Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Лимфоидная ткань, ассоциированная с кишечником
Подробности
СистемаЛимфатическая система
Идентификаторы
Акроним (ы)ГАЛТ
Анатомическая терминология

Связанная с кишечником лимфоидная ткань (GALT) [1] является компонентом лимфоидной ткани, связанной со слизистой оболочкой (MALT), которая работает в иммунной системе для защиты организма от вторжения в кишечник .

Благодаря своей физиологической функции при всасывании пищи поверхность слизистой оболочки тонкая и действует как проницаемый барьер для внутренней части тела. Точно так же его хрупкость и проницаемость создают уязвимость для инфекции, и, фактически, подавляющее большинство инфекционных агентов, проникающих в организм человека, используют этот путь. [2] Функциональное значение GALT для защиты организма зависит от его большой популяции плазматических клеток , которые являются продуцентами антител , количество которых превышает количество плазматических клеток в селезенке , лимфатических узлах и костном мозге вместе взятых. [3]GALT составляет около 70% веса иммунной системы; нарушение GALT может значительно повлиять на силу иммунной системы в целом. [4]

Структура [ править ]

Лимфоидная ткань, связанная с кишечником, проходит по всему кишечнику, занимая площадь примерно 260–300 м 2 . [5] Чтобы увеличить площадь поверхности для абсорбции, слизистая оболочка кишечника состоит из пальцевидных выступов ( ворсинок ), покрытых монослоем эпителиальных клеток , которые отделяют GALT от просвета кишечника и его содержимого. Эти эпителиальные клетки покрыты слоем гликокаликса на их просветной поверхности, чтобы защитить клетки от кислого pH.

Новые эпителиальные клетки , полученные из стволовых клеток , которые постоянно производятся на дне кишечных желез , регенерации эпителия (эпителиальные клетки время оборота менее чем за одну неделю). [2] [6] Хотя в этих криптах доминирующим типом клеток являются обычные энтероциты , также можно найти клетки Панета . Они расположены в нижней части крипт и выделяют ряд антибактериальных веществ, в том числе лизоцим, и, как считается, участвуют в борьбе с инфекциями.

Под ними находится нижележащий слой рыхлой соединительной ткани, называемый собственной пластинкой . Также существует лимфатическая циркуляция через ткань, соединенную с брыжеечными лимфатическими узлами .

И GALT, и мезентериальные лимфатические узлы являются местами, где запускается иммунный ответ из-за присутствия иммунных клеток через эпителиальные клетки и собственную пластинку .

GALT также включает в пейеровых бляшки по тонкой кишке , изолированные лимфоидные фолликулы присутствуют на протяжении кишечника и аппендикса в организме человека. [2]

Следующие примеры включают лимфоидные ткани, которые действуют как интерфейсы между иммунной системой и поступающими антигенами либо как пищевые антигены, либо как антигены патогенной или комменсальной микробиоты:

  • Миндалины Вальдейера
  • Небольшие лимфоидные агрегаты в пищеводе
  • С возрастом лимфоидная ткань накапливается в желудке.
  • Пейеровы бляшки в тонкой кишке
  • Диффузно распределенные лимфоидные клетки и плазматические клетки в собственной пластинке кишечника
  • Интраэпителиальные лимфоциты ( IEL ), вкрапленные в эпителиальный слой слизистых оболочек.
  • Лимфоидные агрегаты в аппендиксе и толстой кишке
  • Брыжеечные лимфатические узлы отводят лимфу, поступающую из ткани кишечника

GALT также можно разделить на две категории, учитывая структуру, из которой возникает функция. Там можно найти: 1.) организованный GALT, состоящий из фоликул, таких как бляшки Пейера, брыжеечные лимфатические узлы и даже более организованный аппендикс. Его основная функция - вызвать иммунную реакцию. 2.) диффузный GALT с отдельными T- и B-клетками, макрофагами, эозинофилами, базофилами и тучными клетками, преимущественно обнаруживаемыми в собственной пластинке. Эта часть GALT состоит из зрелых эффекторных клеток, готовых выполнять свои действия.

Патчи Пейера [ править ]

Основная статья: патч Пейера

Пластырь Пейера представляет собой совокупность лимфоидных клеток, проецируемых в просвет кишечника, который действует как очень важное место для инициации иммунного ответа. Он образует субэпителиальный купол, где находится большое количество фолликулов В-клеток с их зародышевыми центрами, участки Т-клеток между ними в меньшем количестве и дендритные клетки. В этой области субэпителиальный купол отделен от просвета кишечника слоем связанного с фолликулами эпителия . Он содержит обычные кишечные эпителиальные клетки и небольшое количество специализированных эпителиальных клеток, называемых микроскладчатыми клетками.(M клеток) между ними. В отличие от энтероцитов, эти М-клетки представляют собой складчатую просветную поверхность вместо микроворсинок, не секретируют пищеварительные ферменты или слизь и не имеют толстой поверхности гликокалиса, поэтому могут контактировать с микробиотой и антигенами, присутствующими в содержимом кишечника.

