LYMFATICKÝ SYSTÉM Petr Vaňhara 2024 3D Male Lymphatic System Model | Lymphatic system model, Lymphatic system, System model https://cz.pinterest.com/pin/353180795752366013/ Department of Histology and Embryology (EN) - Barevné provedení OBSAH •Principy imunitní odpovědi -Epiteliální odpověď -Vrozená a získaná imunita -Humorální a buněčná imunita - - •Tkáňové struktury nezbytné pro fungování imunitního systému -Lymfatické cévy -Lymfatické uzlíky -Lymfatické uzliny -Slezina -Brzlík -MALT •Vývoj lymfatického systému Imunitní systém Lymfatický systém Kardiovaskulární a hematopoetický systém Důležité pro náš kurz IMUNITNÍ SYSTÉM Imunita = obrana -Epiteliální: tkáňová bariéra -Vrozená: komplement, makrofágy, neutrofily, NK buňky -Získaná: lymfocyty Innate and Acquired Immunity / What's LPS / Macrophi Inc. | LPS material | innate immunity | R&D Klinická relevance? -Autoimunitní poruchy -Imunodeficience EPITELIÁLNÍ IMUNITNÍ ODPOVĚĎ Mechanisms involved in respiratory epithelial innate immunity. Inhaled... | Download Scientific Diagram EPITEL DÝCHACÍCH CEST Patogen Uvolněné signální molekuly Poraněná kůže Fagocyty •Chemotaxe a extravazace leukocytů motifolio.com EPITELIÁLNÍ IMUNITNÍ ODPOVĚĎ •Prozánětlivé cytokiny -interleukiny (e.g. IL-1, IL-8) -TNFa, TGFb -Interferony (IFNg) •Další signální molekuly -prostaglandiny -GM-CSF, M-CSF A řada dalších plasmacytoid dendritic cell product IFN cartoon immunology Fibroblasty EPITELIÁLNÍ IMUNITNÍ ODPOVĚĎ Cartoon of layer of epithelial cells compromised and dendritic cell sending alert cartoon of monocyte-dericed dendritic cell Damage-associated molecular patterns (DAMPs) Granulocytes – Cell Cartoons DENDRITICKÉ BUŇKY •„profesionální“ antigen prezentující buňky = vysoká účinnost aktivace dalších imunitních buněk •zpracování antigenu – MHC II •produkce cytokinů •monocyto-makrofágový systém •lymfatické orgány, epitelie, vazivo Antigen presentation in the form of an immunological synapse between dendritic cell and t cell, love is in the air Rozpoznání antigenu vázaného na MHC komplex pomocí TCR receptoru je nezbytné pro aktivaci T-buněk T cell receptor - wikidoc https://www.frontiersin.org/files/Articles/435260/fimmu-10-00093-HTML/image_m/fimmu-10-00093-g001.j pg https://doi.org/10.3389/fimmu.2019.00093 DENDRITICKÉ BUŇKY MONOCYTO-MAKROFÁGOVÝ SYSTÉM •Mononukleární fagocytární systém, retikuloendoteliální systém •Fagocytóza větších částic •Původ v kostní dřeni: monoblasty ® monocyty •Po extravazaci: monocyty ® makrofágy •Nepravidelný povrch (fagocytóza) •Početné lysozomy •Golgiho aparát a rER •Dlouho žijící buňky (měsíce) • Obsah obrázku snímek obrazovky Popis byl vytvořen automaticky > MONOCYTO-MAKROFÁGOVÝ SYSTÉM •monocyty (v cirkulaci) •makrofágy (histiocyty ve vazivu) •Kupfferovy buňky (játra) •osteoklasty (kosti) •mikroglie (CNS) •alveolární makrofágy (plíce) •makrofágy a dendritické buňky (lymfatické orgány, sliznice, vazivo) •Langerhansovy buňky (epidermis) •mesangiální buňky (ledviny) Reticuloendothelial | definition of reticuloendothelial by Medical dictionary Cultured human mesangial cell phagocytosis of aged neutrophils. Electron micrograph (bar = 2 microns) of mesangial cell enzymatically dissociated from adherent culture after interaction with aged neutrophils. Although the phagocyte nucleus is out of plane of section, this cell is identifiable as a mesangial cell by its abundant microfilaments (F). Ingested neutrophil material (D) takes the form of an apparently intact neutrophil with condensed nuclear chromatin characteristic of apoptosis, and smaller fragments of granular material: a free neutrophil-derived apoptotic body is also seen (A). The inset shows a section of a mesangial cell in adherent culture to demonstrate usual fusiform morphology (bar = 10 microns). DOI: 10.1038/ki.1992.369 VROZENÁ A ZÍSKANÁ IMUNITA http://www.glycopedia.eu/IMG/jpg/figure_1-2.jpg LYMFOCYTY Výsledek obrázku pro B, T lymphocytes •„Clusters of differentiation“, CD •Imunofenotyp •Molekulární signalizace řídící imunitní odpověď •Klinicky vysoce relevantní mechanismy https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/a9/Cluster_of_differentiation.svg/800px-Clus ter_of_differentiation.svg.png > 1. Prezentace antigenu a aktivace B-lymfocytů Bacterium Antigen of Bacterium Engulfed Bacterium Antigen of Bacterium Matching B cells Non-matching B cells 2. Aktivované B-lymfocyty proliferují 3. Většina B-lymfocytů diferencují do plazmatických buněk, část do paměťových Memory B cell Second exposure to the same bacteria activates this cell to rapidly produce plasma cells Plasma cells Antibody Antigen of Bacterium Phagocyte Phagocyte Inactivated bacterium motifolio.com PROTILÁTKOVÁ (HUMORÁLNÍ) ODPOVĚĎ Plasma cell; B cell; shooting antibodies with a sling PROTILÁTKOVÁ (HUMORÁLNÍ) ODPOVĚĎ antibody | Definition, Structure, Function, & Types | Britannica PROTILÁTKY •Imunoglobuliny •Velké proteiny se zvláštní strukturou a doménami schopnými vázat antigeny •Variabilní a konstantní oblasti PROTILÁTKY •Přestavba genomu ve de k produkci jedinečných mRNA kódující imunoglobulinové řetězce (>10 billions) •„V(D)J rekombinace“ během vývoje •„Isotype switching“ https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/3e/VDJ_recombination.png https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b3/Class_switch_recombination.png PROTILÁTKY •5 základních tříd https://cdn.britannica.com/95/20895-050-924303D4/classes-antibodies-IgG-IgA-IgD-IgM-IgE.jpg •IgG: nejběžnější (>75%), stabilní •IgA: exokrinní sekret, sliznice •IgM: aktivátor komplementu •IgE: aktivátor žírných buněk •IgD: aktivátor B-lymfocytů immune cells release histamine during allergies against pollen PROTILÁTKY •IgE: aktivátor žírných buněk 1. Prezentace antigenu a aktivace T-lymfocytů 2. T-lymfocyty diferencují do cytotoxických, regulačních a paměťových T-lymfocytů 3. Cytotoxické (Tc) lymfocyty eliminují abnormální buňky Infected cell Killer T cell seeking new target Released toxic