голубей - 0,19+0,01см2 и уток 0,88+0,09см2.
Аналогичная динамика характерна и для абсолютной массы железы третьего века. К моменту рождения она равняется у кур 0,02+0,001 г, голубей -0,02+0,002г, уток - 0,05+0,005г и продолжает расти до полового созревания, возрастая у кур до 0,23+0,01г, голубей - до 0,09+0,004г и уток - до 0,36+0,01г (рис.26). Что же касается относительной массы железы третьего века, которая связывает в единое целое массу тела и абсолютную массу органа, то она имеет максимальное значение в неонатальный период и составляет у кур 0,04+0,002%, голубей - 0,11+0,01% и уток 0,12+0,02% (рис.27).
С возрастом абсолютная (относительная) масса и размеры железы третьего века уменьшаются и в геронтологический период ее абсолютная масса равняется у кур 0,13+0,03г, а относительная - 0,01+0,001%.
Параллельно с этим происходит уменьшение лимфоидных структур и разрастание соединительнотканных элементов, что говорит о ранней возрастной инволюции, столь очевидной для органов иммунной системы. Как показали наши исследования, в геронтологический период в паренхиме железы третьего века у кур обнаруживаются только диффузные лимфоидные скопления (21,4+3,5%), а так же соединительнотканные элементы (38,8+3,2%) и секреторные ячейки (36,3+2,1%).
Подводя итоги изучению структурной организации железы третьего века птиц, необходимо отметить, что она является не только орбитальной экзокринной железой, но и периферическим органом иммунной системы, который обеспечивает защиту слизистых оболочек глаза, носовой и ротовой полостей.
Общие принципы топографии и структурной организации иммунной системы птиц и млекопитающих
Птицы и млекопитающие связаны не слишком близким родством - они давно обособились от рептилий (Cotylosaiiria) как независимые друг от друга ветви, но развиваются параллельными рядами (Шмальгаузен, 1968). Поэтому, в данном случае, мы вправе говорить о параллелизмах (от греч. parallelos-идущий рядом) в расположении и строении органов иммунной системы птиц и млекопитающих, которые проявляются в общих принципах их топографии и структурной организации.
1. Органы иммунной системы птиц и млекопитающих представляют собой анатомически рассеянную, но стратегически распределенную защитную сеть: центральные - располагаются в надежно защищенных местах (красный костный мозг, тимус, клоакальная сумка), а периферические - на границе организма с внешней средой (железа третьего века, миндалины, лимфойдные бляшки, дивертикул, аппендикс) и на путях циркуляции крови (селезенка) и лимфы (лимфатические узлы).
Красный костный мозг располагается в костномозговых полостях и ячейках губчатого вещества костей скелета, тимус - в грудной, а клоакальная сумка - в грудобрюшной полостях тела. Железа третьего века, находясь в глубине периорбиты, имеет проток, открывающийся непосредственно в коньюнктивальный мешок глаза. Миндалины, располагаясь в стенках начального отдела пищеварительной трубки и дыхательных путей, образуют так называемое «защитное кольцо». Лимфоидные бляшки, дивертикул и аппендикс, располагаясь по ходу кишечного тракта, имеют связь с его полостью. На пути тока крови из артериальной системы в систему воротной вены печени лежит селезенка, а на пути лимфы - многочисленные лимфатические узлы.
Аналогичная закономерность установлена М.Р.Сапиным (1987) для органов иммунной системы человека, которые располагаются в организме не беспорядочно, а в определенных, строго ограниченных местах.
2. Особенностью структуры периферических органов иммуногенеза, расположенных на границе организма с внешней средой, является наличие полостей и крипт, которые, открываясь в пищеварительную трубку (миндалины, лимфоидные бляшки, лимфоидный дивертикул, аппендикс) или коньюнктивальный мешок глаза (железа третьего века), создают условия для систематического и длительного контакта лимфоидных образований с микроорганизмами. Они являются как бы «датчиками», информирующими иммунную систему организма об антигенном многообразии окружающей микрофлоры.
