Физиология лимфатической системы

Обновлено: 04.05.2024

Лимфатическая система представляет собой разветвленную систему трубок, которая берет начало в тканях и заканчивается в подключичных венах. Она формирует дополнительный путь возврата в кровь воды и некоторых веществ, в первую очередь, белков, вышедших в тканевую жидкость в процессе капиллярной фильтрации. Филогенетически лимфатическая система — это измененные вены, что объясняет общие черты строения лимфатических и венозных сосудов.

Строение лимфатической системы

Лимфатические капилляры представляют собой эндотелиальные трубки с «закрытым концом», которые хорошо проницаемы для воды, макромолекул и даже частиц. Так же, как сосудистые капилляры, они располагаются между тканевыми клетками и, сливаясь вместе, образуют лимфатические сосуды. Высокая проницаемость лимфатических капилляров связана с тем, что между их эндотелиальными клетками нет плотных контактов, а с помощью тонких белковых нитей они прикреплены к окружающей соединительной ткани. При мышечном сокращении эти нити натягиваются, открывая пространство между эндотелиальными клетками для прохода макромолекул (рис. 9.1).

Густота лимфатических капилляров неодинакова в разных органах. Хрящ, кость, ткани ЦНС и кожного эпителия полностью лишены лимфатических сосудов. Наибольшее же их количество насчитывается в печени и тонком кишечнике, в этих органах образуется около 50% всей лимфы организма.

Рис. 9.1. Особенности строения и функционирования лимфатических капилляров.

а — расширение капилляра при увеличении объема тканевой жидкости; б — эндотелиальные клапаны

Лимфатические сосуды отличаются от капилляров большими размерами и присутствием в стенках эластических волокон и гладкомышечных клеток. Гладкомышечные клетки стенок лимфатических сосудов за счет ритмических сокращений активно влияют на величину потока лимфы. Гладкомышечные клетки образуют сократимые участки между клапанами, которые называются лимфангионами и рассматриваются как структурнофункциональные единицы лимфатических сосудов.

Постепенно количество эластических и сократимых компонентов стенки увеличивается, и гладкие мышцы приобретают адренергическую иннервацию. В лимфатических сосудах появляются эндотелиальные клапаны, одно- или двустворчатые, благодаря которым лимфа может течь только по направлению к центральным венам (рис. 9.2).

Лимфатические узлы локализуются по ходу крупных лимфатических сосудов. На входе в узлы лимфатические сосуды разветвляются на каналы меньшего диаметра, которые впадают в узел. Снаружи лимфатический узел окружен капсулой, содержащей гладкомышечные элементы. Внутри капсулы лежат узелки ретикуло-эндотелиальной ткани. Между этими узелками располагаются синусы, по которым протекает лимфа. Синусы снабжены сетью, образованной белковыми фибриллами. Отток из узлов также происходит по мелким сосудам, образующим затем более крупные стволы. Протеканию лимфы через узел способствуют собственные ритмические сокращения стенок узла, обеспечиваемые гладкой мускулатурой. Их частота составляет 1—2 сокращения в минуту. Лимфатические узлы имеют обильное кровоснабжение, благодаря которому в них попадают макрофаги. Это усиливает роль узлов как защитных барьеров. По мере прохождения лимфы содержащиеся в ней чужеродные тела задерживаются фибриллярной сетью, заполняющей узел, и фагоцитируются многочисленными макрофагами, лежащими в узелках ретикуло-эпителиальной ткани. Кроме макрофагов, в лимфатических узлах содержатся как В- так и Г-лимфоциты, которые также принимают участие в борьбе с чужеродными телами. Строение лимфатического узла схематически изображено на рис. 9.3.

Рис. 9.2. Строение и особенности функционирования лимфатических сосудов:

а — структура лимфангиона и механизм работы лимфатического насоса; 6 — схема влияния пульсации артерии на лимфатический сосуд

Рис. 93. Функциональная схема строения лимфатического узла

Лимфатические протоки собирают лимфу из лимфатических сосудов и возвращают в кровь. Два самых больших протока — правый и левый грудные протоки — впадают в правую и левую подключичные вены около их соединения с яремными венами. Расположение основных элементов лимфатической системы человека показано на рис. 9.4.

Рис. 9.4. Основные элементы лимфатической системы человека

Физиология лимфатической системы

Лимфатическая система наряду с венозной выполняет дренажную функцию тканей путем образования лимфы. Кроме того, лимфатическая система выполняет специфическую функцию – играет роль барьера для микробов и других вредных частиц, в т. ч. и опухолевых клеток, которые задерживаются в лимфатических узлах.

Лимфатическая система играет большую роль в иммунной функции – в лимфатических узлах образуются защитные клетки (плазматические клетки), которые вырабатывают антитела к болезнетворным частицам (микробы). В лимфатических узлах также находятся В- и Т- лимфоциты, ответственные за иммунитет.

Дренажная функция лимфатической системы осуществляется посредством всасывания из тканей организма воды и растворенных в ней белков, продуктов распада клеток, бактерий и т.д. Объем образующейся лимфы зависит от количества воды, находящейся в межклеточных промежутках тканей организма, и от количества растворенных в этой воде химических веществ и белка.

Общее количество белка, поступающего с лимфой в кровь приблизительно равно 100 г в сутки. Лимфа, образовавшаяся путем всасывания жидкости из тканей через лимфатические капилляры, поступает в лимфатические сосуды. Далее, пройдя через лимфатические узлы, где она фильтруется, лимфатическая жидкость через лимфатические протоки и стволы (крупные лимфатические сосуды) поступает в венозную систему.