protein Killer T cell Toxic protein Memory T cell Future exposure to the same antigen activates this to rapidly produce killer T cells Virus Cell Phagocyte Matching T cell Antigen of virus Non-matching T cells motifolio.com BUNĚČNÁ ODPOVĚĎ Virus Archives - Cell Cartoons BUNĚČNÁ ODPOVĚĎ CD8 CTL Killer T Cell Cartoon Antigen Capture and Presentation to Lymphocytes: What Lymphocytes See | Basicmedical Key MHC PROTEINY https://i1.wp.com/basicmedicalkey.com/wp-content/uploads/2019/11/f03-01-9780323549431.jpg?w=960 •Hlavní histokompatibilní komplex (MHC) •Aktivace nebo utlumení T-lymfocytů •„Peptidový display“ •MHC I: všechny jaderné buňky a trombocyty •MHC II: antigen prezentující buňky •(MHC III: strukturně podobné MHC I a II, ale spíše s nepoznanou funkcí v imunitní odpovědi) •T-lymfocyty •Parakortikální zóny lymfatických uzlin •Bílá pulpa sleziny (periarteriolární pochva) •Interfolikulární oblasti dalších lymfatických orgánů (tonsily) •B-lymfocyty •Lymfatické uzlíky a medulární provazce lymfatických uzlin •Lymfatické uzlíky a marginální zóny bílé pulpy sleziny •Lymfatické uzlíky v jiných orgánech B- A T- LYMFOCYTY V LIDSKÉM TĚLE Label-Free Identification of Lymphocyte Subtypes Using Three-Dimensional Quantitative Phase Imaging and Machine Learning | Protocol doi: 10.3791/58305 ZÍSKANÁ IMUNITA Lymphatic system - Wikipedia Histologie: -Leukocyty -Lymfatické orgány Lymfocyty Antigen prezentující buňky LYMFATICKÁ CIRKULACE Lymfatické cévy Lymphatic Vessels and Normal Blood Volume Histologie •Lymfatické kapiláry -Tenkostěnné, slepě zakončené cévy s nepravidelnou laminou basalis -Vlákna, malé chlopně •Lymfatické cévy -Stavba: -T. intima – endotel a subendoteliální c.t. -T. media – několik vrstev hladkých svalových buněk -T. adventitia – kolagenní vazivo -Podobné malým vénám -Chlopně odvozené z t. intima -Otevírají se do d. thoracicus a d. lymphaticus dx. ® v. subclavia Funkce •Sbírají tkáňový mok (intersticiální tekutinu) •Mikroprostředí pro vývoj a maturaci lymfocytů •Transport lipidů (chylomikrony) LYMFATICKÁ CIRKULACE Lymfatické kapiláry image image image Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology LYMFATICKÁ CIRKULACE Tok lymfy je jednosměrný https://doi.org/10.1113/JP272088 Složení lymfy •Obsahuje podobnou koncentraci iontů jako krevní plasma, ale mnohem méně proteinů •Na lipidy bohatá lymfa ze střev - chylus •Imunitní buňky •Objem lymfy v cirkulaci - cca 1l (2-2.5l lymfy vzniká každý den z tkáňového moku) LYMFATICKÉ ORGÁNY Primární lymfatické orgány • •Kostní dřeň •Thymus Sekundární lymfatické organy • •Lymfatické uzliny •Slezina •MALT, tonsily, apendix Tkáně • •Krev •Lymfa •Sliznice •Vazivo Mescher LYMFATICKÉ ORGÁNY •Primární (centrální): •thymus •kostní dřeň • •Sekundární (periferní): •opouzdřené – lymfatické uzliny, slezina •neopouzdřené (nebo jen částečně) •asociované se sliznicí - „mucosa associated lymphoid tissue“ – MALT •tonsily •lymfatické uzlíky ve slizničním vazivu různých orgánů Folliculus, nodulus lymphaticus -neopouzdřené agregáty retikulárního vaziva a lymfocytů -periferní lymfatické orgány -sliznice dutých orgánů (GIT, dýchací, močový, pohlavní systém) - -primární uzlíky – před kontaktem s antigenem -sekundární uzlíky – stimulované antigenem -světlé germinativní (zárodečné) centrum -tmavá plášťová zóna LYMFATICKÝ UZLÍK 0072_0001 kostní dřeň8-lymfonodus •retikulární vazivo a leukocyty 0071_0001 Tanaka, Fujita Ross, Romrell Mescher LYMFATICKÁ (LYMFORETIKULÁRNÍ) TKÁŇ •není v thymu, tam je epiteliální cytoretikulum! Lymphatic System •cca 500 uzlin v těle •sentinelové uzliny •velikost 1 mm – 3 cm •vazivový obal, hilus •parenchymy = lymforetikulární tkáň •kůra (lymfatické uzlíky a sinusy) (B-lymfocyty) •dřeň (provazce a sinusy) (B-lymfocyty) •parakortikální oblast (T-lymfocyty) •sinusy: subkapsulární (marginální), perifolikulární (kortikální), dřeňové •litorální buňky – výstelka sinusů, fagocytóza Lymfatický systém - 3 LYMFATICKÁ UZLINA (nodus lymphaticus, lymphonodus) Obsah obrázku kresba, Dětské kresby, skica, ilustrace Popis byl vytvořen automaticky Lymfatický systém - 3 LYMFATICKÁ UZLINA (nodus lymphaticus, lymphonodus) Lymfatický systém - 2 0130_0001 Gartner, Hiatt KREVNÍ A LYMFATICKÁ CIRKULACE V UZLINĚ lymfonodus2 uzlíky dřeň kůra LYMFATICKÁ UZLINA (nodus lymphaticus, lymphonodus) lymfonodus3 subkapsulární sinus Lymfatický systém - 3 lymfatický uzlík Krstic kostní dřeň8-lymfonodus LYMFATICKÁ UZLINA (nodus lymphaticus, lymphonodus) Lymfatický systém - 5 VAZIVOVÝ OBAL A KORTIKÁLNÍ OBLAST LYMFATICKÉ UZLINY lymfonodus4 Dřeňové provazce a sinusy Lymfatický systém - 11 Uzlina z plicního hilu – depozita prachových částic = antrakóza DŘEŇ LYMFATICKÉ UZLINY •Plazmatické buňky •Postakapilární venuly s vyskoým endotelem (HEV, high endothelium post-capillary venules) – umožnují snadnou extravazaci leukocytů z krve do parenchymu lymfatické uzliny Mescher DŘEŇ LYMFATICKÉ UZLINY Dřeňové provazce a sinusy Function of The Spleen - Red Pulp - White Pulp - TeachMePhysiology •vazivový obal, vazivové trabekuly •parenchym sleziny = „pulpa“ •bílá pulpa (lymfoidní) -periarteriolární lymfatická pochva - PALS -Malpighiho tělíska = uzlíky •červená pulpa (nelymfoidní) -Billrothovy provazce – síť retikulárních vláken a buněk mezi venózními sinusy -venózní sinusy •marginální zóna – okrajová zóna mezi bílou a červenou pulpou, obsahuje zejména antigen prezentující buňky a makrofágy SLEZINA (LIEN) Stavba 0127_0001 Ross, Romrell SLEZINA (LIEN) 42 0127_0001 SLEZINA (LIEN) Lymfatický systém - 12 bílá pulpa Sobotta SLEZINA (LIEN) Lymfatický systém - 13 Lymfatický systém - 14 mezotel capsula lienis trabekuly SLEZINA (LIEN) Lymfatický systém - 12 bílá pulpa SLEZINA (LIEN) a. centralis SLEZINA (LIEN) PALS – periarteriolární lymfatická pochva – kolem aa.centrales Obsah obrázku text, mapa, Grafika, grafický design Popis byl vytvořen automaticky 47 slezina-bílá pulpa bílá pulpa Ross, Romrell SLEZINA (LIEN) červená pulpa Lymfatický systém - 17 červená