MorphologyMorphologyМорфология1026-35432949-2556Eco-Vector39784610.17816/morph.397846ArticlesСтатьиResearch ArticleULTRASTRUCTURAL BASIS OF THE PROCESS OF LYMPH FORMATIONУЛЬТРАСТРУКТУРНЫЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССА ОБРАЗОВАНИЯ ЛИМФЫKarelinaN. R.КарелинаНаталья Рафаиловна

кафедра анатомии человека

karelina_nr@gpma.ruSesorovaI. S.СесороваИрина Сергеевна

кафедра анатомии

Irina-S3@yandex.ruBeznusenkoG. V.БезнусенкоГалина Владимировна

лаборатория электронной микроскопии

galina-beznusenko@yandex.ruShishloV. K.ШишлоВладимир Константинович

научный отдел клинической лимфологии

kisa0303@yandex.ruSesorovV. V.СесоровВиталий Викторович

кафедра анатомии

vit-sesorov@yandex.ruKazakovaT. E.КазаковаТатьяна Евгеньевна

кафедра экологии

ttattyana@list.ruMironovA. A.МироновАлександр Александрович

лаборатория электронной микроскопии

mironaaa@yandex.ruSt. Petersburg State Pediatric Medical UniversityСанкт-Петербургский государственный медицинский педиатрический университетIvanovo State Medical AcademyИвановская государственная медицинская академияThe FIRC Institute of Molecular OncologyИнститут молекулярной онкологииRAS Russian Medical Academy of Postgraduate EducationРоссийская медицинская академия постдипломного образованияIvanovo State UniversityИвановский государственный университет150420171512VOL 151, NO2 (2017)ТОМ 151, №2 (2017)71909052023Copyright ©; 2017, Eco-VectorCopyright ©; 2017, Эко-Вектор2017Eco-VectorЭко-Векторhttps://j-morphology.com/1026-3543/article/view/397846

The paper contains the concise review of the structure of the various parts of lymphatic bed, together with the new data on the structure, molecular organization and function of the endothelial cells lining the lymphatic bed vessels. The role of caveolae and intramural lymphatic valves in the trans-endothelial transport is evaluated. On the example of the inter-endotheliocyte junctions in the lymphatic capillaries of the intestinal villus, the structural details are described that provide a new insight of the processes of the interstitial fluid and macromolecules during lymph formation. An active mechanism of the interstitial fluid resorption and lymph formation is validated. The hypothesis is proposed that the organization of lymphatic capillaries described is dictated by the necessity of antigen presentation to the immunocompetent cells in the lymph node.

Наряду с кратким обзором строения различных отделов лимфоносного русла представлены новые данные о строении, молекулярной организации и функции эндотелиоцитов лимфоносного русла. Оценено участие кавеол и внутристеночных клапанов в обеспечении трансэндотелиального транспорта, а на примере межэндотелиоцитарных контактов лимфатических капилляров (ЛК) кишечной ворсинки детализированы структуры, позволяющие по-новому взглянуть на процессы транспорта интерстициальной жидкости и макромолекул при образовании лимфы. Обосновывается активный механизм резорбции интерстициальной жидкости и образования лимфы. Высказана гипотеза о том, что описанная организация ЛК обусловлена необходимостью доставки антигенов к иммунокомпетентным клеткам в лимфатических узлах.