Скорость движения лимфы по лимфатическим сосудам зависит от силы сокращения стенок этих сосудов, пульсации кровеносных сосудов, движения тела и сокращения мышц, дыхательных движений грудной клетки. Под воздействием нервной системы лимфатические сосуды могут сокращаться, что также влияет на скорость лимфотока.

Общее количество лимфы, проходящее по лимфатическим сосудам за сутки, приблизительно равно 4 л. По данным Русняка, Фельди, Сабо (1957 г.) количество лимфы в лимфатической системе достигает 1-2 литров. Лимфатическая система участвует в восполнении количества циркулирующей крови.

Регуляция образования лимфы и объема лимфообращения

Регуляция образования лимфы и объема лимфообращения осуществляется с рецепторов, которые воспринимают изменения концентрации веществ в результате деятельности тканей, органов. При повышении функциональной активности органов информация с рецепторов поступает в сосудистый нервный центр, где формируется программа, которая по симпатическим нервным волокнам и через гормоны адреналин, норадреналин, серотонин, ренин вызывает небольшое учащение сокращений сердца, сужение сосудов и повышение давления крови, расширение капилляров, усиление фильтрации. Все это приводит к образованию лимфы, сокращению лимфатических сосудов, увеличению тока лимфы

При уменьшении активности органов формируется программа, вызывающая противоположные действия.

В сложной системе регуляции лимфообрагцения и лимфообразования большую роль играют циркадные ритмы активности гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы, определяющие уровень циркулирующих биогенных аминов. Этот фактор рассматривают как регулятор метаболизма белков, липидов и углеводов, ответственных за транспорт всех биологических жидкостей. Движение лимфы осуществляется за счет работы лимфангиомов, представляющих собой цепочки лимфатических сосудов и подчиненных адренергическому возбуждающему влиянию.

Структура и физиология лимфатической сосудистой сети

Лимфатическая сосудистая система представляет собой высокоорганизованную сеть структурно и функционально связанных специализированных лимфатических сосудов разного калибра и лимфатических узлов, которые выполняют обменные и транспортные функции. Лимфа – это образующийся в тканях фильтрат плазмы крови, в котором содержатся антигенпрезентирующие клетки и лимфоциты. С лимфой из тканей удаляются избыток жидкости и экстравазированные белки. Лимфатическая система поддерживает гомеостаз внеклеточной жидкости, благоприятный для оптимальной функции тканей, удаляя вещества, которые возникают в результате метаболизма или гибели клеток, а также оптимизируя иммунитет против бактерий, вирусов и других антигенов. Несмотря на то, что лимфатическая сосудистая сеть формально не считается частью иммунной системы, она имеет решающее значение для трафика антигенов и иммунных клеток. Помимо этого, лимфатические эндотелиальные клетки способны представлять антигены и экспрессировать факторы, модулирующие иммунные реакции. После воспалительного стимула эндотелиальные клетки вырабатывают хемокины, которые рекрутируют иммунные клетки в лимфатические узлы. В отличие от системы кровообращения с централизованным насосом, движение лимфы через сеть лимфатических сосудов обеспечивается силами, стимулирующими первоначальное образование лимфы в тканях и способностью лимфатических сосудов и узлов ритмично сокращаться, обеспечивая повышение давления и перемещение лимфы в проксимальном направлении. Поскольку скорость метаболизма в различных органах и тканях значительно изменяется в зависимости от функционального состояния ткани, также существенно изменяется и кровоток через ткань и количество образующейся лимфы. Лимфатическая сосудистая сеть имеет несколько контуров регуляции лимфотока. В данной статье представлен всесторонний обзор важных результатов, полученных за прошедшее столетие, и обсуждается молекулярный и физиологический контроль транспортной функции лимфатических сосудов и узлов.

Ключевые слова

Об авторах

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт физиологии имени И. П. Павлова» Российской академии наук
Россия

Лобов Геннадий Иванович – д-р мед. наук, профессор, зав. лабораторией физиологии сердечно-сосудистой и лимфатической систем

199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, д. 6

Непиющих Жанна Вячеславовна – научный сотрудник лаборатории физиологии сердечно-сосудистой и лимфатической систем

199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, д. 6

Список литературы

1. Bernaudin JF, Kambouchner M, Lacave R. Lymphatic vascular system, development and lymph formation. Review. Rev Pneumol Clin. 2013;69(2):93–101. Doi: 10.1016/j.pneumo.2013.01.005.

2. Plog BA, Nedergaard M. The Glymphatic System in Central Nervous System Health and Disease: Past, Present, and Future. Annu Rev Pathol. 2018;13:379–394. Doi: 10.1146/annurev-pathol-051217-111018.

3. Park PJ, Chang M, Garg N, Zhu J, Chang JH, Shukla D. Corneal lymphangiogenesis in herpetic stromal keratitis. Surv Ophthalmol. 2015;60(1):60–71. Doi: 10.1016/j.survophthal.2014.06.001.

4. Mendoza E, Schmid-Schonbein GW. A model for mechanics of primary lymphatic valves. J Biomech Eng. 2003;125: 407–414. Doi: 10.1115/1.1568128.

