Primäre lymphatische Organe

Die primären lymphatischen Organe, auch als zentrale lymphoide / lymphatische Organe bezeichnet, sind die Gewebe, die für die Produktion von lymphoiden Zellen aus Vorläuferzellen verantwortlich sind. Dazu gehören das Knochenmark und der Thymus. Im Knochenmark entwickeln sich hämatopoetische Stammzellen zu oligopotenten Vorläuferzellen (im Fall von Lymphozyten der lymphatischen Progenitorzelle). B-Lymphozyten durchlaufen im Knochenmark Differenzierungsprozesse, bevor sie in die sekundären lymphatischen Organe (z. B. Lymphknoten) wandern. Die Vorläuferzellen, aus denen T-Lymphozyten werden, wandern zur weiteren Reifung in den Thymus.

Aktualisiert: Feb 17, 2023

Inhalt

Überblick

Immunsystem

Das Immunsystem dient der Abwehr eindringender Krankheitserreger (Immunität), die von Viren bis hin zu Parasiten reichen. Die verschiedenen Komponenten des Immunsystems sind durch den Blut- und Lymphkreislauf miteinander verbunden.
Zwei überlappende Abwehrsysteme:
- Die angeborene Immunantwort (unspezifisch) umfasst folgende Zellen:
  - Natürliche Killerzellen
  - Monozyten / Makrophagen
  - Dendritische Zellen
  - Neutrophile, basophile und eosinophile Granulozyten
  - Gewebemastzellen
- Die adaptive Immunantwort (spezifische Antigenerkennung) umfasst folgende Zellen:
  - T- und B-Lymphozyten (aus den lymphatischen Organen)
  - Antigenpräsentierende Zellen

Lymphsystem

Das Lymphsystem (Lymphgefäße, Lymphflüssigkeit und lymphatische Organe) ist Teil des körpereigenen Immunsystems.

Lymphatische Organe:
- Primär:
  - Organe, in denen die Entwicklung von Lymphozyten aus Vorläuferzellen stattfindet (Neubildung)
  - Knochenmark und Thymus
- Sekundär:
  - Organe, in denen Lymphozyten aktiviert werden, proliferieren und zusätzliche Reifungsprozesse durchlaufen
  - Milz, Lymphknoten und MALT (z. B. Tonsillen)
Lymphgefäßeund -gänge:
- Netzwerk, das sich durch den menschlichen Körper erstreckt (ähnlich wie das Blutgefäßsystem)
- Verbindung zwischen lymphatischen Organen und Transport von interstitieller Flüssigkeit (Lymphe)
- Von Bedeutung bei der Immunantwort und dem Flüssigkeitshaushalt

Knochenmark

Anatomie

Knochenmark ist das schwammartige Gewebe in der Markhöhle langer Röhrenknochen und in den Hohlräumen der Spongiosa.

Rotes Knochenmark:
- Hämatopoetisch / blutbildend
- In flachen Knochen (Schädel, Brustbein, Wirbel, Schulterblätter und Beckenknochen) und der Epiphyse langer Röhrenknochen (Femur, Tibia, Humerus)
Gelbes Knochenmark:
- Keine hämatopoetische Funktion
- In der Diaphyse langer Röhrenknochen

Rote und gelbe Knochenmarkanteile — Knochenmark:
Querschnitt, der das rote und gelbe Mark des Knochens zeigt
Bild : „619 Red and Yellow Bone Marrow“ von OpenStax College. Lizenz: CC BY 3.0

Hauptfunktionen

Primärer Ort der Blutzellbildung (bis zum 5. Schwangerschaftsmonat)
Abbau alter Erythrozyten (in Bilirubin, Eisen, Globin) über Makrophagen und Wiederverwendung von Eisen
Fettspeicherung durch Adipozyten

Strukturen

Hämatopoetisch:
- Hämatopoetische Stammzellen (Englisches Akronym: HSC) sind multipotente Zellen mit der Fähigkeit, sich selbst zu erneuern und zu allen hämatopoetischen Zellen zu differenzieren.
- HSC → multipotente hämatopoetische Stammzellen (MHS) → oligopotente hämatopoetische Stammzellen:
  - Lymphatische Progenitorzellen (Englisches Akronym: CLP)
  - Myeloische Progenitorzellen (Englisches Akronym: CMP)
- CMPs und CLPs entwickeln sich zu bi- und unipotenten hämatopoetischen Stammzellen und werden stufenweise zu Effektorzellen oder differenzierten Zellen:
  - CMP → Granulozyten, Monozyten, Megakaryozyten, Erythrozyten
  - CLP → Lymphozyten (T-Vorläuferzellen wandern in den Thymus)
Nicht hämatopoetisch: Strukturen, die eine optimale Umgebung für die Differenzierung hämatopoetischer Stammzellen und die Proliferation von Blutzellen bereitstellen:
- Knochenzellen
- Stroma des Knochenmarks
- Sinusoide