lymphatic systemlymphatic vesselsultrastructureлимфатическая системалимфатический сосудультраструктураБанин В. В. Механизмы обмена внутренней среды. М.: Издво РГМУ, 2000.Выренков Ю. Е., Калашникова Н. А., Харитонова А. Ю. Особенности строения лимфатического посткапилляра // Вестн. лимфологии. 2008. № 1. С. 17-22.Выренков Ю. Е., Шишло В. К., Миронов А. Н., Миронов В. А. Микрорельеф внутренней поверхности грудного протока собак // Арх. анат. 1988. T. 95, вып. 9. C. 31-35.Жданов Д. А., Шахламов В. А. Сравнительное электронномикроскопическое исследование строения стенок кровеносных и лимфатических капилляров // Арх. анат. 1964. T. 75, вып. 10. C. 13-18.Карелина Н. Г. Морфогенез, микроскопическая анатомия и ультраструктура ворсинок тощей кишки (экспериментальноморфологическое исследование): Автореф. дис. … д-ра мед. наук. М., 1994.Куприянов В. В., Банин В. В., Король А. П. Структура и функция лимфатических посткапилляров (механизм сопряжения процессов интерстициального транспорта и лимфатической резорбции) // Арх. анат. 1989. T. 96, вып. 6. C. 31-49.Куприянов В. В., Бородин Ю. И., Караганов Я. Л., Выренков Ю. Е. Микролимфология. М.: Медицина, 1983.Куприянов В. В., Миронов В. А., Миронов А. А. Базальная мембрана сосудистого эндотелия // Успехи соврем. биол. 1985. T. 100, № 2. C. 243-256.Лобов Г. И., Орлов Р. С., Костикова М. А. Активные и пассивные механические свойства стенки лимфангиона // Физиол. журн. им. И. М. Сеченова. 1989. T. 78. C. 218-226.Миронов А. А., Миронов В. А. Микроангиоархитектоника (внутриорганное кровеносное русло). Иваново: Изд-во ИГМИ, 1990.Петренко В. М. Конституция лимфатической системы // Бюл. Сибирск. отд. РАМН. 2012. T. 32, № 2. C. 29-35.Петунов С. Г., Орлов Р. С., Кривченко А. И. Регуляторные механизмы транспорта лимфы // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2010. T. 9, № 3. C. 4-14.Сапин М. Р., Борзяк Э. И. Внеорганные пути транспорта лимфы. М.: Медицина, 1982.Сапин М. Р., Этинген Л. Е. Иммунная система человека. М.: Медицина, 1996.Сесорова И. С. Морфофункциональные особенности регенерации эндотелия грудного протока (экспериментальное исследование): Автореф. дис. … канд. биол. наук. М., 1995.Сесорова И. С., Лазоренко Т. В. Оценка состояния эндотелиального монослоя после реэндотелизации участка криоповреждения грудного протока // Морфология. 2009. T. 136, вып. 6. C. 57-61.Сесорова И. С., Миронов А. А. Морфология эндотелия клапанного аппарата грудного протока // Вестн. лимфологии. 2009. № 2. C. 17-19.Фильченков А. А. Лимфангиогенез и метастазирование опухолей // Онкология. 2009. T. 11, № 2. C. 94-103.Шахламов В. А. Капилляры (электронно-микроскопическое исследование). М.: Медицина, 1971.Шахламов В. А., Цамерян А. П. Очерки по ультраструктурной организации лимфатической системы. Новосибирск: Наука, 1982.Шведавченко А. И., Бочаров В. Я. О лимфатическом посткапилляре // Морфология. 2007. T. 131, вып. 2. C. 81-83.Шишло В. К., Миронов А. А. Лимфо-и гемомикроциркуляторное русло лимфатического узла по данным сканирующей электронной микроскопии // Арх. анат. 1990. T. 99, № 11. C. 35-43.Шишло В. К., Сесорова И. С., Миронов А. А. Филогенез и онтогенез лимфатической системы // Вестник лимфологии. 2013. № 4. C. 10-17.Этинген Л. Е. Библиография отечественных работ по лимфатической системе. Душанбе: Дониш, 1988.Alders M., Hogan B. M., Gjini E. et al. Mutations in CCBE1 cause generalized lymph vessel dysplasia in humans // Nat. Genet. 2009. Vol. 41, № 12. P. 1272-1274.Alitalo K. The lymphatic vasculature in disease // Nat. Med. 2011. Vol. 17, № 11. P. 1371-1380.Alitalo K., Tammela T., Petrova T. V. Lymphangiogenesis in deve lopment and human disease // Nature. 2005. Vol. 438, № 7070. P. 946-953.Aspelund A., Antila S., Proulx S. T. et al. A dural lymphatic vascular system that drains brain interstitial fluid and macromolecules // J. Exp. Med. 2015. Vol. 212, № 7. P. 991-999.Azzali G. The lymphatic vessels and the so-called «lymphatic stomata» of the diaphragm: a morphologic ultrastructural and three-dimensional study // Microvasc. Res. 1999. Vol. 57, № 1. P. 30-43.Azzali G., Vitale M., Arcari M. L. Ultrastructure of absorbing peripheral lymphatic vessel (ALPA) in guinea pig Peyer’s patches // Microvasc. Res. 2002. Vol. 64, № 2. P. 289-301.Baluk P., Fuxe J., Hashizume H. et al. Functionally specialized junctions between endothelial cells of lymphatic vessels // J. Exp. Med. 2007. Vol. 204, № 10. P. 2349-2362.Bannykh S. I., Bannykh G. V., Mironov A. A. The tunica media of the thoracic duct contains a heterogeneous population of muscle cells // Acta. anat. 1994. Vol. 150. P. 186-190.Bannykh S. I., Mironov A. A. Jr., Bannykh G. V., Mironov A. A. Regeneration of the endothelium in the canine and feline thoracic duct // Tissue Cell. 1994. Vol. 26, № 6. P. 807-816.Bannykh S. I., Mironov A. A. Jr., Bannykh G. V., Mironov A. The morphology of valves and valve-like structures in canine and feline thoracic duct // Anat. Embryol. 1995. Vol. 192. P. 265-274.Bannyhk S. I., Sesorova I. S., Mironov A. A. Jr. et al. The valvular apparatus and tissue organization of the endothelium of the thoracic duct // Morfologiia. 1996. Vol. 109, № 1. P. 40-50.Bazigou E., Xie S., Chen C. Integrin-alpha 9 is required for fibronectin matrix assembly during lymphatic valve morphogenesis // Dev. Cell. 2009. Vol. 17, № 2. P. 175-186.Bussmann J., Bos F. L., Urasaki A. et al. Arteries provide essential guidanse cues for lymphatic endothelial cells in the zebratish trunk // Development. 2010. Vol. 137, № 16. P. 2653-2657.Cao X., Surma M. A., Simons K. Polarized sorting and trafficking in epithelial cells // Cell Res. 2012. Vol. 22, № 5. P. 793-805.D’Amico G., Jones D. T., Nye E. et al. Regulation of lymphatic-blood vessel separation by endothelial Rac1 // Development. 2009. Vol. 136, № 23. P. 4043-4053.Ebata N., Nodasaka Y., Sawa Y. et al. Desmoplakin as a specific marker of lymphatic vessels // Microvasc. Res. 2001. Vol. 61, № 1. P. 40-48.Ebata N., Sawa Y., Nodasaka Y. et al. Immunoelecyron microscopic study of PECAM-1 expression on lymphatic endothelium of the human tongue // Tissue Cell. 2001. Vol. 33, № 3. P. 211-218.Földi M. Convincing evidence for the pumping activity of lymphatics // Acta Physiol (Oxf.). 2006. Vol. 186, № 4. P. 319.François M., Caprini A., Hosking B. et al. Sox18 induced development of the lymphatic vasculature in mice // Nature. 2008. Vol. 45, № 7222. P. 643-647.Francois M., Harvey N. L., Hogan B. M. The transcriptional control of lymphatic vascular development // Physiology (Bethesda). 2011. Vol. 26, № 3. P. 146-155.Gashev A. A., Davis M. J., Gasheva O. Y. et al. Methods for lymphatic vessel culture and gene transfection // Microcirculation. 2009. Vol. 16, № 7. P. 615-628.Gerli R., Solito R., Weber E., Aglianó M. Specific adhesion mole cules bind anchoring filaments and endothelial cells in human skin initial lymphatics // Lymphology. 2000. Vol. 33, № 4. P. 148-157.Hallmann R., Horn N., Selg M. Expression and function of laminins in the embryonic and mature vasculature // Physiol. Rev. 2005. Vol. 85, № 3. P. 979-1000.He W., Ladinsky M. S., Huey-Tubman K. E. et al. FcRn-mediated antibody transport across epithelial cells revealed by electron tomography // Nature. 2008. Vol. 455, № 7212. P. 542-546.Hermans K., Claes F., Vandevelde W. et al. Role of synectin in lymphatic development in zebrafish and frogs // Blood. 2010. Vol. 116, № 17. P. 3356-3366.Hogan B. M., Bos F. L., Bussmann J. et al. Ccbe1 is required for embryonic lymphangiogenesis and venous sprouting // Nat. Genet. 2009. Vol. 41, № 4. P. 396-398.Hong Y. K., Harvey N., Noh Y. H. et al. Prox1 is a master control gene in the program specifying lymphatic endothelial cell fate // Dev. Dyn. 2002. Vol. 225, № 3. P. 351-357.Hu G., Place A. T., Minshall R. D. Regulation of Endothelial Permeability by Src Kinase Signaling: Vascular leakage versus transcellular transport of drugs and macromolecules // Chem. Biol. Interact. 2008. Vol. 171. P. 177-189.Hu G., Vogel S. M., Schwartz D. E. et al. Intercellular adhesion molecule-1-dependent neutrophil adhesion to endothelial cells indces caveolaemediated pulmonary vasclar hyperpermeability // Circ. Res. 2008. Vol. 102. P. 120-131.Isola A. L., Chen S. Exosomes: The Messengers of Health and Disease // Curr Neuropharmacol. 2016. Aug 25. [Epub ahead of print]. (В печати).Kaipainen A., Korhonen J., Mustonen T. et al. Expression of the fmslike tyrosine kinase 4 gene becomes restricted to lymphatic endothelium during development // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1995. Vol. 92. P. 3566-3570.Karkkainen M. J., Haiko P., Sainio K. et al. Vascular endothelial growth factor C is required for sprouting of the first lymphatic vessels from embryonic veins // Nat. Immunol. 2004. Vol. 1, № 1. P. 74-80.Karkkainen M. J., Saaristo A., Jussilaet L. et al. A model for ge ne therapy of human hereditary lymphedema // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2001. Vol. 98. P. 12677-12682.Karpanen T., Wirzenius M., Mäkinen T. et al. Lymphangiogenic growth factor responsiveness is modulated by postnatal lymphatic vessel maturation // Am. J. Pathol. 2006. Vol. 169, № 2. P. 708-718.Kesler C. T., Liao S., Munn L. L. Padera TP. Lymphatic vessels in health and disease // Rev. Syst. Biol. Med. 2013. Vol. 5, № 1. P. 111-124.Kolpakov V., Polishchuk R., Bannykh S. et al. Atherosclerosis prone branch regions in human aorta: Microarchitecture and cell composition of intima // Atherosclerosis 1996. Vol. 122. P. 173-187.Kowal J., Tkach M., Théry C. Biogenesis and secretion of exosomes // Curr. Opin Cell Biol. 2014. Vol. 29, P. 116-125.Küchler A. M., Gjini E., Peterson-Maduro J. et al. Development of the zebrafish lymphatic system requires VEGFC signalling // Curr. Biol. 2006. Vol. 16, № 12. P. 1244-1248.Le Lay S., Kurzchalia T. V. Getting rid of caveolins: phenotypes of caveolin-deficient animals // Biochim. Biophys. Acta. 2005. Vol. 1746, № 3. P. 322-333.Leong S. P. The role of the lymphovascular system in cancer metastasis // Lymphology. 2011. Vol. 44, № 1. P. 42-44.Mironov A. A., Beznoussenko G. V. The kiss-and-run model of intra-Golgi transport // Int. J. Mol. Sci. 2012. Vol. 13, № 6. P. 6800-6819.Mironov A. A., Weidman P., Luini A. Variations on the intracellular transport theme: maturing cisternae and trafficking tubules // J. Cell Biol. 1997. Vol. 138. P. 481-484.Norrmén C., Ivanov K. I., Cheng J. et al. FOXC2 controls formation and maturation of lymphatic collecting vessels through cooperation with NFATc1 // J. Cell. Biol. 2009. Vol. 185, № 3. P. 439-457.Poschl E., Schlotzer-Schrehardt U., Brachvogel B. et al. Collagen IV is essential for basement membrane stability but dispensable for initiation of its assembly during early development // Development. 2004. Vol. 131, № 7. P. 1619-1628.Richter T., Floetenmeyer M., Ferguson C. et al. High-resolution 3D quantitative analysis of caveolar ultrastructure and caveolacytoskeleton interactions // Traffic. 2008. Vol. 9, № 6. P. 893-909.Rossi A., Weber E., Sacchi G. et al. Mechanotransduction in lymphatic endothelial cells // Lymphology. 2007. Vol. 40, № 3. P. 102-113.Sabesin, S. M., Frase S. Electron microscopic studies of the assembly, intracellular transport, and secretion of chylomicrons by rat intestine // J. Lipid Res. 1977. Vol. 18. P. 496-511.Schmid-Schönbein G. W. The second valve system in lymphatics // Lymphat. Res. Biol. 2003. Vol. 1, № 1. P. 25-29.Timpl R. Structure and biological activity of basement membrane proteins // Eur. J. Biochem. 1989. Vol. 180. P. 487-502.Zawieja D. C. Contractile physiology of lymphatics // Lymphat. Res. Biol. 2009. Vol. 7, № 2, P. 87-96.Zheng W., Aspelund A., Alitalo K. Lymphangiogenic factors, mechanisms, and applications // J. Clin. Invest. 2014. Vol. 124, № 3. P. 878-887.