5. Leak LV, Burke JF. Ultrastructural studies on the lymphatic anchoring filaments. J Cell Biol. 1968;36(1):129–149.

6. Aukland K, Reed RK. Interstitial-lymphatic mechanisms in the control of extracellular fluid volume. Physiol Rev. 1993;73(1):1–78. Doi: 10.1152/physrev.1993.73.1.1.

7. Michel CC. Starling: the formulation of his hypothesis of microvascular fluid exchange and its significance after 100 years. Exp Physiol. 1997;82:1–30. Doi: 10.1113/expphysiol.1997.sp004000.

8. Bert JL, Reed RK. Flow conductivity of rat dermis is determined by hydration. Biorheology. 1995;32(1):17–27. Doi: 10.3233/bir-1995-32102.

9. Schmid-Schonbein GW. Microlymphatics and lymph flow. Physiol Rev. 1990;70(4):987–1028. Doi: 10.1152/physrev.1990.70.4.987.

10. Dixon JB, Raghunathan S, Swartz MA. A tissue-engineered model of the intestinal lacteal for evaluating lipid transport by lymphatics. Biotechnol Bioeng. 2009;103(6):12241235. Doi: 10.1002/bit.22337.

11. Bohlen HG, Unthank JL. Rat intestinal lymph osmolarity during glucose and oleic acid absorption. Am J Physiol. 1989;257(3 Pt 1):G438–G446. Doi: 10.1152/ajpgi.1989.257.3.G438.

12. Fadnes HO. Colloid osmotic pressure in interstitial fluid and lymph from rabbit subcutaneous tissue. Microvasc Res. 1981;21(3):390–392. Doi: 10.1016/0026-2862(81)90022-4.

13. Dzieciatkowska M, Wohlauer MV, Moore EE, Damle S, Peltz E, Campsen J, Kelher M, Silliman C, Banerjee A, Hansen KC. Proteomic analysis of human mesenteric lymph. Shock. 2011;35(4):331–338. Doi: 10.1097/SHK.0b013e318206f654.

14. Vinuesa CG, Chang PP. Innate B cell helpers reveal novel types of antibody responses. Nat Immunol. 2013;14(2): 119–126. Doi: 10.1038/ni.2511.

16. D’Andrea V, Panarese A, Taurone S, Coppola L, Cavallotti C, Artico M. Human Lymphatic Mesenteric Vessels: Morphology and Possible Function of Aminergic and NPYergic Nerve Fibers. Lymphat Res Biol. 2015;13(3):170–175. Doi: 10.1089/lrb.2015.0018.

17. Borisov AV. The theory of the design of the lymphangion. Morfologiia. 1997;112(5):7–17.

18. Mazzoni MC, Skalak TC, Schmid-Schonbein GW. Structure of lymphatic valves in the spinotrapezius muscle of the rat. Blood Vessels. 1987; 24(6):304–312. Doi: 10.1159/000158707.

20. Granger DN. Intestinal microcirculation and transmucosal fluid transport. Am J Physiol. 1981;240(5):G343–G349. Doi: 10.1152/ajpgi.1981.240.5.G343.

21. Kohan AB, Yoder SM, Tso P. Using the lymphatics to study nutrient absorption and the secretion of gastrointestinal hormones. Physiol Behav. 2011;30;105(1):82–88. Doi: 10.1016/j.physbeh.2011.04.056.

22. Azzali G. Structure, lymphatic vascularization and lymphocyte migration in mucosa-associated lymphoid tissue. Immunol Rev. 2003;195:178–189. Doi: 10.1034/j.1600-065x.2003.00072.x.

23. Nestle FO, Di Meglio P, Qin JZ, Nickoloff BJ. Skin immune sentinels in health and disease. Nat Rev Immunol. 2009;9(10):679–691. Doi: 10.1038/nri2622.

24. Wang XN, McGovern N, Gunawan M, Richardson C, Windebank M, Siah TW, Lim HY, Fink K, Li JL, Ng LG, Ginhoux F, Angeli V, Collin M, Haniffa M. A three-dimensional atlas of human dermal leukocytes, lymphatics, and blood vessels. J Invest Dermatol. 2014;134(4):965–974. Doi: 10.1038/jid.2013.481.

26. Weber E, Sozio F, Borghini A, Sestini P, Renzoni E. Pulmonary lymphatic vessel morphology: a review. Ann Anat. 2018;218:110–117. Doi: 10.1016/j.aanat.2018.02.011.

29. Лобов Г. И., Орлов Р. С. Саморегуляция насосной функции лимфангиона // Физиол. журн. СССР им. И. М. Сеченова. – 1988. – Т. 74, № 7. – С. 977–986.

30. Razavi MS, Nelson TS, Nepiyushchikh Z, Gleason RL, Dixon JB. The relationship between lymphangion chain length and maximum pressure generation established through in vivo imaging and computational modeling. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 2017;313(6):H1249–H1260. Doi: 10.1152/ajpheart.00003.2017.

31. Lobov GI. The Rheological Properties of the Large Lymphatic Vessels. Fiziologicheskii zhurnal SSSR im. I. M. Sechenova. 1990;76(3):371–377. (In Russ.).

32. Crowe MJ, von der Weid PY, Brock JA, Van Helden DF. Coordination of contractile activity in guinea-pig mesenteric lymphatics. J Physiol. 1997;500( Pt 1)(Pt 1):235–244. Doi: 10.1113/jphysiol.1997.sp022013.

33. Breslin JW. Mechanical forces and lymphatic transport. Microvasc Res. 2014;96:46–54. Doi: 10.1016/j.mvr.2014.07.013.2014.