pulpa venózní sinusy Mescher SLEZINA (LIEN) 0132_0001 •Venózní sinusy červené pulpy •Odstranění abnormálních erytrocytů Ross, Romrell Fawcett, Jensh SLEZINA (LIEN) Frontiers | Splenic Macrophage Subsets and Their Function during Blood-Borne Infections | Immunology •Venózní sinusy červené pulpy •Odstranění abnormálních erytrocytů Ross, Romrell Fawcett, Jensh SLEZINA (LIEN) Frontiers | Splenic Macrophage Subsets and Their Function during Blood-Borne Infections | Immunology 0128_0001 Lymfatický systém - 18 0129_0001 venózní sinus retikulární buňka buňky v cirkulaci Ross, Romrell SLEZINA (LIEN) 0133_0001 •a. lienalis •aa. trabeculares •aa. centrales (centrální) •arteriolae penicillatae (štětičkovité) •(opouzdřené tepénky – Schweigger-Seidelova manžeta) •venózní sinusy •vény pulpy •vv. trabeculares •v. lienalis Leeson, Leeson, Paparo CIRKULACE VE SLEZINĚ 0131_0001 Fawcett, Jensh SLEZINA – OTEVŘENÁ A UZAVŘENÁ CIRKULACE Fawcett, Jensh SLEZINA – OTEVŘENÁ A UZAVŘENÁ CIRKULACE Obsah obrázku text, mapa, Písmo, snímek obrazovky Popis byl vytvořen automaticky https://i2.wp.com/basicmedicalkey.com/wp-content/uploads/2019/11/f03-02-9780323549431.jpg?w=960 SLEZINA VS. LYMFATICKÁ UZLINA lymfatický filtr krevní filtr Lymfatická uzlina Slezina •vazivový obal •parenchym: kůra a dřeň •epiteliální retikulum (cytoretikulum) •T-lymfocyty •Hassalova tělíska § Lymfatický systém - 19 Mescher BRZLÍK (THYMUS) The thymus gland | Anatomy of the thymus gland - Anatomy-Medicine.COM Stavba medulla cortex BRZLÍK V DĚTSTVÍ 58 Kůra: •proliferace T-lymfocytů •imunokompetence T-lymfocytů •pozitivní selekce (funkční TCR) •hemato-tymická bariéra (endotel + bazální lamina + cytoretikulum) •brání předčasnému kontaktu s antigeny BRZLÍK (THYMUS) - KŮRA Lymfatický systém - 23 Dřeň: •negativní selekce – prevence autoimunitní reakce •přežije jen 2-3% T-lymfocytů •cytoretikulum •hemato-tymická bariéra chybí thymus4 thymus2 Hassalova tělíska ve dřeni BRZLÍK (THYMUS) - DŘEŇ Figure 1 •pozitivní: CD4+ CD8+ •„tissue-restricted antigens“ (TRAs) SELEKCE T-LYMFOCYTŮ thymus3 BRZLÍK (THYMUS) - INVOLUCE •neúplně opouzdřené •krypty – hluboké a rozvětvené invaginace kryté epitelem •agregáty lymfatické tkáně (folikuly) kryt epitelem krypt •rozvlákněný epitel (umožňuje přístup antigenům k leukocytům) § §t. palatina – vrstevnatý dlaždicový e. §t. lingualis – vrstevnatý dlaždicový e.. §t. pharyngea – víceřadý cylindrický e. §t. tubaria – víceřadý cylindrický e. MANDLE (TONSILY) Stavba Lymfatický systém - 24 Sobotta TONSILLA PALATINA TONSILLA PALATINA Mescher TONSILLA PALATINA Lymfatický systém - 27 rozvlákněný epitel lymfatický uzlík TONSILLA PALATINA 67 rozvlákněný epitel TONSILLA PALATINA Gll. Weberi krypta TONSILLA LINGUALIS 69 TONSILLA LINGUALIS C:\Documents and Settings\Sedláčková.HIST4\Dokumenty\Obrázky\histol.obrázky\tonsilla a.jpg gll. Weberi TONSILLA LINGUALIS Lymfatický systém - 29 TONSILLA PHARYNGEA Obsah obrázku text, diagram, mapa Popis byl vytvořen automaticky Obsah obrázku