Кісткові органи
Кісткова система як інтегруюча опорна конструкція організму є однією з найголовніших структур в імунній кооперації захисту організму тварин і людини в силу того, що її невід'ємною структурною частиною є червоний кістковий мозок.
Довгий час дослідники визначали, що центральним органом імуногенезу є лише червоний кістковий мозок. Однак останнім часом доведено, що він є складовою кістки як органу [312]. А. Я. Фріденштейн [313] довів, що невід'ємною функцією кісткових органів є гемоімунопоетична, яка виконується її структурним компонентом червоним кістковим мозком. Останній, як центральний орган імуногенезу, є джерелом імунокомпетентних стовбурових клітин-попередників, які мігрують до тимусу (клоакальну сумку), а також до периферичних органів імуногенезу, де проходить їх проліферація та імунологічне дозрівання.
Відповідно до поліфункціональності кісткові органи мають досить складну будову. До структури кожного кісткового органу входять губчаста та компактна кісткова тканина, кістковий мозок, ендост, періост, суглобові та метафізарні хрящі.
У філогенезі кровотворну функцію кісткові органи, а саме кістковий мозок вперше починає функціонувати (і виникає) у тварин, які вийшли з водного середовища у наземне середовище – у амфібій. Вихід хребетних на сушу, а потім перехід їх до ходіння і бігу викликає зростання потреби організму у кисню і зумовлює доповнення остеогенної функції кісткових органів кровотворної за рахунок червоного кісткового мозку (П. А. Коржуєв, 1966).
За даними ряду дослідників кістковий мозок, особливо червоний, має досить складну будову та має строму (ретикулярну тканину) та паренхіму(Гемопоетичні клітини на різних стадіях диференціювання), кровоносні судини, жирові клітини та нерви [347, 348]. Він має темно-червоний колір, напіврідку консистенцію і заповнює кістково-мозкові осередки губчастої кісткової тканини, а також середню третину діафіза трубчастих кісток.
Функціонально в червоному кістковому мозку розрізняють мієлоїдну тканину (утворює формені елементи крові) та клітини лімфоїдного ряду, сукупність яких можна розглядати як його лімфоїдні структури. Складність методики дослідження структури кісткового мозку не дає можливості досить повно висвітлити динаміку його будови, характер перетворень з віком тварин.
Проте, нині існують докази його інтенсивної трансформації. Так характерно, що у птахів після 15-добового віку (початок пневматизації кісткових органів) у кістковому мозку виявляються лімфоїдні вузлики. У цьому формування лімфоїдних вузликів відбувається поетапно. Спочатку утворюється скупчення лімфоїдної тканини серед червоного кісткового мозку (рис. 10). Утворення дифузної лімфоїдної тканини у вигляді значного скупчення лімфоцитів найбільше виявляється у діафізі довгих трубчастих кісток (особливо стегнової) кінцівок.
Мал. 10. Гістотопограма діафіза стегнової кістки курки (180 діб) гематоксилін та еозин, МБІ-6, х80: 1 – дифузна лімфоїдна тканина (Кріштофорова Б. В., 1992).
На першому етапі утворення лімфоїдного вузлика навколо дифузної лімфоїдної тканини утворюється сплетення з ретикулярних волокон, які відмежовують її від червоного кісткового мозку (рис. 10). З віком, надалі утворюються лімфоїдні вузлики, які чітко обмежуються ретикулярними волокнами. Лімфоїдні вузлики мають сферичну форму (рис. 11 та 12). Кількістьлімфоїдних вузликів зростає. Вони утворюють скупчення, в яких містяться різної величини кулясті лімфоїдні вузлики (рис. 14). На нашу думку, найбільш реактивні лімфоїдні вузлики містять розеткоподібні центри (рис. 15). Не виключена можливість наявності подібних утворень у червоному кістковому мозку ссавців. Складність виявлення лімфоїдних вузликів, на наш погляд, пов'язана з масивністю кісткових органів та відсутності методики вироблення гістотопограм, які б повністю відображали їх структуру. Наші дослідження показують, що як скупчення лімфоїдної тканини, так і лімфоїдні вузлики, виявляються в діафіз довгих трубчастих кісткових органів цуценят собак.