34. Zawieja DC. Contractile Physiology of Lymphatics. Lymphat Res Biol. 2009;7(2):87–96. Doi: 10.1089/lrb.2009.0007.

35. Orlov RS, Lobov GI. Ionic mechanisms of the electrical activity of the smooth-muscle cells of the lymphatic vessels. Fiziologicheskii zhurnal SSSR im. I. M. Sechenova. 1984; 70(5):712–721. (In Russ.).

36. Zhang R, Taucer AI, Gashev AA, Muthuchamy M, Zawieja DC, Davis MJ. Maximum shortening velocity of lymphatic muscle approaches that of striated muscle. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2013;305(10):H1494–1507. Doi: 10.1152/ajpheart.00898.2012.

37. Muthuchamy M, Zawieja D. Molecular regulation of lymphatic contractility. Ann N Y Acad Sci. 2008;1131:89–99. Doi: 10.1196/annals.1413.008.

38. von der Weid PY, Crowe MJ, Van Helden DF. Endothelium-dependent modulation of pacemaking in lymphatic vessels of the guinea-pig mesentery. J Physiol. 1996;493(Pt 2):563–575. Doi: 10.1113/jphysiol.1996.sp021404.

39. von der Weid PY, Rahman M, Imtiaz MS, van Helden DF. Spontaneous transient depolarizations in lymphatic vessels of the guinea pig mesentery: pharmacology and implication for spontaneous contractility. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2008;295(5):H1989–2000. Doi: 10.1152/ajpheart.00007.2008.

40. Лобов Г. И. Электрофизиологические свойства мембраны гладкомышечных клеток лимфатических сосудов быка // Журн. эволюционной биохимии и физиологии. – 1985. – № 3. – С. 271–276.

41. Лобов Г. И. Локализация и свойства пейсмекерных клеток лимфангиона // Докл. Акад. наук. – 1987. – Vol. 294, № 2. – С. 353–359.

42. Mizuno R, Koller A, Kaley G. Regulation of the vasomotor activity of lymph microvessels by nitric oxide and prostaglandins. Am J Physiol. 1998;274(3):R790–R696. Doi: 10.1152/ajpregu.1998.274.3.R790.

43. Wong BW, Zecchin A, García-Caballero M, Carmeliet P. Emerging Concepts in Organ-Specific Lymphatic Vessels and Metabolic Regulation of Lymphatic Development. Dev Cell. 2018;45(3):289–301. Doi: 10.1016/j.devcel.2018.03.021.

45. Koller A, Mizuno R, Kaley G. Flow reduces the amplitude and increases the frequency of lymphatic vasomotion: role of endothelial prostanoids. Am J Physiol. 1999;277(6):R16831689. Doi: 10.1152/ajpregu.1999.277.6.R1683.

46. Leak LV, Cadet JL, Griffin CP, Richardson K. Nitric oxide production by lymphatic endothelial cells in vitro. Biochem Biophys Res Commun. 1995;217(1):96–105. Doi: 10.1006/bbrc.1995.2750.

47. von der Weid PY, Crowe MJ, van Helden DF. Endothelium-dependent modulation of pacemaking in lymphatic vessels of the guinea-pig mesentery. J Physiol. 1996;493(Pt 2):563–575. Doi: 10.1113/jphysiol.1996.sp021404.

48. Rehal S, von der Weid PY. Experimental ileitis alters prostaglandin biosynthesis in mesenteric lymphatic and blood vessels. Prostaglandins Other Lipid Mediat. 2015;116117:37–48. Doi: 10.1016/j.prostaglandins.2014.11.001.

49. Lobov GI, Dvoretskii DP. Endothelium-dependent hyperpolarization–mediated relaxation pathway in bovine mesenteric lymph nodes. Doklady Biological Sciences. 2019; 484(1):10–12.

50. Лобов Г. И. Роль сероводорода в дилатации брыжеечных лимфатических сосудов быка. Бюл. эксперим. биологии и медицины. – 2020. – Т. 169, № 3. – С. 272–276.

51. Unt DV, Lobov GI. Inhibitory effect of interferons on contractive activity of bovine mesenteric lymphatic vessels and nodes. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2017;164(2):123–126.

52. Лобов Г. И., Панькова М. Н., Абдрешов С. Н. Фазные и тонические сокращения лимфатических сосудов и узлов при действии предсердного натрийуретического пептида // Регионар. кровообращение и микроциркуляция. – 2015. – Т. 14, № 3. – С. 72–77. Doi: 10.24884/1682-66552015-14-3-72-77.

54. D’Andrea V, Panarese A, Taurone S, Coppola L, Cavallotti C, Artico M. Human lymphatic mesenteric vessels: morphology and possible function of aminergic and NPY-ergic nerve fibers. Lymphat. Res Biol. 2015;13(3):170–175. Doi: 10.1089/lrb.2015.0018.

55. Telinius N, Baandrup U, Rumessen J, Pilegaard H, Hjortdal V, Aalkjaer C, Boedtkjer DB. The human thoracic duct is functionally innervated by adrenergic nerves. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2014;15;306(2):H206–213. Doi: 10.1152/ajpheart.00517.2013.

56. Hashimoto S, Kawai Y, Ohhashi T. Effects of vasoactive substances on the pig isolated hepatic lymph vessels. J Pharmacol Exp Ther. 1994;269(2):482–488.