Schematic representation of the bone marrow microenvironment — Schematische Darstellung der Mikrostruktur des Knochenmarks:
Der Bereich der hämatopoetischen Stammzellen (HSC) enthält die HSCs und weitere Vorläuferzellen. Diese Zellen stehen in enger Verbindung mit enossalen Osteoblasten und Knochensaumzellen. Wenn HSCs vom Ruhezustand in den proliferativen Zustand übergehen, wandern sie und kolonisieren in der subendosteale Region und schließlich in der zentralen Region des Knochenmarks (Vorläuferzellen).
Differenzierte Zellen erreichen den reifen Bereich, der die Sinusoide umgibt. Um in den Kreislauf freigesetzt zu werden, passieren diese reifen Zellen das Endothel (das die Sinusoide auskleidet) über transzelluläre Migration.
Bild : „Schematic presentation of the bone marrow microenvironment under “homeostatic” conditions“ Bedingungen“ von Bonomo A, Monteiro AC, Gonçalves-Silva T, Cordeiro-Spinetti E, Galvani RG, Balduino A. Lizenz: CC BY 4.0

Normal human bone marrow histologic architecture — Schematische Darstellung der Mikrostruktur des Knochenmarks:
Der Bereich der hämatopoetischen Stammzellen (HSC) enthält die HSCs und weitere Vorläuferzellen. Diese Zellen stehen in enger Verbindung mit enossalen Osteoblasten und Knochensaumzellen. Wenn HSCs vom Ruhezustand in den proliferativen Zustand übergehen, wandern sie und kolonisieren in der subendosteale Region und schließlich in der zentralen Region des Knochenmarks (Vorläuferzellen).
Differenzierte Zellen erreichen den reifen Bereich, der die Sinusoide umgibt. Um in den Kreislauf freigesetzt zu werden, passieren diese reifen Zellen das Endothel (das die Sinusoide auskleidet) über transzelluläre Migration.
Bild : „Schematic presentation of the bone marrow microenvironment under “homeostatic” conditions“ Bedingungen“ von Bonomo A, Monteiro AC, Gonçalves-Silva T, Cordeiro-Spinetti E, Galvani RG, Balduino A. Lizenz: CC BY 4.0

Thymus

Anatomie

Zweilappiges primäres lymphatisches Organ, das von einer Kapsel umgeben ist
Lokalisiert im vorderen Mediastinum superius
Entwicklung und Wachstum:
- Entwicklung aus der 3. und 4. Schlundtasche (Endoderm)
- Die T-Lymphozyten entstehen aus dem Mesoderm.
- 12 g bei der Geburt, Maximalgewicht von 30 – 40 g in der Pubertät
- Rückbildung nach der Pubertät (Lymphparenchym wird durch Fettgewebe ersetzt)

Hauptfunktion

Die Hauptfunktion des Thymus ist die Differenzierung und Reifung der T-Zellen (Vorläuferzellen aus dem Knochenmark wandern in den Thymus).

Allgemeine Struktur

Bindegewebskapsel
Zwei asymmetrische Lappen (der rechte Lappen ist größer):
- Jeder Thymuslappen ist in kleinere Läppchen unterteilt, die durch Trabekel (Bindegewebssepten, die sich von der äußeren Kapsel ins Organinnere erstrecken) getrennt sind.
- Jedes Läppchen enthält:
  - Rinde
  - Mark

Funktionelle Regionen

Rinde (Kortex):
- Äußere Randzone des Läppchens (dunkel)
- Bereich, in den die aus dem Knochenmark stammenden Zellen (CD4–, CD8–) eindringen.
- Dichte Gruppen sich entwickelnder unreifer T-Zellen / Thymozyten (unterschiedliche Größen und geringe Mitoseraten)
Mark (Medulla):
- Heller gefärbter zentraler Bereich des Läppchens
- Locker arrangiert
- Während der Reifung wandern T-Zellen von der Rinde Richtung Mark.
- Enthält:
  - Reife Lymphozyten (geringe Anzahl)
  - Hassallkörperchen: rundliche Zellaggregate aus Thymusepithelzellen (Überreste degenerierender Zellen und Zytokeratine)
Der kortikomedulläre Verbindungsbereich enthält antigenpräsentierende Zellen, dendritische Zellen und Makrophagen.