Дослідження показують, що відносна маса кісткового мозку до живої маси становить 4,5-4,7%, а до маси кістяка – 40-45%. На першому етапі утворюється остеобластичний (костеутворюючий) кістковий мозок, який трансформується у червоний (гемоімунопоетичний). З віком тварин червоний кістковий мозок замінюється жовтим (жировим). Червоний кістковий мозок у статевозрілих тварин залишається у грудині, ребрах та хребцях у прикордонній зоні з хрящовою тканиною.
Мал. 11. Гістотопограма діафіза стегнової кістки курки (180 діб) гематоксилін та еозин, МБІ-6, х80: 1 – перший етап формування лімфоїдного вузлика (Кріштофорова Б. В., 1992).
Мал. 12. Гістотопограма діафіза стегнової кістки курки (240 діб) гематоксилін та еозин, МБІ-6, х80: 1 – лімфоїдний вузлик (Кріштофорова Б. В., 1992).
Мал. 13. Гістотопограма діафіза стегнової кістки курки (240 діб) гематоксилін та еозин, МБІ-6, х400: 1 – лімфоїдний вузлик, оточений ретикулярними волокнами (Кріштофорова Б. В., 1992).
Мал. 14. Гістотопограма діафіза стегнової кістки курки (240діб) гематоксилін та еозин, МБІ-6, х80: 1 – лімфоїдні вузлики (Кріштофорова Б. В., 1992)
Мал. 15. Гістотопограма діафіза стегнової кістки курки (240 діб) гематоксилін та еозин, МБІ-6, х400: 1 – лімфоїдний вузлик з 2 – розеткоподібними центрами (Кріштофорова Б. В., 1992).
Кістковий мозок, як невід'ємна частина кістки як органу, стає головною ланкою, що пов'язують організм у єдине ціле із навколишнім середовищем. У ссавців кістковий мозок визначається як один із центральних органів імуногенезу, який постачає стовбурові поліпатентні клітини для всіх попередників мієло- та лімфоцитопоезу.
Строма червоного кісткового мозку утворена ретикулярною тканиною та елементами мікрооточення, що характерно для інших органів гемоімунопоез. Паренхіму червоного кісткового мозку утворюють стовбурові клітини та клітини мієлоїдного та лімфоїдного рядів, що знаходяться на різних стадіях розвитку [348]. Протягом доби в організмі тварини утворюється 250-300 млрд. еритроцитів, що підтверджує велике функціональне значення червоного кісткового мозку для організму. Слід зазначити, що утворення клітинних структур у кістковому мозку проходить відповідно до потреб організму та реалізації генетичних потенцій розвитку. Кількісна потреба його реалізується лише на рівні диференціювання клітин, які втратили полипотентность, але ще здатних до розмноження.
Встановлено, що у новонароджених тварин червоний кістковий мозок пронизаний великою кількістю капілярів, які становлять до 50% від його маси та сприяють проникненню у загальний кровообіг зрілих клітин [77, 78].
Кровотворення у новонароджених тварин, як і в усіх ссавців, відбувається поза судин. Тільки зрілі та здатні до міграціїклітини-попередники проходять через стінку синусоїдів (розширених посткапілярів) і венул у загальний кровообіг. Доведено, що посилення кровотоку в кістковому мозку сприяє еритроцитопоезу, а зниження – гранулоцитопоезу. У зв'язку з цим необхідно забезпечувати тварин рухову активність, особливо матуронатну, з першої доби життя.
Формування та розміщення червоного кісткового мозку проходить поетапно. На першому етапі відбувається руйнування трабекул первинної губчастої тканини, на тлі якої формуються поодинокі скупчення кровотворних клітин (рис. 16). З утворенням трабекул вторинної губчастої тканини поодинокі скупчення кровотворних клітин збільшується і зливається в коловидні утворення невеликого розміру (рис. 17). Руйнування первинної губчастої та кісткової тканини зумовлює розміщення червоного кісткового мозку окремими скупченнями серед клітин остеобластичного. Надалі з трансформацією ретикулофіброзних кісткових балок у пластинчасту кісткову тканину відбувається значне зростання окремих коловидних утворень червоного кісткового мозку, які майже заповнюють кістковомозкові комірці вторинної губчастої кісткової тканини у грудних хребцях та грудині (рис. 18, 19). Однак слід зазначити, що в одному кістковомозковому осередку виявляються як центри червоного кісткового мозку, так і поодинокі скупчення кровотворних клітин, що найбільше характерно для кісткових органів новонароджених тварин (рис. 20). У 5-добових поросят подібні коловидні скупчення червоного кісткового мозку виявляються вже й у грудині (рис. 21). З віком тварин, у 10-добових, скупчення червоного кісткового мозку має чіткіший кордон (рис. 22). Можливо, такі утворення скупчень червоного кісткового мозку пов'язані зі значним диференціюванням поліпотентних клітин.призводить до інтенсивної динаміки морфологічного складу крові.