57. Ohtani O, Ohtani Y. Structure and function of rat lymph nodes. Arch Histol Cytol. 2008;71(2):69–76. Doi: 10.1679/aohc.71.69.

58. Louie DAP, Liao S. Lymph Node Subcapsular Sinus Macrophages as the Frontline of Lymphatic Immune Defense. Front Immunol. 2019;10:347. Doi: 10.3389/fimmu.2019.00347.

59. Angel CE, Chen CJ, Horlacher OC, Winkler S, John T, Browning J, MacGregor D, Cebon J, Dunbar PR. Distinctive localization of antigen-presenting cells in human lymph nodes. Blood. 2009 Feb 5;113(6):1257–1267.

60. Thornbury KD, McHale NG, Allen JM, Hughes G. Nerve-mediated contractions of sheep mesenteric lymph node capsules. J Physiol. 1990 Mar;422:513–522. Doi: 10.1113/jphysiol.1990.sp017998.

62. Lobov GI, Pankova MN. Mechanical properties of lymph node capsule. Bull Exp Biol Med. 2011;151(1):5–8. Doi: 10.1007/s10517-011-1246-7.

63. Лобов Г. И., Панькова М. Н. NO-зависимая модуляция сократительной функции гладких мышц капсулы лимфатических узлов // Рос. физиол. журн. им. И. М. Сеченова. – 2010. – Т. 96, № 5. – С. 489–497.

64. Лобов Г. И., Унт Д. В. Дексаметазон предотвращает сепсис-индуцированное угнетение сократительной функции лимфатических сосудов и узлов посредством ингибирования индуцибельной NO-синтазы и циклооксигеназы-2 // Рос. физиол. журн. им. И. М. Сеченова. –2019. Т. 105, № 1. – С. 76–88.

65. Pan’kova MN, Lobov GI. Effect of heparin on contractile activity of lymph node capsule. Bull. Exp. Biol. Med. 2015;159(5):632–634.

66. Acton SE, Reis Е Sousa C. Dendritic cells in remodeling of lymph nodes during immune responses. Immunol Rev. 2016;271(1):221–229. Doi: 10.1111/imr.12414.

67. Holdsworth SR, Gan PY. Cytokines: Names and Numbers You Should Care About. Clin J Am Soc Nephrol. 2015;10(12):2243–2254. Doi: 10.2215/CJN.07590714.

68. Dayan JH, Ly CL, Kataru RP, Mehrara BJ. Lymphedema: Pathogenesis and Novel Therapies. Annu Rev Med. 2018 Jan 29;69:263–276. Doi: 10.1146/annurev-med-060116-022900.

70. von der Weid PY. Review article: lymphatic vessel pumping and inflammation – the role of spontaneous constrictions and underlying electrical pacemaker potentials. Aliment Pharmacol Ther. 200115(8):1115–1129. Doi: 10.1046/j.13652036.2001.01037.x.

72. von der Weid PY, Muthuchamy M. Regulatory mechanisms in lymphatic vessel contraction under normal and inflammatory conditions. Pathophysiology. 2010;17(4):263–276. Doi: 10.1016/j.pathophys.2009.10.005.

73. Aldrich MB, Sevick-Muraca EM. Cytokines are systemic effectors of lymphatic function in acute inflammation. Cytokine. 2013;64(1):362–369. Doi: 10.1016/j.cyto.2013.05.015.

74. Chen Y, Rehal S, Roizes S, Zhu HL, Cole WC, von der Weid PY. The pro-inflammatory cytokine TNF-alpha inhibits lymphatic pumping via activation of the NF-kappaB-iNOS signaling pathway. Microcirculation. 2017;24(3):10.1111/ micc.12364. Doi: 10.1111/micc.12364.

75. Schwager S, Detmar M. Inflammation and Lymphatic Function. Front Immunol. 2019;26(10):308. Doi: 10.3389/fimmu.2019.00308.

76. Breslin JW, Yang Y, Scallan JP, Sweat RS, Adderley SP, Murfee WL. Lymphatic Vessel Network Structure and Physiology. Compr Physiol. 2018;9(1):207–299. Doi: 10.1002/cphy.c180015.

Лимфа и лимфообращение

В организме животных кроме системы кровообращения есть система лимфообращения, возвращающая в кровь поступившую в ткани жидкость — лимфу. Лимфатическая система — составная часть сосудистой системы, обеспечивающая образование лимфы и лимфообращение.

Лимфатическая система — сеть капилляров, сосудов и узлов, по которым в организме передвигается лимфа. Лимфатические капилляры замкнуты с одного конца, т.е. слепо заканчиваются в тканях. Лимфатические сосуды среднего и крупного диаметра, подобно венам, имеют клапаны. По их ходу расположены лимфатические узлы — «фильтры», задерживающие вирусы, микроорганизмы и наиболее крупные частицы, находящиеся в лимфе.

Лимфатическая система начинается в тканях органов в виде разветвленной сети замкнутых лимфатических капилляров, которые не имеют клапанов, а их стенки обладают высокой проницаемостью и способностью всасывать коллоидные растворы и взвеси. Лимфатические капилляры переходят в лимфатические сосуды, снабженные клапанами. Благодаря этим клапанам, препятствующим обратному току лимфы, она течет только в направлении к венам. Лимфатические сосуды впадают в лимфатический грудной проток, через который течет лимфа от 3/4 организма. Грудной проток впадает в краниальную полую вену или яремную вену. Лимфа по лимфатическим сосудам поступает в правый лимфатический ствол, впадающий в краниальную полую вену.