Thymus diagram — Primäres lymphatisches Organ im vorderen Mediastinum superius.
Der Thymus ist von einer äußeren Kapsel umgeben, von der Trabekel ins Innere ziehen und die Läppchen unterteilen. Jedes Läppchen hat einen äußeren, dunkel gefärbten Kortex und ein zentrales, blass gefärbtes Mark. Der Kortex enthält unreife T-Lymphozyten, die während ihrer Reifung in die Medulla wandern. Antigenpräsentierende Zellen (dendritische Zellen und Makrophagen) befinden sich im kortikomedullären Verbindungsbereich.
Bild : „*The thymus lies above the heart*“ von OpenStax College. Lizenz: CC BY 4.0

Histologic section showing the structure of a thymus — Primäres lymphatisches Organ im vorderen Mediastinum superius.
Der Thymus ist von einer äußeren Kapsel umgeben, von der Trabekel ins Innere ziehen und die Läppchen unterteilen. Jedes Läppchen hat einen äußeren, dunkel gefärbten Kortex und ein zentrales, blass gefärbtes Mark. Der Kortex enthält unreife T-Lymphozyten, die während ihrer Reifung in die Medulla wandern. Antigenpräsentierende Zellen (dendritische Zellen und Makrophagen) befinden sich im kortikomedullären Verbindungsbereich.
Bild : „*The thymus lies above the heart*“ von OpenStax College. Lizenz: CC BY 4.0

Gefäßssystem

Arterielle Blutversorgung über die A. thoracica interna
Venöser Abfluss über die Vv. thymicae und die Vv. brachiocephalicae
Ein- und Austritt der Blutgefäße über die Trabekel
Der Thymus enthält nur efferente Lymphgefäße, über die die reifen T-Lymphozyten aus dem Thymus transportiert werden.

Klinische Relevanz

Akute lymphatische Leukämie: Maligne hämatologische Erkrankung mit unkontrollierter Proliferation von lymphoiden Vorläuferzellen. Die akute lymphatische Leukämie (ALL) bzw. das lymphoblastische Lymphom (LBL) ist die häufigste Krebserkrankung bei Kindern und durch eine erhöhte Lymphoblastenzahl gekennzeichnet. Bei der Erkrankung wird das normale Knochenmark durch Lymphoblasten ersetzt, die schließlich in den Kreislauf gelangen und andere Organe infiltrieren. Das klinische Bild umfasst Müdigkeit, Blutungen, Fieber und Infektionen, die mit Anämie, Thrombozytopenie und einem Mangel an funktionellen Leukozyten zusammenhängen. Die Diagnose erfolgt durch einen peripheren Blutausstrich und eine Knochenmarkbiopsie, in der Lymphoblasten zu sehen sind. Die Behandlung umfasst hauptsächlich eine Chemotherapie, die in Zyklen verabreicht wird.
Thymom: Seltener Tumor des Thymus, der bei der Bildgebung oft zufällig entdeckt wird. Symptome manifestieren sich aufgrund von Auswirkungen auf benachbarte Organe (dazu gehören Kurzatmigkeit, Husten, Phrenikusparese, Vena-Cava-Syndrom). Thymome entstehen häufig im Zusammenhang mit der Myasthenia gravis.
DiGeorge-Syndrom: Erkrankung, die durch eine Mikrodeletion an der Stelle q11.2 auf dem Chromosom 22 verursacht wird. Beim DiGeorge-Syndrom kommt es zu einer fehlerhaften Entwicklung der 3. und 4. Schlundtasche und einer daraus resultierenden Thymus- und Nebenschilddrüsenhypoplasie. Folge ist eine T-Zell-Immunschwäche bzw. Hypokalzämie. Betroffene weisen häufig angeborene Herzfehler oder Fehlbildungen der großen Gefäße auf. Die Diagnose erfolgt durch klinische Befunde, Labortests (reduzierte T-Zellen und niedriges Kalzium), Echokardiographie und eine genetische Analyse. Die Behandlung kann eine Kalziumgabe, prophylaktische Antibiotikatherapie, eine Operation sowie eine Thymus- oder Stammzelltransplantation beinhalten.

Quellen

Haynes, BF, Soderberg, KA, Fauci, AS (2018). Introduction to the immune system. In: Jameson, J., et al. (Hrsg.), Harrison’s Principles of Internal Medicine, 20. Aufl. McGraw-Hügel. https://accessmedicine.mhmedical.com/content.aspx?bookid=2129&sectionid=192284326
Mescher, AL (Hrsg.). (2018). The immune system & lymphoid organs. In: Junqueira’s Basic Histology: Text and Atlas, 15. Aufl. McGraw-Hügel. https://accessmedicine.mhmedical.com/content.aspx?bookid=2430&sectionid=190282111
Scoville, S., Caligiuri, MA (2021). The organization and structure of lymphoid tissues. In: Kaushansky, K., et al. (Hrsg.), Williams Hematology, 10. Aufl. McGraw-Hügel. https://accessmedicine.mhmedical.com/content.aspx?bookid=2962&sectionid=252523494
Prometheus LernAtlas – Innere Organe. Schünke M, Schulte E, Schumacher U, Voll M, Wesker K. Hrsg. 5. Auflage. Stuttgart: Thieme; 2018. doi:10.1055/b-006-149645