Слід зазначити, що поряд із скупченнями червоного кісткового мозку, вже у 20-добових поросят відбувається інтенсивна його трансформація у жовтий паралельно слизовим руйнуванням кісткових трабекул (рис. 23).
Мал. 16. Гістотопограма хребетної частини останнього ребра порося (добу). Гематоксилін та еозин, МБІ-6, х80: 1 – зруйнована трабекула первинної губчастої кісткової тканини; 2 – остеобластичний кістковий мозок; 3 - хрящова тканина (В. Г. Соколов, 2003).
У червоному кістковому мозку між кровоносними судинами, мієлоїдні та лімфоїдні утворення розміщуються у вигляді шнурів. Гемопоетичні клітини містяться між кровоносними судинами, з одного боку, та ендоостом з другого, гранулоцити – у центрі утворення кістково-мозкового тяжу і, лише на стадії утворення мета- та мієлоцитів, наближаються до стінки синусоїдних гемокапілярів. Тромбоцити утворюються, з відокремлених смужок цитоплазми мегакаріоцитів, вже в просві синусоїдів. Лімфоцити та моноцити розміщуються навколо гілок артерій, особливо артеріол, які забезпечують початок виконання функції обміну речовин.
Мал. 17. Гістотопограма 8-го грудного хребця порося (добу). Гематоксилін та еозин, МБІ-6, х80: 1 – скупчення червоного кісткового мозку (В. Г. Соколов, 2003).
Мал. 18. Гістотопограма 8-го грудного хребця порося (добу). Гематоксилін та еозин, МБІ-6, х80: 1 – скупчення червоного кісткового мозку; 2 – трабекула вторинної губчастої кісткової тканини (В. Г. Соколов, 2003).
Мал. 19. Гістотопограма 4-го сегмента грудини порося (добу). Гематоксилін та еозин, МБІ-6, х80: 1 – червоний кістковий мозок; 2 – трабекула вторинної губчастої кісткової тканини (В. Г. Соколов, 2003).
Мал. 20. Гістотопограма середньої частини діафіза 3-п'ясткової кістки порося (добу). Гематоксилін та еозин, МБІ-6, х80: 1 – червоний кістковий мозок; 2 - адипоцит (В. Г. Соколов, 2003).
Мал. 21. Гістотопограма 4-го сегмента грудини порося (5 діб). Гематоксилін та еозин, МБІ-6, х80: 1 – червоний кістковий мозок; 2 – трабекула вторинної губчастої кісткової тканини (В. Г. Соколов, 2003).
Мал. 22. Гістотопограма 4-го сегмента грудини порося (10 діб). Гематоксилін та еозин, МБІ-6, х80: 1 – червоний кістковий мозок; 2 – трабекула вторинної губчастої кісткової тканини (В. Г. Соколов, 2003).
Мал. 23. Гістотопограма 8-го грудного хребця порося (20 діб). Гематоксилін та еозин, МБІ-6, х80: 1 – червоний кістковий мозок; 2 – адипоцит; 3 – трабекула вторинної губчастої кісткової тканини (В. Г. Соколов, 2003).
Концентрація стовбурових кровотворних клітин збільшується від центру кістковомозкової ділянки у напрямку епіфізів кісткових органів. Стовбурні клітини переважно містяться поряд з ендостом, що є доказом виконання кісткової тканини функції мікрооточення та підтримки популяції активного гемопоезу [49].
Лімфоцити, які утворюються в кістковому мозку становлять 5-20% від усіх клітинних популяцій, надходять через синусоїдні капіляри в кров, а потім у тимус та інші лімфоїдні органи.
Взаємозв'язок між живою масою та деякими кровотворними органами у новонароджених телят (Ж. Г. Стегней (Грабчак), 1998)