Рис. Схема лимфатической системы

Функции лимфатической системы

Лимфатическая система выполняет несколько функций:

защитную функцию обеспечивает лимфоидная ткань лимфатических узлов, вырабатывающая фагоцитарные клетки, лимфоциты и антитела. Перед входом в лимфатический узел лимфатический сосуд делится на мелкие ветви, которые переходят в синусы узла. От узла отходят также мелкие ветви, которые объединяются вновь в один сосуд;
фильтрационная функция также связана с лимфатическими узлами, в которых механически задерживаются различные чужеродные вещества и бактерии;
транспортная функция лимфатической системы заключается в том, что через эту систему в кровь поступает основное количество жира, который всасывается в желудочно-кишечном тракте;
лимфатическая система выполняет также гомеостатическую функцию, поддерживая постоянство состава и объема интерстициальной жидкости;
лимфатическая система выполняет дренажную функцию и удаляет избыток находящейся в органах тканевой (интерстициальной) жидкости.

Образование и циркуляция лимфы обеспечивают удаление избытка внеклеточной жидкости, который создается за счет того, что фильтрация превышает реабсорбцию жидкости в кровеносные капилляры. Такая дренажная функция лимфатической системы становится очевидной, если отток лимфы из какой-то области тела снижен или прекращен (например, при сдавливании конечностей одеждой, закупорке лимфатических сосудов при их травме, пересечении во время хирургической операции). В этих случаях дистальнее места сдавливания развивается местный отек ткани. Такой вид отека называют лимфатическим.

Возврат в кровеносное русло альбумина, профильтровавшегося в межклеточную жидкость из крови, особенно в органах, имеющих высокопроницаемые гистогематические барьеры (печень, желудочно-кишечный тракт). За сутки с лимфой в кровоток возвращается более 100 г белка. Без этого возврата потери белка кровью были бы невосполнимы.

Лимфа входит в систему, обеспечивающую гуморальные связи между органами и тканями. С ее участием осуществляется транспорт сигнальных молекул, биологически активных веществ, некоторых ферментов (гистаминаза, липаза).

В лимфатической системе завершаются процессы дифференцировки лимфоцитов, транспортируемых лимфой вместе с иммунными комплексами, выполняющими функции иммунной защиты организма.

Защитная функция лимфатической системы проявляется также в том, что в лимфоузлах отфильтровываются, захватываются и в ряде случаев обезвреживаются инородные частицы, бактерии, остатки разрушенных клеток, различные токсины, а также опухолевые клетки. С помощью лимфы удаляются из тканей эритроциты, вышедшие из кровеносных сосудов (при травмах, повреждениях сосудов, кровотечениях). Нередко накопление токсинов и инфекционных агентов в лимфатическом узле сопровождается его воспалением.

Лимфа участвует в транспорте в венозную кровь большого круга кровообращения хиломикронов, липопротеинов и жирорастворимых веществ, всасывающихся в кишечнике.

Лимфа и лимфообращение

Лимфа представляет собой фильтрат крови, образующийся из тканевой жидкости. Она имеет щелочную реакцию, в ней отсутствуют эритроциты, но содержатся лейкоциты, фибриноген и тромбоциты, поэтому она способна свертываться. Химический состав лимфы сходен с таковым плазмы крови, тканевой жидкости и других жидкостей организма.

Лимфа, оттекающая от разных органов и тканей, имеет различный состав в зависимости от особенностей их обмена веществ и деятельности. Лимфа, оттекающая от печени, содержит больше белков, лимфа желез внутренней секреции — больше гормонов. Продвигаясь по лимфатическим сосудам, лимфа проходит через лимфатические узлы и обогащается лимфоцитами.

Лимфа — прозрачная бесцветная жидкость, содержащаяся в лимфатических сосудах и лимфатических узлах, в которой нет эритроцитов, имеются тромбоциты и много лимфоцитов. Ее функции направлены на поддержание гомеостаза (возврат белка из тканей в кровь, перераспределение жидкости в организме, образование молока, участие в пищеварении, обменных процессах), а также участие в иммунологических реакциях. В лимфе содержится белок (около 20 г/л). Продукция лимфы сравнительно невелика (больше всего в печени), за сутки образуется около 2 л путем реабсорбции из интерстициальной жидкости в кровь кровеносных капилляров после фильтрации.

Образование лимфы обусловлено переходом воды и растворенных в плазме крови веществ из кровеносных капилляров в ткани, а из тканей — в лимфатические капилляры. В состоянии покоя процессы фильтрации и абсорбции в капиллярах сбалансированы и лимфа полностью абсорбируется обратно в кровь. В случае повышенной физической нагрузки в процессе метаболизма образуется ряд продуктов, которые повышают проницаемость капилляров для белка, его фильтрация увеличивается. Фильтрация в артериальной части капилляра происходит при повышении гидростатического давления над онкотическим на 20 мм рт. ст. При мышечной деятельности объем лимфы нарастает и ее давление обусловливает проникновение интерстициальной жидкости в просвет лимфатических сосудов. Лимфообразованию способствует повышение осмотического давления тканевой жидкости и лимфы в лимфатических сосудах.

Движение лимфы по лимфатическим сосудам происходит за счет присасывающей силы грудной клетки, сокращения скелетных мышц, сокращения гладких мышц стенки лимфатических сосудов и за счет лимфатических клапанов.