text, snímek obrazovky, diagram, kruh Popis byl vytvořen automaticky SLIZNIČNÍ LYMFATICKÁ TKÁŇ příklad: střevní sliznice •lamina propria bohatě kolonizována leukovyty •ileum, appendix: folliculi lymphatici aggregati – Peyerovy pláty Obsah obrázku narozeninový dort Popis byl vytvořen automaticky Obsah obrázku kruh, kresba, Dětské kresby, umění Popis byl vytvořen automaticky VÝVOJ LYMFATICKÉHO SYSTÉMU •vývoj začíná přibližně v pátém-šestém týdnu (myš E9.5) •lymfatické endoteliální buňky vznikají z buněk primitivních cév (kardinální vény) VÝVOJ LYMFATICKÉHO SYSTÉMU •6.-9. týden šest lymfatických vaků v různých anatomických umístěních • •Dva jugulární lymfatické vaky (junkce v. subclavia a v. precardinalis (® v. jugularis int.) •Dva iliakální lymfatické vaky (junkce v. iliaca a v. postcardinalis) •Jeden retroperitoneální lymfatický vak •Jedna cisterna chyli dorzálně od retroperitoneálního vaku VÝVOJ LYMFATICKÉHO SYSTÉMU Obsah obrázku text, snímek obrazovky, grafický design, mapa Popis byl vytvořen automaticky Endotel https://doi.org/10.1152/physiol.00053.2010 VÝVOJ LYMFATICKÉHO SYSTÉMU •Lymfatické cévy rostou z lymfatických vaků •jugulární: hlava, krk, hrudník, horní končetiny •iliakální: trup, dolní končetiny •retroperitoneální a cisterna chyli: GIT •Vývoj lymfatických kmenů •původně pravý a levý ductus thoracicus spojuje c. chyli a jugulární vaky •četné anastomózy a přestavby •d. thoracicus: z kaudální část pravého d. thoracicus a kraniální části levého d. thoracicus •d. lymhaticus dx.: z kraniální části pravého d. thoracicus VÝVOJ LYMFATICKÉHO SYSTÉMU Vývoj lymfatických uzlin •z lymfatických vaků kromě (c. chyli) •mezenchymální buňky •folikuly ještě bez germinativních center se vyvíjejí v období kolem narození development of the lymphatic system: image #2 HESI Case Studies | Lymphatic system, Lymph massage, Lymphatic massage VÝVOJ TONSIL A THYMU •Tonsilla palatina •druhá entodermová žaberní výchlipka (fossa tonsillaris) •Tonsilla pharyngea, tubaria and lingualis •agregace lymfatické tkáně v nosohltanu, poblíž ústí tuba auditiva a kořene jazyka • •Thymus •třetí entodermová žaberní výchlipka Tonsil - Wikiwand Obsah obrázku vzor, čtverec, pixel, design Popis byl vytvořen automaticky Co to je faryngový aparát? PPT - Development of Thymus PowerPoint Presentation, free download - ID:3762483 VÝVOJ THYMU Pharyngeal apparatus - Wikipedia •Thymus •třetí entodermová žaberní výchlipka Zárodek člověka (8. týden) – vývoj thymu, příčný řez, HE, zvětšení 25× VÝVOJ THYMU Trachea Thymus Sternum a žebra Jícen Chrupavka obratle Zárodek člověka (8. týden) – vývoj thymu, příčný řez, HE, zvětšení 200× 8. týden VÝVOJ SLEZINY •Dorzální mezenterium žaludku •Původ z mezenchymu VÝVOJ SLEZINY •Dorzální mezenterium žaludku •Původ z mezenchymu VÝVOJ SLEZINY Slezina Žaludek Játra Pankreas Gl. suprarenalis sin. 8. týden DĚKUJI ZA POZORNOST Otázky? Komentáře? Special thanks to CellCartoons.net Immune Cell Cartoons Macrophage, Dendritic Cell, T Cells and B Cell