Что же касается селезенки и лимфатических узлов, то в их структуре лимфоидные образования формируют муфты (периартериальные, эллипсоидные, лимфатические), проходя через которые кровь и лимфа фильтруется и очищается, согласно данным П.М.Трясучева (1983), M.Brozman (1985), G.Belz and T.Heath (1995), от генетически чужеродных структур и опухолевых клеток. 3. Паренхима органов иммуногенеза, представленная лимфоидными образованиями, дифференцируются в центральных органах в основном на кортикальный и медуллярный слои, а в периферических - на диффузные лимфоидные скопления, лимфоидные узелки и герминативные центры (Заварзин, 1985; Gray, 1991; Blaschke et al., 1995; Сапин, Этинген, 1996).
Согласно нашим данным, для паренхимы органов иммунной системы характерна определенная стадийность формирования: в неонатальный период она в основном представлена диффузными лимфоидными скоплениями; в ювенальный (молочный) период - в центральных органах максимально развит кортикальный слой, а в периферических формируются лимфоидные узелки; в период полового созревания - в центральных органах максимально развит медуллярный слой, а в периферических появляются центры размножения, которые достигают максимального развития к периоду морфофункциональной зрелости организма. Именно в этот период бактериальная активность сыворотки крови достигает максимальных значений и составляет у кур 64,4+2,3%, голубей - 52,2+2,1%, уток - 69,6+2,3%, крыс 48,8+2,3%, собак - 72,2+1,2% и кроликов - 73,1+1,6%.
4. Для органов иммунной системы характерна сегментарность строения (от лат. segmentum-отрезок), которая проявляется в упорядочении их внутренней организации и направлена на интенсификацию выполняемой ими функции.
В центральных органах сегментом (компартментом) являются : в тимусе -долька, а в клоакальной сумке - лимфоидная ячейка (фолликул). Что же касается периферических органов, то согласно данным A.Fioretti (1961) в миндалинах в виде структурной единицы можно выделить «криптолимфон», который состоит из участка эпителия крипты и взаимосвязанного с ним лимфоидного узелка с центром размножения. Аналогичные компартменты, согласно нашим данным, можно выделить в лимфоидных бляшках, дивертикуле и аппендиксе.
Как показали наши исследования, каждый компартмент вышеперечисленных органов включает в себя следующие элементы : а) просвет крипты; б) эпителиальный покров над 1 -2 лимфоидными узелками; в) диффузные лимфоидные скопления, окружающие лимфоидные узелки; г) лимфоидные узелки с центрами размножения и без них; д) радиальные соединительнотканные трабекулы, разделяющие паренхиму на сегменты.
Что же касается железы третьего века, то в состав ее сегментов, кроме лимфоидных элементов, входят так же и секреторные отделы, состоящие из нескольких железистых образований.
В лимфатических узлах количество сегментов зависит от числа приносящих лимфатических сосудов (Выренков и соавт., 1995), вокруг которых формируются лимфоидные муфты. Так, у гусеобразных (Anseriformes) лимфатические узлы состоят из одного компартмента, а у млекопитающих - из трех-шести. В отличие от лимфатических узлов, в селезенке количество ее сегментов зависит от числа пульпарных артерий, на которые распадается селезеночная артерия (Смирнова, Ягмуров, 1993). В каждом сегменте селезенки участок белой пульпы, находясь во взаимосвязи с ветвями пульпарной артерии, контролирует определенную часть кровотока.
5. Рост органов иммунной системы подчинен принципу аллометрии (от греч. alios- другой, иной и metron- мера), что проявляется в неравномерном росте органов иммунопоэза по отношению друг к другу. Центральные органы (тимус, клоакальная сумка) растут до полового созревания, а периферические (селезенка, лимфатические узлы...) в основном - до периода морфофункциональной зрелости организма.
6. Для органов иммунопоэза характерна ранняя возрастная инволюция (от лат. involutio-свертывание), т.е. обратное развитие, которое проявляется в замещении лимфоидной паренхимы жировой (липоматоз) и соединительной тканями (Пилипенко, 1975; Решетников, 1979; Стрельников, 1987; Majeed et al., 1991).