Лимфатические сосуды имеют симпатическую и парасимпатическую иннервацию. Возбуждение симпатических нервов приводит к сокращению лимфатических сосудов, а при активации парасимпатических волокон происходит сокращение и расслабление сосудов, что усиливает лимфоток.

Адреналин, гистамин, серотонин усиливают ток лимфы. Уменьшение онкотического давления белков плазмы и повышение капиллярного давления увеличивает объем оттекающей лимфы.

Образование и количество лимфы

Лимфа является жидкостью, текущей по лимфатическим сосудам и составляющей часть внутренней среды организма. Источники ее образования — плазма крови, профильтровавшаяся из микроциркуляторного русла в ткани и содержимое интерстициального пространства. В разделе, посвященном микроциркуляции, обсуждалось, что объем плазмы крови, фильтрующейся в ткани, превышает объем жидкости, реабсорбируемой из них в кровь. Таким образом, около 2-3 л фильтрата крови и жидкости межклеточной среды, не реабсорбировавшихся в кровеносные сосуды, поступают за сутки по межэндотелиальным щелям в лимфатические капилляры, систему лимфатических сосудов и вновь возвращаются в кровь (рис. 1).

Лимфатические сосуды имеются во всех органах и тканях организма за исключением ЦНС, поверхностных слоев кожи и костной ткани. Наибольшее их количество насчитывается в печени и тонком кишечнике, где образуется около 50% всего суточного объема лимфы организма.

Основной составной частью лимфы является вода. Минеральный состав лимфы идентичен составу межклеточной среды той ткани, в которой образовалась лимфа. В лимфе содержатся органические вещества, преимущественно белки, глюкоза, аминокислоты, свободные жирные кислоты. Состав лимфы, оттекающей от разных органов, неодинаков. В органах с относительно высокой проницаемостью кровеносных капилляров, например в печени, лимфа содержит до 60 г/л белка. В лимфе имеются белки, участвующие в образовании тромбов (протромбин, фибриноген), поэтому она может свертываться. Лимфа, оттекающая от кишечника, содержит не только много белка (30-40 г/л), но и большое количество хиломикронов и липопротеинов, образованных из апонротеинов и жиров, всосавшихся из кишечника. Эти частицы находятся в лимфе во взвешенном состоянии, транспортируются ею в кровь и придают лимфе схожесть с молоком. В составе лимфы других тканей содержание белка в 3-4 раза меньше, чем в плазме крови. Главным белковым компонентом тканевой лимфы является низкомолекулярная фракция альбумина, фильтрующегося через стенку капилляров во внесосудистые пространства. Поступление белков и других крупномолекулярных частиц в лимфу лимфатических капилляров осуществляется за счет их пиноцитоза.

Рис. 1. Схематическое строение лимфатического капилляра. Стрелками показано направление тока лимфы

В лимфе содержатся лимфоциты и другие формы лейкоцитов. Их количество в разных лимфатических сосудах различается и находится в пределах 2-25*10 9 /л, а в грудном протоке составляет 8*10 9 /л. Другие виды лейкоцитов (гранулоциты, моноциты и макрофаги) содержатся в лимфе в небольшом количестве, но их число возрастает при воспалительных и других патологических процессах. Эритроциты и тромбоциты могут появляться в лимфе при повреждении кровеносных сосудов и травмах тканей.

Всасывание и движение лимфы

Лимфа всасывается в лимфатические капилляры, обладающие рядом уникальных свойств. В отличие от кровеносных капилляров лимфатические капилляры являются замкнутыми, слепо заканчивающимися сосудами (рис. 1). Их стенка состоит из одного слоя эндотелиальных клеток, мембрана которых фиксирована с помощью коллагеновых нитей к внесосудистым тканевым структурам. Между эндотелиальными клетками имеются межклеточные щелевидные пространства, размеры которых способны изменяться в широких пределах: от замкнутого состояния до размера, через который в капилляр могут проникать форменные элементы крови, фрагменты разрушенных клеток и частицы, сопоставимые по размерам с форменными элементами крови.

Сами лимфатические капилляры также могут изменять их размер и достигать диаметра до 75 мкм. Эти морфологические особенности строения стенки лимфатических капилляров придают им способность изменять проницаемость в широких пределах. Так, при сокращении скелетных мышц или гладкой мускулатуры внутренних органов за счет натяжения коллагеновых нитей могут раскрываться межэндотелиальные щели, через которые в лимфатический капилляр свободно перемещается межклеточная жидкость, содержащиеся в ней минеральные и органические вещества, включая белки и тканевые лейкоциты. Последние могут легко мигрировать в лимфатические капилляры также из-за их способности к амебоидному движению. Кроме того, в лимфу поступают лимфоциты, образующиеся в лимфатических узлах. Поступление лимфы в лимфатические капилляры осуществляется не только пассивно, но также под действием сил отрицательного давления, возникающего в капиллярах благодаря пульсирующему сокращению более проксимальных участков лимфатических сосудов и наличию в них клапанов.

Стенка лимфатических сосудов построена из эндотелиальных клеток, которые с наружной стороны сосуда охватываются в виде манжетки гладкомышечными клетками, расположенными радиально вокруг сосуда. Внутри лимфатических сосудов имеются клапаны, строение и принцип функционирования которых сходны с клапанами венозных сосудов. Когда гладкие миоциты расслаблены и лимфатический сосуд расширен, створки клапанов открыты. При сокращении гладких миоцитов, вызывающем сужение сосуда, давление лимфы в данном участке сосуда повышается, створки клапанов смыкаются, лимфа не может перемещаться в обратном (дистальном) направлении и проталкивается по сосуду проксимально.