Функция [ править ]

Микросреды и ниши кишечника.

В нормальных условиях иммунная система всего организма нуждается в кишечном источнике антигенов для тренировки и регулирования развития различных иммунных клеток. Без такой стимуляции многие свойства иммунной системы не развиваются, как это показано на примере стерильных животных. Поскольку иммунные клетки находятся в постоянном контакте с бактериальными и пищевыми антигенами, первичный ответ устанавливается как толерогенный. Тем не менее, необходима надежная защита в случае, если патогены пересекают границу эпителия или производят вредные вещества, такие как бактериальные токсины. Такую хождение по острию ножа обеспечивают разные типы иммунных клеток:

В-лимфоциты [ править ]

В-клетки плазмы, расположенные в собственной пластинке, продуцируют высокие уровни специфических секреторных антител IgA . Эти IgA секретируются в просвет кишечника через эпителиальный слой в процессе трансцитоза. Первая эпителиальная клетка связывает димер IgA через полимерный рецептор Ig на базолатеральной стороне и транспортирует его в везикуле в просвет. Рецептор протеолитически расщепляется, и димер IgA высвобождается вместе с частью рецептора, называемой секреторным компонентом . Секреторный компонент защищает секретируемые антитела от пищеварительной среды в кишечнике. [7]

Высокий уровень секреторного IgA является результатом взаимодействия В-клеток и кишечных антигенпредставляющих дендритных клеток (DC) в сотрудничестве с фолликулярными Т-хелперами (Tfh) в зародышевых центрах (GC) пейеровских бляшек. [8] Существует два основных пути продукции IgA: 1) Т-клеточная зависимость, приводящая к sIgA с высокой аффинностью и специфичностью, и 2) Т-клеточная независимая генерация sIgA, которая использует дендритные клетки и их продукцию цитокинов BAFF и APRIL. Независимо продуцируемые Т-клетками sIgA имеют более низкое сродство и покрывают в основном комменсалы. [9] [10]Общие функции секреторных IgA заключаются в том, чтобы покрывать любые кишечные бактерии (комменсальные или патогенные), чтобы ухудшить их подвижность и предотвратить их длительные и прямые контакты с кишечным эпителием и кишечной иммунной системой хозяина. Это называется иммунным исключением. Секретированные IgA связываются с бактериальными токсинами и нейтрализуют их. [8] [9] [10]

Т-лимфоциты [ править ]

Наивные CD4 + Т-клетки дифференцируются в Treg или различные подмножества Т-хелперов (Th1, Th2, Th17 или Tfh). В ассоциированной с кишечником лимфоидной ткани процесс дифференциации происходит посредством презентации антигенов, полученных из кишечной микробиоты, антигенпредставляющими клетками, такими как дендритные клетки или М-клетки в пятнах Пейера. [8] Типичный процесс оральной толерантности к проглоченным пищевым антигенам можно описать как непрерывный отбор проб антигенов в просвете ДК и их последующую миграцию с последующим примированием наивных Т-клеток в брыжеечных лимфатических узлах, чтобы они стали иммуносупрессивными Т-клетками (Treg). [11]Полученные таким образом антигены обеспечивают толерантность к ним. Комменсальная микробиота также активирует иммунный ответ - таким образом, чтобы защитить кишечную ткань хозяина от повреждения реакциями иммунных клеток. Конечный результат популяций Т-клеток у здоровых людей отличается от спектра Т-лимфоцитов, возникших в результате острой инфекции или хронического воспаления. Неправильная стимуляция (обычно сегментированными нитчатыми бактериями - SFB ) хронического ответа клеток Th1 или Th17 играет решающую роль в патологическом повреждении хозяина. [12]

Далее будут кратко описаны новые группы лимфоидных клеток, недавно изображенные и разделенные на категории, поскольку они играют важную роль в иммунитете, связанном с кишечником. Эти лимфоидные клетки имеют разное происхождение и следуют разным процессам созревания, но играют одну и ту же роль в GALT - быстро реагировать на патогены и секретировать эффекторные цитокины. Такие многослойные системы защиты подчеркивают восприимчивость участков слизистой оболочки к инвазионным агентам. Путь через слизистые оболочки - наиболее часто используемый путь проникновения патогенных инфекций в организм хозяина. [13] Устойчивое взаимодействие различных лимфоидных клеток, патрулирующих эпителиальный слой, также отражает эволюционное давление и гонку вооружений между иммунной системой и патогенами, выходящими из-под ее контроля. [14]

Интраэпителиальные лимфоциты (IELs) [ править ]

Долгоживущие и постоянные интраэпителиальные лимфоциты - одна из крупнейших популяций Т-лимфоцитов в организме. [14] В отличие от других периферических лимфоцитов, IEL не циркулируют в кровотоке или лимфатической системе, а находятся в эпителиальном слое кишечника. [15] Такое расположение само по себе является особенным - IELs патрулируют состояние в пределах одного слоя клеток и имеют дендритный вид. [16] Они обеспечивают первую линию защиты в случае проникновения патогена через эпителиальный барьер. IEL охватывают удивительное разнообразие происхождения и делятся на две основные категории - обычные и нетрадиционные. Он основан на свойствах поверхности молекул и месте, где они приобретают свою последнюю эффекторную цитотоксическую программу.[14]

Обычные IEL несут классический рецептор TCR, состоящий из субъединиц α и β вместе с корецепторами CD4 или CD8. Они представляют собой относительное меньшинство от общего количества кишечных IEL по сравнению с нетрадиционными IEL. Они происходят из наивных Т-клеток, которые сталкиваются с антигенами на периферии (обычно антигены, отображаемые DC в пятнах Пейера). После этой активации обычные IELs экспрессируют кишечные молекулы, позволяя им оседать в ткани кишечника после перемещения через лимфатический поток и последующий кровоток. Таким образом, обычные интраэпителиальные клетки являются резидентными в ткани эффекторными Т-клетками памяти, способными быстро реагировать цитолитической активностью и высвобождением цитокинов, таких как INFγ и TNF. [14]

Нетрадиционные IEL представляют большинство клеток IEL в слое кишечного эпителия и приобретают свою эффекторную программу после выхода из тимуса в качестве наивных клеток и встречи с антигенами в GALT. После такой стимуляции нетрадиционные IELs (в основном γδ Т-клетки ) остаются в эпителии кишечника. [14] Т-клетки γδ экспрессируют рецептор TCR, состоящий из субъединиц γ и δ, и не распознают антигенные пептиды, представленные в форме, связанной с MHC. Процесс их активации до сих пор во многом неизвестен. Основным свойством γδ Т-клеток является формирование популяций долгоживущей памяти в барьерных тканях, таких как эпителий кишечника или в коже. Они осуществляют иммунную память в определенных тканях даже после устранения патогена или исчезновения воспаления. [15]

Врожденные лимфоидные клетки (ВЛК) [ править ]

Врожденные лимфоидные клеткиявляются последней обсуждаемой группой иммунных клеток, участвующих в GALT, и их роль подробно описана на их конкретной странице в Википедии. Вкратце: ILC являются самым недавно обнаруженным семейством клеток врожденного иммунитета, и термин «врожденный» означает, что они не нуждаются в перестройке генов рецептора антигена. Новым методом описания этих подтипов врожденных лимфоидных клеток является секвенирование одноклеточной РНК. На основании их профиля транскрипции, установленного основными факторами транскрипции, ILC делятся на пять различных подмножеств: NK-клетки, ILC1, ILC2, ILC3 и LTi-клетки. ИЛК преобладают на поверхности слизистых оболочек, играя ключевую роль в иммунитете слизистой оболочки и гомеостазе из-за их способности быстрой секреции иммунорегуляторных цитокинов и, таким образом, связываться с другими иммунными клетками и вносить вклад в состояние ткани - воспалены или молчат. [17]

Врожденный иммунитет [ править ]

Помимо адаптивного специфического иммунитета, врожденный иммунитет играет важную роль в GALT. Распознавание микробной несамо-сигнатуры происходит с помощью рецепторов распознавания образов (PRR), которые можно найти на дендритных клетках, макрофагах, моноцитах, нейтрофилах и эпителиальных клетках. PRR связываются с консервативным микробным паттерном, таким как компоненты клеточной стенки (LPS, тейхоевая кислота, флагеллин, пептидогликан) или вирусная или бактериальная нуклеиновая кислота. PRR локализованы вне клетки в виде мембраносвязанных рецепторов (Toll-подобные рецепторы) или внутриклеточно (NOD-подобные и RIG-подобные рецепторы). [12] Разнообразная палитра рецепторов распознавания образов активируется различными сигналами, называемыми PAMP (молекулярные паттерны, связанные с патогенами), или сигналами, связанными с повреждением ткани, называемыми DAMP (молекулярные паттерны, связанные с повреждениями).

Макрофаги [ править ]

Большинство антигенпрезентирующих клеток (APC) в кишечнике происходит из макрофагов, которые имеют очень быстрый оборот. Макрофаги преобладают в собственной пластинке слизистой оболочки и более глубоких слоях подслизистой оболочки, таких как мышечный слой. Макрофаги могут использовать свои трансэпителиальные дендриты (длинные цитоплазматические отростки) и напрямую контактировать с эпителиальным слоем и пробами просветных бактерий. [16] В здоровых условиях макрофаги поглощают комменсальные бактерии и окружающие клеточные остатки, секретируют IL-10, стимулируют созревание Treg и способствуют гомеостазу тканей. Из-за низкой экспрессии рецепторов врожденного ответа и костимулирующих поверхностных молекул макрофаги кишечника не вызывают воспаление. Но при инфекции или воспалении профиль макрофагов изменяется, и они начинают секретировать большое количество TNF- α.и становятся провоспалительными эффекторными клетками. [18]

Дендритные клетки [ править ]

DC представляют менее 10% APC собственной пластинки и обычно не располагаются в нижних слоях. Собственное производство ретиноевой кислоты и TGF-β (типичное для кишечных ДК) индуцирует экспрессию молекул кишечника и способствует переключению IgA во время созревания В-клеток в фоликулах. DC также направляют Treg и обычные IEL для получения своего окончательного фенотипа зрелых эффекторных клеток в кишечнике. [16]

Другие животные [ править ]

Адаптивный иммунитет , опосредованы антителами и Т - клетки , можно найти только в позвоночных . В то время как все они имеют лимфоидную ткань, ассоциированную с кишечником, а подавляющее большинство имеют разновидность селезенки и тимуса , не у всех позвоночных есть костный мозг , лимфатические узлы или зародышевые центры , а это означает, что не все позвоночные могут генерировать лимфоциты в костном мозге. [3]Это различное распределение адаптивных органов у разных групп позвоночных предполагает, что GALT является самой первой частью адаптивной иммунной системы у позвоночных. Было высказано предположение, что из этого существующего GALT и из-за давления, оказываемого комменсальными бактериями в кишечнике, которые эволюционировали вместе с позвоночными, как часть адаптивной иммунной системы появились более поздние специализации, такие как тимус, селезенка или лимфатические узлы . [2]

Дополнительные изображения [ править ]

  • Лимфатические сосуды толстой кишки.

  • Раздел пищевода человека.

  • Поперечный разрез червеобразного отростка человека. Х 20.

  • Разрез слизистой оболочки прямой кишки человека. Х 60.

Ссылки [ править ]

  1. ^ Джейнуэй Jr CA, Трэверс P, M Walport, Shlomchik MJ (2001). «Иммунная система слизистых оболочек» . Иммунобиология: иммунная система в здоровье и болезнях (5-е изд.). Нью-Йорк: Наука о гирляндах. ISBN 978-0-8153-3642-6.
  2. ^ а б в г Мерфи К., Джейнвей младший Калифорния (2011). Иммунобиология Джейнвей (Immunobiology: The Immune System (Janeway)) . Наука о гирляндах. ISBN 978-0-8153-4243-4. OCLC  733935898 .
  3. ^ a b Голдсби Р.А., Осборн Б.А., Киндт Т.Дж., Куби Дж. (2007). Кубинская иммунология . WH Freeman. ISBN 978-0-7167-6764-0. OCLC  68207318 .
  4. ^ Виги G, Маркуччи F, Sensi L, Di Cara G, Frati F (сентябрь 2008). «Аллергия и пищеварительная система» . Клиническая и экспериментальная иммунология . 153 (Дополнение 1): 3–6. DOI : 10.1111 / j.1365-2249.2008.03713.x . PMC 2515351 . PMID 18721321 .  
  5. ^ Helander HF, Fändriks L (июнь 2014). «Поверхность пищеварительного тракта - еще раз». Скандинавский журнал гастроэнтерологии . 49 (6): 681–9. DOI : 10.3109 / 00365521.2014.898326 . PMID 24694282 . 
  6. ^ Сломянка Л. "Голубая гистология - желудочно-кишечный тракт" . Школа анатомии и биологии человека . Университет Западной Австралии . Проверено 30 января 2017 .
  7. ^ Иммунология . Мале, Дэвид К., 1954- (8-е изд.). [Соединенные Штаты]: Эльзевир / Сондерс. 2013. ISBN. 978-0-7020-5028-2. OCLC  814034128 .CS1 maint: другие ( ссылка )
  8. ^ a b c Ван Л., Чжу Л., Цинь С. (октябрь 2019 г.). «Модуляция кишечной микробиоты на адаптивный иммунитет слизистой оболочки кишечника» . Журнал иммунологических исследований . 2019 : 4735040. дои : 10,1155 / 2019/4735040 . PMC 6794961 . PMID 31687412 .  
  9. ^ а б Чжан Х, Ло ХМ (март 2015). «Контроль комменсальной микробиоты адаптивной иммунной системой» . Кишечные микробы . 6 (2): 156–60. DOI : 10.1080 / 19490976.2015.1031946 . PMC 4615846 . PMID 25901893 .  
  10. ^ a b Стивенс В.З., Раунд JL (сентябрь 2014 г.). «IgA нацелена на нарушителей спокойствия» . Клеточный хозяин и микроб . 16 (3): 265–7. DOI : 10.1016 / j.chom.2014.08.012 . PMID 25211066 . 
  11. ↑ McCoy KD, Köller Y (август 2015). «Новые разработки, обеспечивающие механическое понимание воздействия микробиоты на аллергические заболевания» . Клиническая иммунология . 159 (2): 170–6. DOI : 10.1016 / j.clim.2015.05.007 . PMC 4553911 . PMID 25988860 .  
  12. ^ a b Palm NW, de Zoete MR, Flavell RA (август 2015 г.). «Взаимодействие иммунной микробиоты при здоровье и болезни» . Клиническая иммунология . 159 (2): 122–127. DOI : 10.1016 / j.clim.2015.05.014 . PMC 4943041 . PMID 26141651 .  
  13. ^ Tlaskalová-Hogenová H, Stěpánková R, Kozáková H, Hudcovic T, Vannucci L, Tučková L, et al. (Март 2011 г.). «Роль кишечной микробиоты (комменсальных бактерий) и слизистого барьера в патогенезе воспалительных и аутоиммунных заболеваний и рака: вклад моделей болезней человека на животных без микробов и гнотобиотов» . Клеточная и молекулярная иммунология . 8 (2): 110–20. DOI : 10,1038 / cmi.2010.67 . PMC 4003137 . PMID 21278760 .  
  14. ^ a b c d e McDonald BD, Jabri B, Bendelac A (август 2018 г.). «Разнообразные пути развития интраэпителиальных лимфоцитов кишечника» . Обзоры природы. Иммунология . 18 (8): 514–525. DOI : 10.1038 / s41577-018-0013-7 . PMC 6063796 . PMID 29717233 .  
  15. ↑ a b Khairallah C, Chu TH, Sheridan BS (ноябрь 2018 г.). "Тканевые адаптации памяти и тканевых резидентных гамма-дельта Т-клеток" . Границы иммунологии . 9 : 2636. DOI : 10,3389 / fimmu.2018.02636 . PMC 6277633 . PMID 30538697 .  
  16. ^ a b c Фариа А.М., Рейс Б.С., Муцида Д. (май 2017 г.). «Тканевая адаптация: последствия для иммунитета и толерантности кишечника» . Журнал экспериментальной медицины . 214 (5): 1211–1226. DOI : 10,1084 / jem.20162014 . PMC 5413340 . PMID 28432200 .  
  17. ↑ Jiao Y, Wu L, Huntington ND, Zhang X (февраль 2020 г.). «Перекрестие между микробиотой кишечника и врожденным иммунитетом и его влияние на аутоиммунные заболевания» . Границы иммунологии . 11 : 282. DOI : 10.3389 / fimmu.2020.00282 . PMC 7047319 . PMID 32153586 .  
  18. ↑ Ван С, Е Цюй, Цзэн Х, Цяо С (2019-03-18). «Функции макрофагов в поддержании кишечного гомеостаза» . Журнал иммунологических исследований . 2019 : 1512969. дои : 10,1155 / 2019/1512969 . PMC 6442305 . PMID 31011585 .  

Внешние ссылки [ править ]

  • Гистологическое изображение: 12502loa  - Система обучения гистологии в Бостонском университете - «Пищеварительная система: пищеварительный канал: толстая кишка , taenia coli »
  • Изображение гистологии: 11102loa  - Система обучения гистологии в Бостонском университете - «Пищеварительная система: пищеварительный канал: соединение пищевода / желудка»