Лимфа из лимфатических капилляров перемещается в посткапиллярные и затем в крупные внутриорганные лимфатические сосуды, впадающие в лимфатические узлы. Из лимфатических узлов по небольшим внеорганным лимфатическим сосудам лимфа течет в более крупные внеорганные сосуды, образующие самые крупные лимфатические стволы: правый и левый грудные протоки, через которые лимфа доставляется в кровеносную систему. Из левого грудного протока лимфа поступает в левую подключичную вену в месте возле ее соединения с яремными венами. Через этот проток в кровь перемещается большая часть лимфы. Правый лимфатический проток доставляет лимфу в правую подключичную вену от правой половины груди, шеи и правой руки.

Ток лимфы может быть охарактеризован объемной и линейной скоростями. Объемная скорость поступления лимфы из грудных протоков в вены составляет 1-2 мл/мин, т.е. всего 2-3 л/сут. Линейная скорость движения лимфы очень низкая — менее 1 мм/мин.

Движущую силу тока лимфы формирует ряд факторов.

Разность между величиной гидростатического давления лимфы (2-5 мм рт. ст.) в лимфатических капиллярах и ее давлением (около 0 мм рт. ст.) в устье общего лимфатического протока.
Сокращение гладкомышечных клеток стенок лимфатических сосудов, продвигающих лимфу в направлении грудного протока. Этот механизм иногда называют лимфатическим насосом.
Периодическое повышение внешнего давления на лимфатические сосуды, создаваемое сокращением скелетных или гладких мышц внутренних органов. Например, сокращение дыхательных мышц создает ритмические изменения давления в грудной и брюшной полостях. Понижение давления в грудной полости при вдохе создает присасывающую силу, способствующую перемещению лимфы в грудной проток.

Количество лимфы, образующейся за сутки в состоянии физиологического покоя, составляет около 2-5% от массы тела. Скорость се образования, движения и состав зависят от функционального состояния органа и ряда других факторов. Так, объемный ток лимфы от мышц при мышечной работе увеличивается в 10-15 раз. Через 5-6 ч после приема пищи увеличивается объем лимфы, оттекающей от кишечника, изменяется ее состав. Это происходит главным образом за счет поступления в лимфу хиломикронов и липопротеинов.

Пережатие вен ног или длительное стояние приводит к затруднению возврата венозной крови от ног к сердцу. При этом увеличивается гидростатическое давление крови в капиллярах конечностей, возрастает фильтрация и создается избыток тканевой жидкости. Лимфатическая система в таких условиях не может обеспечить в достаточной мере свою дренажную функцию, что сопровождается развитием отека.

Физиология и патофизиология лимфатической системы. Результаты исследований и научные перспективы развития кафедры

В обзоре обобщены данные собственных исследований и литературы, посвящённой роли лимфатической системы в ряде физиологических и патологических состояний. Характерная реакция лимфообращения при шоке, остром разлитом перитоните, в постреанимационном периоде - увеличение объёмной скорости лимфотока. Мобилизация лимфатической системы, экстраваскулярной жидкости и белков при изученных экстремальных состояниях находит объяснение в представлениях о роли лимфатической системы как естественного источника восполнения объёма циркулирующей крови и сывороточных белков («аутотрансфузия»). При данных патологических процессах на более поздних сроках развивается недостаточность лимфообращения. На модели острого воспаления брюшины был обоснован принцип целенаправленной стимуляции лимфообращения в патологии как способ детоксикации организма с применением гормонов, прокаиновой (новокаиновой) блокады чревных нервов и пограничных симпатических стволов. При лихорадке различной продолжительности выявляются усиление микролимфоциркуляции и центрального лимфообращения, изменения резорбционной, транспортной и барьерно-фильтрационной функций лимфатической системы, а также морфофункциональная перестройка лимфатических узлов. Особый интерес представляют исследования по выяснению роли лимфатической системы в срочной и долговременной адаптации организма к физическим нагрузкам. Активация центральной лимфодинамики при адекватных динамических нагрузках коррелирует с изменениями в системе микролимфоциркуляции (ускорение лимфотока, усиление перистальтических движений стенки лимфатических микрососудов и сократительной активности их клапанов). Состоянию крайнего физического утомления сопутствуют выраженные лимфососудистые, внесосудистые и внутрисосудистые изменения в микроциркуляторном русле. Лимфоциркуляторная недостаточность, а также структурная дезорганизация аппарата микролимфоциркуляции у тренированного организма наступают только в условиях крайнего физического напряжения. Таким образом, лимфатическая система вовлекается во многие физиологические и патологические процессы, её функциональное состояние влияет на течение и исход болезни. Следовательно, терапия заболеваний предполагает, в числе прочих мероприятий, коррекцию лимфообразования и транспорта лимфы (стимуляцию или ингибирование, эндолимфатическую терапию, дренирование грудного лимфатического протока, лимфосорбцию, блокаду лимфогенных путей и другие методы - в зависимости от специфики патологии).

Ключевые слова

Об авторах

Марсель Миргаязович Миннебаев

Список литературы

Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ № ФС 77-75008 от 1 февраля 2019 года выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор)

Читайте также: