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8.3: Lymphsystem - Biologie

8.3: Lymphsystem - Biologie


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Mandelentzündung

Die weißen Flecken auf beiden Seiten des Rachens in diesem Bild sind Anzeichen einer Mandelentzündung. Die Mandeln sind kleine Strukturen im Rachen, die sehr häufige Infektionsherde sind. Die hier abgebildeten weißen Flecken auf den Mandeln sind ein Hinweis auf eine Infektion. Die Pflaster bestehen aus großen Mengen an toten Bakterien, Zelltrümmern und weißen Blutkörperchen; mit einem Wort, Eiter. Bei Kindern mit wiederkehrender Mandelentzündung können die Mandeln chirurgisch entfernt werden, um diese Art von Infektion zu beseitigen. Die Mandeln sind Organe des Lymphsystems.

Was ist das Lymphsystem?

Die Lymphsystem ist eine Ansammlung von Organen, die an der Produktion, Reifung und Aufnahme von weißen Blutkörperchen, den sogenannten Lymphozyten, beteiligt sind. Es umfasst auch ein Netzwerk von Behältern, die die Flüssigkeit transportieren oder filtern, die als . bekannt ist Lymphe in denen Lymphozyten zirkulieren. Abbildung (PageIndex{2})zeigt die großen Lymphgefäße und andere Strukturen, aus denen das Lymphsystem besteht. Zu den Organen des Lymphsystems gehören neben den Mandeln die Thymusdrüse, die Milz und Hunderte von Lymphknoten, die entlang der Lymphgefäße verteilt sind.

Abbildung (PageIndex{2}): Das Lymphsystem umfasst Thymus, Milz, Lymphgefäße und Lymphknoten.

Die Lymphgefäße bilden ein in vielerlei Hinsicht ähnliches Transportnetz wie die Blutgefäße des Herz-Kreislauf-Systems. Im Gegensatz zum Herz-Kreislauf-System ist das Lymphsystem jedoch kein geschlossenes System. Stattdessen transportieren Lymphgefäße Lymphe in eine Richtung, immer in Richtung des oberen Brustkorbs, wo die Lymphe aus den Lymphgefäßen in die Blutgefäße mündet.

Herz-Kreislauf-Funktion des Lymphsystems

Die Rückführung der Lymphe in den Blutkreislauf ist eine der Hauptfunktionen des Lymphsystems. Wenn Blut durch die Kapillaren des Herz-Kreislauf-Systems fließt, steht es unter Druck, wodurch einige der Blutbestandteile (wie Wasser, Sauerstoff und Nährstoffe) durch die Wände der Kapillaren und in die Gewebezwischenräume zwischen den Zellen gedrückt werden, wodurch Gewebeflüssigkeit entsteht , auch interstitielle Flüssigkeit genannt (Abbildung (PageIndex{3})). Interstitielle Flüssigkeit badet und nährt die Zellen und absorbiert auch ihre Abfallprodukte. Ein Großteil des Wassers aus der interstitiellen Flüssigkeit wird durch Osmose in das Kapillarblut resorbiert. Der größte Teil der verbleibenden Flüssigkeit wird von winzigen Lymphgefäßen, den sogenannten Lymphkapillaren, aufgenommen. Sobald interstitielle Flüssigkeit in die Lymphgefäße gelangt, wird sie Lymphe genannt. Lymphe ist in ihrer Zusammensetzung dem Blutplasma sehr ähnlich. Neben Wasser kann die Lymphe Proteine, Abfallprodukte, Zelltrümmer und Krankheitserreger enthalten. Es enthält auch zahlreiche weiße Blutkörperchen, insbesondere die Untergruppe der weißen Blutkörperchen, die als Lymphozyten bekannt sind. Tatsächlich sind Lymphozyten die wichtigsten zellulären Bestandteile der Lymphe.

Die Lymphe, die in die Lymphkapillaren im Gewebe eindringt, wird durch das Lymphgefäßnetz zu zwei großen Lymphbahnen in der oberen Brust transportiert. Von dort fließt die Lymphe in zwei große Venen (sogenannte Subclavia-Venen) des Herz-Kreislauf-Systems. Im Gegensatz zu Blut wird die Lymphe nicht durch ihr Gefäßnetz gepumpt. Stattdessen bewegt sich die Lymphe durch die Lymphgefäße über eine Kombination von Kontraktionen der Gefäße selbst und Kräften, die von außen durch die Skelettmuskulatur auf die Gefäße ausgeübt werden. Lymphgefäße enthalten auch zahlreiche Klappen, die den Lymphfluss nur in eine Richtung halten und so einen Rückfluss verhindern.

Verdauungsfunktion des Lymphsystems

In der Auskleidung des Magen-Darm-Trakts, hauptsächlich im Dünndarm, befinden sich Lymphgefäße, die Lacteale (Abbildung (PageIndex{4})) genannt werden. Jede winzige Zotte in der Auskleidung des Dünndarms hat ein inneres Bett aus Kapillaren und Lactealen. Die Kapillaren nehmen die meisten Nährstoffe aus der Verdauung der Nahrung ins Blut auf. Die Lacteale nehmen hauptsächlich Fettsäuren aus der Fettverdauung in die Lymphe auf und bilden eine mit Fettsäure angereicherte Flüssigkeit namens Chylus. Gefäße des Lymphsystems transportieren Chylus dann vom Dünndarm zu den Hauptlymphgängen in der Brust, von wo er in den Blutkreislauf abfließt. Die Nährstoffe im Chylus zirkulieren dann im Blut zur Leber, wo sie zusammen mit den anderen Nährstoffen verarbeitet werden, die direkt über den Blutkreislauf in die Leber gelangen.

Immunfunktion des Lymphsystems

Die Hauptfunktion des Lymphsystems ist die Abwehr des Wirts als Teil des Immunsystems. Diese Funktion des Lymphsystems konzentriert sich auf die Produktion, Reifung und Zirkulation von Lymphozyten. Lymphozyten sind Leukozyten, die am adaptiven Immunsystem beteiligt sind. Sie sind für die Erkennung und gezielte Abwehr bestimmter Krankheitserreger oder Tumorzellen verantwortlich. Lymphozyten können auch eine bleibende Erinnerung an Krankheitserreger erzeugen, sodass sie schnell und stark angegriffen werden können, wenn sie jemals wieder in den Körper eindringen. Lymphozyten bewirken auf diese Weise eine lang anhaltende Immunität gegen bestimmte Krankheitserreger.

Es gibt zwei Haupttypen von Lymphozyten, B-Zellen und T-Zellen genannt, die in Abbildung (PageIndex{5}) dargestellt sind. Sowohl B-Zellen als auch T-Zellen sind an der adaptiven Immunantwort beteiligt, spielen jedoch unterschiedliche Rollen. Sie können mehr über ihre Immunfunktionen erfahren, indem Sie das Konzept Adaptives Immunsystem lesen.

Produktion und Reifung von Lymphozyten

Wie alle anderen Arten von Blutkörperchen, einschließlich der roten Blutkörperchen und Leukozyten, werden sowohl B-Zellen als auch T-Zellen aus Stammzellen im roten Knochenmark im Inneren der Knochen hergestellt. Nachdem sich Lymphozyten gebildet haben, müssen sie einen komplizierten Reifungsprozess durchlaufen, bevor sie bereit sind, nach Krankheitserregern zu suchen. In diesem Reifungsprozess „lernen“ sie, Selbst von Nicht-Selbst zu unterscheiden. Nur die Lymphozyten, die diesen Reifungsprozess erfolgreich abschließen, bekämpfen auch tatsächlich Infektionen durch Krankheitserreger.

B-Zellen reifen im Knochenmark heran, weshalb sie B-Zellen genannt werden. Nachdem sie ausgereift sind und das Knochenmark verlassen, wandern sie zunächst in den Kreislauf und dann in das Lymphsystem, um nach Krankheitserregern zu suchen. T-Zellen hingegen reifen in der Thymusdrüse heran, weshalb sie T-Zellen genannt werden. Die Thymusdrüse ist in Abbildung (PageIndex{6}) dargestellt. Es ist ein kleines lymphatisches Organ in der Brust, das aus einer äußeren Rinde und einer inneren Medulla besteht, die alle von einer faserigen Kapsel umgeben sind. Nach der Reifung im Thymus gelangen T-Zellen in den Rest des Lymphsystems, um sich den B-Zellen bei der Suche nach Krankheitserregern anzuschließen. Knochenmark und Thymus werden aufgrund ihrer Rolle bei der Produktion und/oder Reifung von Lymphozyten als primäre lymphoide Organe bezeichnet.

Lymphozyten in sekundären lymphatischen Organen

Mandeln, Milz und Lymphknoten werden als sekundäre Lymphorgane bezeichnet. Diese Organe produzieren oder reifen keine Lymphozyten. Stattdessen filtern sie Lymphe und speichern Lymphozyten. In diesen sekundären lymphatischen Organen aktivieren Krankheitserreger (oder deren Antigene) Lymphozyten und initiieren adaptive Immunantworten. Die Aktivierung führt zur Klonierung erregerspezifischer Lymphozyten, die dann zwischen dem Lymphsystem und dem Blut zirkulieren, ihre spezifischen Krankheitserreger suchen und zerstören, indem sie Antikörper gegen sie produzieren.

Mandeln

Es gibt tatsächlich vier Menschenpaare Mandeln. Drei der vier sind in Abbildung (PageIndex{7}) dargestellt. Das vierte Paar, die Tubenmandeln genannt, befindet sich an der Rückseite des Nasopharynx. Die Gaumenmandeln sind die Mandeln, die auf beiden Seiten des Rachens sichtbar sind. Alle vier Mandelpaare umschließen einen Teil der Anatomie, an dem sich die Atemwege und der Magen-Darm-Trakt kreuzen und wo Krankheitserreger leicht Zugang zum Körper haben. Dieser Mandelring heißt Waldeyers Ring.

Milz

Die Milz (Abbildung (PageIndex{8})) ist das größte der sekundären lymphatischen Organe und liegt zentral im Körper. Neben der Beherbergung von Lymphozyten und der Filterung von Lymphe filtert die Milz auch Blut. Die meisten toten oder gealterten roten Blutkörperchen werden in der roten Pulpa der Milz aus dem Blut entfernt. Lymphe wird in der weißen Pulpa der Milz gefiltert. Beim Fötus hat die Milz die zusätzliche Funktion, rote Blutkörperchen zu produzieren. Diese Funktion übernimmt das Knochenmark nach der Geburt.

Lymphknoten

Jeder Lymphknoten ist eine kleine, aber organisierte Ansammlung von Lymphgewebe (siehe grüne kreisförmige Strukturen in Abbildung (PageIndex{1})), die viele Lymphozyten enthält. Lymphknoten befinden sich in Abständen entlang der Lymphgefäße, durch die die Lymphe auf dem Weg zurück ins Blut fließt. Im menschlichen Körper gibt es mindestens 500 Lymphknoten. Viele von ihnen sind an der Basis der Gliedmaßen und im Nacken gehäuft. Abbildung (PageIndex{9}) zeigt die wichtigsten Lymphknotenkonzentrationen. Die Figur enthält die Milz und die Region namens Waldeyers Ring, bestehend aus den Mandeln.

Feature: Mythos vs. Realität

Lymphknoten in der Nähe der Körperoberfläche sind offensichtliche Anzeichen für die Aktivität des Immunsystems, wenn sie sich vergrößern und manchmal berührungsempfindlich sind. Da geschwollene Lymphknoten leicht zu sehen und zu fühlen sind, kann eine Person ihre eigene Gesundheit überwachen. Es ist wichtig, die Mythen und Realitäten von geschwollenen Lymphknoten zu kennen.

Mythos: Sie sollten sofort einen Arzt aufsuchen, wenn Sie geschwollene Lymphknoten haben.

Wirklichkeit: Lymphknoten filtern ständig Lymphe, daher ist zu erwarten, dass sich ihre Größe mit unterschiedlichen Mengen an Schmutz oder Krankheitserregern, die vorhanden sein können, ändert. Eine geringfügige, unbemerkte Infektion kann geschwollene Lymphknoten verursachen, die einige Wochen anhalten können. Im Allgemeinen sind Lymphknoten, die innerhalb von drei Wochen zu ihrer normalen Größe zurückkehren, kein Grund zur Besorgnis.

Mythos: Geschwollene Lymphknoten bedeuten, dass Sie eine bakterielle Infektion haben.

Wirklichkeit: Obwohl Infektionen die häufigste Ursache für geschwollene Lymphknoten sind, werden nicht alle Infektionen durch Bakterien verursacht. Zum Beispiel verursacht Mononukleose häufig geschwollene Lymphknoten und wird durch Viren verursacht. Neben Infektionen gibt es auch andere Ursachen für geschwollene Lymphknoten, wie Krebs und bestimmte Medikamente.

Mythos: Ein geschwollener Lymphknoten bedeutet, dass Sie Krebs haben.

Wirklichkeit: Krebs ist viel seltener die Ursache für einen geschwollenen Lymphknoten als eine Infektion.

Mythos: Krebs in einem Lymphknoten entsteht immer woanders. Es gibt keinen Lymphknotenkrebs.

Wirklichkeit: Krebs breitet sich häufig von seinem Entstehungsort auf nahegelegene Lymphknoten und dann auf andere Organe aus, aber Krebs kann auch von den Lymphknoten ausgehen. Diese Krebsart wird Lymphom genannt.

Rezension

  1. Was ist das Lymphsystem?
  2. Beschreiben Sie die Zusammensetzung der Lymphe.
  3. Skizzieren Sie die kardiovaskuläre Funktion des Lymphsystems.
  4. Beschreiben Sie die Rolle des Lymphsystems bei der Aufnahme von Nährstoffen aus dem Verdauungssystem.
  5. Fassen Sie die Funktion des Lymphsystems bei der Wirtsabwehr zusammen.
  6. Nennen Sie primäre lymphatische Organe und ihre Funktionen.
  7. Was sind die sekundären lymphatischen Organe? Nennen Sie ihre Funktionen im adaptiven Immunsystem.
  8. Wie hängt die interstitielle Flüssigkeit mit der Lymphe zusammen?
  9. B- und T-Zellen sind Arten von:
    1. Leukozyten
    2. Lymphozyten
    3. weiße Blutkörperchen
    4. Alles das oben Genannte
  10. Geben Sie für jede der folgenden Aussagen an, ob sie auf B-Zellen, T-Zellen oder beides zutrifft.
    1. Diese Zellen werden im roten Knochenmark geboren.
    2. Diese Zellen sind Teil des adaptiven Immunsystems.
    3. Diese Zellen reifen im Knochenmark.
  11. Erklären Sie den Unterschied zwischen Lymphozytenreifung und Lymphozytenaktivierung.
  12. Richtig oder falsch. Die Milz produziert Lymphozyten.
  13. Richtig oder falsch. Mandeln sind Drüsen, die Lymphe produzieren.

Zuschreibungen

  1. Mandelentzündung durch Michaelbladon, Public Domain; über Wikimedia Commons
  2. Lymphatisches System Von Blausen.com-Mitarbeitern (2014). "Medizinische Galerie von Blausen Medical 2014". WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI:10.15347/wjm/2014.010. ISSN 2002-4436. über Wikimedia Commons, lizenziert CC BY 3.0, über Wikimedia Commons
  3. Lymphkapillaren von der US-Regierung, Public Domain über Wikimedia Commons
  4. Darmzotte von Snow93, gemeinfrei über Wikimedia Commons
  5. Weiße Blutkörperchen, CC BY 3.0, Mitarbeiter von Blausen.com (2014). ISSN 2002-4436, lizenziert CC BY 3.0, über Wikimedia Commons
  6. Thymus von der US-Regierung, Public Domain über Wikimedia Commons
  7. Tonsillen CC BY von Blausen.com-Mitarbeitern (2014). lizenziert CC BY 3.0, über Wikimedia Commons
  8. Milz adaptiert von Illu Spleen von der US-Regierung, gemeinfrei, über Wikimedia Commons
  9. Lymphknoten von Fred the Oyster, gemeinfrei über Wikimedia Commons
  10. Text adaptiert aus Humanbiologie von CK-12 lizenziert CC BY-NC 3.0

Dieses farbenfrohe Bild (Abbildung 8.3.1) könnte ein abstraktes Werk der modernen Kunst sein. Sie können sich vorstellen, dass es in einem Kunstmuseum oder einer Kunstgalerie hängt. Tatsächlich veranschaulicht das Bild das wirkliche Leben – nicht das künstlerische Schaffen. Es ist eine mikroskopische Aufnahme von menschlichem Nervengewebe. Die neongrünen Strukturen im Bild sind Neuronen. Das Neuron ist einer von zwei grundlegenden Zelltypen im Nervensystem. Der andere Typ ist die Neurogliazelle.

Neuronen — auch Nervenzellen genannt — sind elektrisch erregbare Zellen, die die wichtigsten Funktionseinheiten des Nervensystems sind. Ihre Funktion besteht darin, Nervenimpulse zu übertragen, und sie sind die einzigen menschlichen Zellen, die diese Funktion ausführen können.


Herz-Kreislauf-Funktion des Lymphsystems

Die Rückführung der Lymphe in den Blutkreislauf ist eine der Hauptfunktionen des Lymphsystems. Wenn Blut durch die Kapillaren des Herz-Kreislauf-Systems fließt, steht es unter Druck, wodurch einige der Blutbestandteile (wie Wasser, Sauerstoff und Nährstoffe) durch die Wände der Kapillaren und in die Gewebezwischenräume zwischen den Zellen gedrückt werden, wodurch Gewebeflüssigkeit entsteht , auch interstitielle Flüssigkeit genannt (siehe Abbildung 17.3.3). Die interstitielle Flüssigkeit badet und nährt die Zellen und absorbiert auch ihre Abfallprodukte. Ein Großteil des Wassers aus der interstitiellen Flüssigkeit wird durch Osmose in das Kapillarblut resorbiert. Der größte Teil der verbleibenden Flüssigkeit wird von winzigen Lymphgefäßen, den sogenannten Lymphkapillaren, aufgenommen. Sobald interstitielle Flüssigkeit in die Lymphgefäße gelangt, wird sie Lymphe genannt. Lymphe ist in ihrer Zusammensetzung dem Blutplasma sehr ähnlich. Neben Wasser kann die Lymphe Proteine, Abfallprodukte, Zelltrümmer und Krankheitserreger enthalten. Es enthält auch zahlreiche weiße Blutkörperchen, insbesondere die Untergruppe der weißen Blutkörperchen, die als Lymphozyten bekannt sind. Tatsächlich sind Lymphozyten die wichtigsten zellulären Bestandteile der Lymphe.

Abbildung 17.3.3 Flüssigkeit und andere Substanzen im Blut werden durch den Blutdruck durch die Wände der Kapillaren und in die umgebenden Geweberäume gedrückt. Ein Teil der Gewebeflüssigkeit wird von winzigen Lymphgefäßen aufgenommen und bildet Lymphe. Die Pfeile zeigen die Richtung der Lymphe durch die Lymphgefäße.

Die Lymphe, die in die Lymphkapillaren im Gewebe eindringt, wird durch das Lymphgefäßnetz zu zwei großen Lymphbahnen in der oberen Brust transportiert. Von dort fließt die Lymphe in zwei große Venen (sogenannte Subclavia-Venen) des Herz-Kreislauf-Systems. Im Gegensatz zu Blut wird die Lymphe nicht durch ihr Gefäßnetz gepumpt. Stattdessen bewegt sich die Lymphe durch die Lymphgefäße über eine Kombination aus Kontraktionen der Gefäße selbst und den Kräften, die von außen durch die Skelettmuskulatur auf die Gefäße ausgeübt werden, ähnlich wie Blut durch Venen fließt. Lymphgefäße enthalten auch zahlreiche Klappen, die den Lymphfluss nur in eine Richtung halten und so einen Rückfluss verhindern.


Was passiert, wenn das Lymphsystem nicht funktioniert?

Wenn das Lymphsystem nicht funktioniert, können viele Dinge schief gehen. Da es für die Immunfunktion so wichtig ist, kann ein träges Lymphsystem Sie anfälliger für verschiedene Infektionen machen.

Nur einige Symptome eines trägen Lymphsystems sind:

  • Häufige Erkältungen und Virusinfektionen
  • Geschwollene Drüsen einschließlich Mandeln
  • Lymphödem (Schwellung in Armen oder Beinen)
  • Fibrose
  • Bestimmte Wucherungen aufgrund unkontrollierter Zellteilung (Fehlen des natürlichen programmierten Zelltods – „Apoptose“)

Eine Studie mit Patienten, die während der jüngsten Pandemie litten, ergab, dass das neuartige Virus hauptsächlich auf Lymphozyten zu wirken schien. Diejenigen mit der schwersten Version der Krankheit hatten signifikant weniger T-Lymphozyten im Vergleich zu denen, deren Krankheit nicht so schwer war.

Eine ähnliche Situation passiert bei HIV-Infizierten. Studien haben gezeigt, dass Virusinfektionen zu einer niedrigeren Lymphozytenzahl führen können.


2. Überblick über das Lymphsystem

2.1. Anatomie

Das Lymphsystem umfasst eine Vielzahl von Strukturen und sogenannten lymphoiden Organen, einschließlich der Milz, Thymusdrüse und Mandeln, die alle ihre spezielle Rolle beispielsweise bei der Immunfunktion haben. Diese Überprüfung konzentriert sich jedoch auf das Lymphgefäßsystem, das im Vergleich zum Blutgefäßsystem ein unidirektionales Transportsystem ist. Es beginnt an den peripheren Kapillarbetten der Blutgefäße und zieht sich als Gefäßbaum durch den ganzen Körper [1] und kann je nach Lage (distal bis zentral) in verschiedene Abschnitte anatomisch unterteilt werden [1]: ( i) anfängliche Lymphgefäße (ii) Sammler-Lymphgefäße (prä- und post-nodal) (iii) Lymphknoten und (iv) Lymphstämme. Zur detaillierten Anatomie des Lymphsystems siehe [1,2,3,4,5,6,7].

2.2. Physiologie

Um ihre Rolle bei der Versorgung der verschiedenen Gewebe mit Flüssigkeit und Nährstoffen zu erfüllen, geben Blutgefäße kontinuierlich Plasma und Proteine ​​am Kapillarbett/Mikrogefäßsystem in den interstitiellen Raum ab. Dieser Mechanismus wird durch ein Ungleichgewicht des hydrostatischen und osmotischen Drucks angetrieben, das weithin als “Starling-Gleichung” bekannt ist [8]. Täglich werden etwa acht Liter Plasma gefiltert [8]. Die Ansammlung von überschüssiger Flüssigkeit im Zwischenraum erzeugt Druck. Dies ist die treibende Kraft dafür, dass Flüssigkeit über Primärklappen in die anfänglichen Lymphgefäße gelangt [9,10]. Da die initialen Lymphgefäße sehr nahe an der Mikrovaskulatur liegen, dienen sie als Eintrittspunkt für Lymphflüssigkeit [1].

Zwei primäre Kräfte sind dafür verantwortlich, Lymphflüssigkeit durch die Lymphgefäße zu „schieben“: äußere Kräfte, z. B. Muskelbewegung, Herzkontraktion oder Atmung, sowie intrinsische Kräfte. Dabei sind die anatomischen Strukturen des Gefäßsystems, insbesondere der Lymphangione, von Bedeutung. Zusammen mit der Muskelkontraktion ermöglicht dies dem Gefäßsystem, als Pumpe zu arbeiten. Lymphflüssigkeit wird von jedem Lymphangion zum nächsten gepumpt. Struktursegmente unterstützen diesen Prozess zusätzlich in Form von unidirektionalen Klappen, die aus Endothelzellen und Bindegewebe an jedem Ende der Lymphangione bestehen. Ihre Hauptaufgabe besteht darin, den Rückfluss von Lymphflüssigkeit zu verhindern. Dies ist besonders im aufrechten Stehen wichtig, da der Lymphfluss gegen die Schwerkraft getrieben werden muss [1]. Sequentielle peristaltische sowie segmentierte Kontraktionen von Lymphangionen verhindern zusammen mit den Lymphklappen den Rückfluss [11,12]. Dieser aktive, intrinsische Pumpmechanismus spielt eine entscheidende Rolle für den regelmäßigen Fluss innerhalb des Lymphsystems [13]. Neuronale, humorale und mechanische Reize (z. B. Druck- oder Scherbelastung) können den Flüssigkeitsfluss verbessern und die Lymphfunktion optimieren [14]. Ähnlich wie Blutgefäße exprimieren auch Lymphgefäße eine durchflussvermittelte Stickstoffmonoxid (NO)-Produktion [15]. Scallanet al. (2013) schlugen einen potenziellen Austauschmechanismus zwischen Lymphgefäßen und Geweben vor, da natriuretische Peptide im Vorhof und im Gehirn gezeigt haben, dass sie die Permeabilität des Sammelns von Lymphgefäßen modifizieren [16]. Lymphflüssigkeit besteht aus Immunzellen, Proteinen, Lipiden, Lipoproteinen, Elektrolyten und Bakterien (einschließlich potenziell schädlicher Verbindungen). Durch das Lymphgefäßsystem wird Lymphflüssigkeit durch mindestens einen Lymphknoten geleitet. Dort beseitigt eine adäquate Immunantwort Bakterien und alle potenziell schädlichen Partikel. So transportieren Blutgefäße, die sich innerhalb der Knoten befinden, verschiedene Verbindungen wie Flüssigkeit, Proteine ​​und Zellen [1]. Zusätzlich wird Lymphflüssigkeit in den Lymphknoten mechanisch gefiltert. Dadurch kann proteinfreie Flüssigkeit die Blut-Lymphbarriere passieren. Daher kann afferente Lymphe durch die Rückresorption von Wasser angereichert werden [17], was zu einer höheren Proteinkonzentration in der postnodalen Lymphflüssigkeit führt [18]. Von den täglich produzierten acht Litern Lymphflüssigkeit reduzieren Rückresorptionsprozesse in den Lymphknoten das efferente Ergebnis auf etwa vier Liter [19]. Schließlich berichteten Gannon und Carati (2003) über die Expression von Aquaporin-1-Wasserkanälen in Lymphknoten in einem Tiermodell und schlagen daher vor, dass ein transzellulärer Wassertransport zur Proteinkonzentration beitragen könnte [4,20].

2.3. Methoden zur Beurteilung des Lymphflusses

Die Lymphszintigraphie wird als diagnostisches Instrument zur Darstellung von Lymphgefäßen verwendet. Dazu gehört die Injektion radioaktiver Kolloidpartikel. Die Ansammlung dieser innerhalb des Lymphgefäßsystems und der Lymphknoten kann dann bestimmt werden. Es wird als Goldstandard verwendet, um zu bestimmen, ob eine Gewebeschwellung aufgrund einer lymphatischen Dysfunktion auftritt [21]. Besser geeignet zur Darstellung des Lymphflusses ist jedoch die Verwendung von Nahinfrarot-Fluoreszenzfarbstoffen, insbesondere Indocyaningrün (ICG). Dies ermöglicht eine quantitative Analyse des Lymphflusses [22]. Eine weitere Option ist die Magnetresonanz-Lymphangiographie, die sich sehr gut zur Darstellung von Lymphgefäßen eignet, aber die Szintigraphie beim Nachweis von Lymphknoten überlegen ist [23,24]. Bei der Nahinfrarot-Fluoreszenzbildgebung werden fluoreszierende Farbstoffe verwendet, um Lymphgefäße sichtbar zu machen. Der Fluoreszenzfarbstoff Indocyaningrün ist hauptsächlich an Albumin gebunden und aufgrund seiner großen Molekülgröße auf die Lymphgefäße beschränkt. Diese Technik wird routinemäßig in der lymphatisch-venösen Anastomose-Chirurgie eingesetzt, um geeignete Gefäße zu finden [21]. Lipidiol wurde als Kontrastmittel in der transpedalen Lymphangiographie verwendet, da es im Vergleich zu anderen Mitteln, die dazu neigen, schneller aus den Gefäßen zu diffundieren, in den Lymphgefäßen zurückgehalten wird [25]. Darüber hinaus ist die dynamische kontrastverstärkte Magnetresonanz-Lymphangiographie (MLR) eine Technik, die zur Bildgebung zentral leitender Lymphgefäße unter Verwendung von T1-gewichteten MR-Bildern verwendet wurde. Diese Methode wurde in der Bildgebung sowie bei der Behandlungsplanung von Lymphlecks, Ductus thoracicus und anderen lymphatischen Anomalien sowie Chyloperitoneum und Chylothorax angewendet [25,26]. Ein neuartiges, innovatives Werkzeug zur Visualisierung des Lymphgefäßsystems schließlich ist ein 3D-Bildgebungsverfahren, das als multispektrales optoakustisches Tomographiegerät (MSOT) bekannt ist. Diese Methode ermöglicht die präzise Erkennung von Lymphgefäßen in Echtzeit mit einem Handgerät. Es hat sich als besonders nützlich bei der Detektion tiefer Lymphgefäße erwiesen, die mittels ICG-Lymphographie nicht nachgewiesen werden konnten [27]. Die Leser werden auf Polomska et al. (2020) für weitere Details zur lymphatischen Bildgebung [28].

Hyaluronsäure (HA), ein biogenes Makromolekül, wird ausschließlich über die Lymphgefäße in die Blutbahn transportiert [29]. Der Plasma-HA-Spiegel spiegelt ein dynamisches Gleichgewicht zwischen der Abgabe an und der Entfernung des Blutkreislaufs wider. Daher wurde HA kürzlich als neuer Biomarker bei der Beurteilung des Lymphflusses vorgeschlagen [29,30,31]. Zuvor wurde über erhöhte Plasma-Hyaluronsäurespiegel berichtet, z. B. während des Trainings [32] oder postprandial bei gesunden Probanden [33]. Rohet al. (2017) zeigten in einem Mausmodell, dass der Hyaluronsäurespiegel innerhalb des Lymphödemgewebes erhöht ist [30]. Dies wurde auch im menschlichen Lymphödemgewebe beobachtet [34]. In einer Pilotstudie, in der wir die HA-Spiegel vor und nach drei Wochen CDT untersuchten, konnten wir keine Veränderungen der Plasma-HA (als Indikator für den Lymphabfluss) feststellen. Diese Befunde werfen die Frage auf, ob Hyaluronsäure im Plasma als praktische Maßnahme zum Lymphabfluss bei Patienten mit Lymphödem dienen kann [35]. Aufgrund ihrer großen Molekülgröße können HA-Moleküle im lymphödemartigen Gewebe solcher Patienten konserviert werden, was möglicherweise zu einer wiederkehrenden Flüssigkeitsansammlung führt [36]. Es ist möglich, dass die Physiotherapie Flüssigkeit aus dem interstitiellen Raum mobilisiert, jedoch ohne begleitende HA-Moleküle bei Lymphödempatienten. Hyaluronsäure könnte durch lokalen physikalischen Druck, wie z. B. bei der manuellen Lymphdrainage, abbau- und auswaschbar sein. Tatsächlich wurde vorgeschlagen, dass rekombinante Hyaluronidase [30] oder lokale Wärmetherapie [37] in Mausmodellen beim Abbau von Hyaluronsäure mit hohem Molekulargewicht wirksam sein könnten.


Anatomie

Aus welchen Teilen besteht das Lymphsystem?

Das Lymphsystem besteht aus vielen Teilen. Diese beinhalten:

  • Lymphe: Lymphe, auch Lymphflüssigkeit genannt, ist eine Ansammlung der zusätzlichen Flüssigkeit, die aus Zellen und Geweben abläuft (die nicht in die Kapillaren resorbiert wird) und anderer Substanzen. Zu den anderen Substanzen gehören Proteine, Mineralien, Fette, Nährstoffe, beschädigte Zellen, Krebszellen und fremde Eindringlinge (Bakterien, Viren usw.). Die Lymphe transportiert auch infektionsbekämpfende weiße Blutkörperchen (Lymphozyten).
  • Lymphknoten: Lymphknoten sind bohnenförmige Drüsen, die die Lymphe beim Filtern überwachen und reinigen. Die Knoten filtern die beschädigten Zellen und Krebszellen heraus. Diese Lymphknoten produzieren und speichern auch Lymphozyten und andere Zellen des Immunsystems, die Bakterien und andere schädliche Substanzen in der Flüssigkeit angreifen und zerstören. Sie haben ungefähr 600 Lymphknoten, die über Ihren Körper verstreut sind. Einige existieren als einzelner Knoten, andere sind eng verbundene Gruppen, die Ketten genannt werden. Einige der bekannteren Stellen von Lymphknoten befinden sich in Ihrer Achselhöhle, in der Leistengegend und im Nacken. Lymphknoten sind durch die Lymphgefäße mit anderen verbunden.·
  • Lymphgefäße: Lymphgefäße sind das Netzwerk von Kapillaren (Mikrogefäßen) und ein großes Netzwerk von Röhren, die sich im ganzen Körper befinden und Lymphe vom Gewebe wegtransportieren. Lymphgefäße sammeln und filtern Lymphe (an den Knoten), während sie sich weiter in Richtung größerer Gefäße, sogenannter Sammelrohre, bewegt. Diese Gefäße funktionieren sehr ähnlich wie Ihre Venen: Sie arbeiten unter sehr niedrigem Druck, haben eine Reihe von Ventilen in sich, um die Flüssigkeit in eine Richtung zu bewegen.
  • Sammelkanäle: Lymphgefäße entleeren die Lymphe in den rechten und linken Lymphgang (auch Ductus thoracicus genannt). Diese Kanäle sind mit der Vena subclavia verbunden, die Lymphe in Ihren Blutkreislauf zurückführt. Die Vena subclavia verläuft unterhalb Ihres Schlüsselbeins. Die Rückführung von Lymphe in den Blutkreislauf trägt dazu bei, das normale Blutvolumen und den normalen Druck aufrechtzuerhalten. Es verhindert auch die übermäßige Ansammlung von Flüssigkeit um das Gewebe (sogenanntes Ödem).

Das Lymphsystem sammelt überschüssige Flüssigkeit, die aus Zellen und Gewebe im ganzen Körper abfließt, und führt sie in den Blutkreislauf zurück, der dann durch den Körper rezirkuliert wird.

  • Milz: Dieses größte lymphatische Organ befindet sich auf Ihrer linken Seite unter Ihren Rippen und über Ihrem Bauch. Die Milz filtert und speichert Blut und produziert weiße Blutkörperchen, die Infektionen oder Krankheiten bekämpfen.
  • Thymusdrüse: Dieses Organ befindet sich in der oberen Brust unter dem Brustbein. Es reift eine bestimmte Art von weißen Blutkörperchen, die fremde Organismen abwehren.
  • Mandeln und Polypen: Diese lymphoiden Organe fangen Krankheitserreger aus der Nahrung, die Sie zu sich nehmen, und der Atemluft ein. Sie sind die erste Verteidigungslinie Ihres Körpers gegen fremde Eindringlinge.
  • Knochenmark: Dies ist das weiche, schwammartige Gewebe im Zentrum bestimmter Knochen, wie z. B. des Hüftknochens und des Brustbeins. Weiße Blutkörperchen, rote Blutkörperchen und Blutplättchen werden im Knochenmark gebildet.
  • Peyers Patches: Dies sind kleine Ansammlungen von Lymphgewebe in der Schleimhaut, die Ihren Dünndarm auskleidet. Diese Lymphzellen überwachen und zerstören Bakterien im Darm.
  • Anhang: Ihr Blinddarm enthält Lymphgewebe, das Bakterien zerstören kann, bevor es während der Absorption die Darmwand durchbricht. Wissenschaftler glauben auch, dass der Blinddarm eine Rolle dabei spielt, „gute Bakterien“ zu beherbergen und unseren Darm mit guten Bakterien wieder zu bevölkern, nachdem eine Infektion abgeklungen ist.

Lymphsystem

Das Lymphsystem transportiert einen Überschuss der extrazellulären Flüssigkeit zurück in das venöse System, diese Flüssigkeit ist das Ergebnis der Filtration aus den Kapillaren. Das Lymphsystem besteht aus:

  1. Lymphgefäße.
  2. Lymphknoten.
  3. Lymphbahnen.
  4. Milz.

1. Lymphgefäße

Sie beginnen als kleine Lymphgefäße, die sich zu größeren Lymphgefäßen sammeln, die in den Lymphknoten eintreten (afferent) und ihn als (efferenten) verlassen.

2. Lymphknoten

Lymphknoten sind kleine ovale Körper entlang der Lymphgefäße. Der Lymphknoten hat eine konvexe Außenfläche und eine konkave, die Hilum enthält.

Funktionen der Lymphknoten
  1. Sie wirken als Filter, da sie verhindern, dass Mikroorganismen und bestimmte Substanzen in den Blutkreislauf gelangen.
  2. Bildung von Lymphozyten.
  3. Bildung von Antikörpern.

3. Lymphdrüsengang

Es gibt zwei Lymphwege, den Brustkorb und den rechten Lymphgang.

A. Brustkorb
  • Der Ductus thoracicus beginnt in der Cisterna Chili im Bauch (vor den Lendenwirbeln).
  • Der Ductus thoracicus steigt durch die hintere Bauch- und Brustwand auf (nach links abweichend).
  • Der Ductus thoracicus endet an der Verbindung der linken Vena subclavia und der linken Vena jugularis interna.
  • Der Ductus thoracicus leitet Lymphe aus dem gesamten Körper mit Ausnahme des oberen rechten Quadranten ab.
B. Rechter Lymphkanal

Der rechte Lymphkanal ist viel kleiner. Es leitet Lymphe aus dem oberen rechten Quadranten ab (rechte Seite des Kopfes und Halses, rechte obere Extremität und rechte Seite der Brust). Es endet an der Kreuzung der rechten Subclavia und der rechten Vena jugularis interna.

4. Milz

Es liegt im linken Hypochondrium zwischen Magen und Zwerchfell. Es hat zwei Enden, drei Ränder und zwei Oberflächen.

  1. Es hat ein sich verjüngendes posteriores (mediales) Ende, das nach oben, hinten und medial gerichtet ist.
  2. Es hat ein breites vorderes (seitliches) Ende, das nach unten, nach vorne und seitlich gerichtet ist.
  3. Es liegt parallel zu den linken Rippen Nummer 9, 10, 11.
  4. Seine Längsachse liegt parallel zum Schaft der 󈫺” Rippe.
  1. Oberer Rand: Er ist scharf und gekerbt.
  2. Unterer Rand: Er ist breit.
  3. Zwischengrenze: Sie beginnt vom medialen Ende der Milz bis zum Hilum.

1. Membranflächen:

  • Sie ist konvex und liegt dem hinteren Teil der 9, 10, 11 Rippen gegenüber.
  • Es hängt mit dem Zwerchfell zusammen, das es von der linken Lunge, der Pleura und den 9, 10, 11. Rippen trennt.

2. Viszerale Oberfläche:

Es ist konkav, unregelmäßig und in die Bauchhöhle gerichtet. Es enthält das Hilum und trägt Abdrücke für Bauchorgane:

  • A. Magenabdruck: oberhalb des Hilums.
  • B. Nierenabdruck: unterhalb des Hilums.
  • C. Kolikabdruck: nahe dem lateralen Ende.
  • D. Pankreasabdruck: unterhalb des lateralen Hilumendes.

Peritoneale Verbindung

Es ist vollständig vom Peritoneum des großen Sacks bedeckt, außer am Hilum. Es ist angehängt an:

  1. Ligamentum gastroplenica: Vom Fundus und der größeren Krümmung des Magens bis zum Milzhilus.
  2. Ligamentum lienorenale: Vom unteren Rand des Milzhilus bis zur Vorderfläche der Niere.

Blutversorgung der Milz

Arterielle Versorgung:

  • Die Milzarterie aus dem Truncus coeliacus aus der Bauchaorta.
  • Es verläuft im Ligamentum lienorenale mit dem Schwanz der Bauchspeicheldrüse.
  • Es teilt sich am Hilum in 5-6 Äste, die separat in die Milz eintreten.

Venöse Drainage:

Die Milzvene verläuft an der hinteren Oberfläche des Pankreas, um sich mit der oberen Mesenterialvene zu verbinden, um die Pfortader zu bilden, die in die Leber eintritt.


Humanes organotypisches Lymphgefäßmodell verdeutlicht mikroumgebungsabhängige Signalübertragung und Barrierefunktion

Das Lymphsystem ist ein aktiver Akteur bei der Pathogenese mehrerer menschlicher Krankheiten, darunter Lymphödeme und Krebs. Relevante Modelle sind erforderlich, um unser Verständnis der Lymphbiologie im Krankheitsverlauf zu verbessern, um die Therapie und die Patientenergebnisse zu verbessern. Derzeit gibt es nur wenige 3D in vitro lymphatische Modelle, die die physiologische Struktur, Funktion und Interaktionen von Lymphgefäßen in normalen und erkrankten Mikroumgebungen rekapitulieren können. Hier entwickelten wir ein 3D MikroSkala Lympheatisches Gefäßsystem (μLYMPH) zur Erzeugung menschlicher Lymphgefäße mit physiologischer tubulärer Struktur und Funktion. Entspricht den Eigenschaften von Lymphgefäßen in vivo, war das Endothel von kultivierten Gefäßen undicht mit einer durchschnittlichen Permeabilität von 1,38 × 10 –5 ± 0,29 × 10 –5 cm/s im Vergleich zu 0,68 × 10 –5 ± 0,13 × 10 –5 cm/s für Blutgefäße. Diese Undichtigkeit führte auch zu einer höheren Aufnahme von gelösten Stoffen durch die Lymphgefäße unter interstitiellem Fluss, was die Wiederholung ihrer natürlichen Drainagefunktion demonstriert. Die Gefäße sezernierten geeignete Wachstumsfaktoren und Entzündungsmediatoren. Unser System identifizierte die Follistatin/Activin-Achse als einen neuen Weg bei der Erhaltung und Entzündung von Lymphgefäßen. Darüber hinaus bot das μLYMPH-System eine Plattform zur Untersuchung des Crosstalks zwischen Lymphgefäßen und Tumormikroumgebungskomponenten, wie Brustkrebs-assoziierten Fibroblasten (CAFs). In Co-Kultur mit CAFs wurde die Gefäßbarrierefunktion durch CAF-sekretiertes IL-6, ein möglicher pro-metastatischer Mechanismus der lymphatischen Metastasierung, signifikant beeinträchtigt. Die gezielte Blockierung des IL-6/IL-6R-Signalwegs mit einem neutralisierenden IL-6-Antikörper hat die Gefäße vollständig gerettet, was das Potenzial unseres Systems zum Screening therapeutischer Ziele demonstriert. Diese Ergebnisse zeigen zusammengenommen das μLYMPH-System als leistungsstarkes Modell für die Weiterentwicklung der Lymphbiologie bei Gesundheit und Krankheit.


8.3: Lymphsystem - Biologie

Überblick über das Lymphsystem

1. Herz-Kreislauf-Unterstützung

3. Fetttransport vom Dünndarm in die Venen

II Herz-Kreislauf-Unterstützung

A. Weg des Flüssigkeitsrückflusses vom Gewebe ins Blut

1. Lymphkapillaren > Gefäße > Stämme > Sammelrohre > V. subclavia

A. venenartig, dünnwandig, Klappen

A. Lacteals (siehe Verdauungssystem)

Am Ende dieser Einheit wird von Ihnen erwartet, dass Sie in der Lage sind:

- Nennen Sie die drei Hauptfunktionen des Lymphsystems

- Listen Sie die Strukturen auf, die die Lymphe von den Lymphkapillaren zu den Schlüsselbeinvenen durchquert

- vergleiche den rechten Lymphkanal und den Brustkorb

- erklären, wie die Lymphgefäße Flüssigkeit aus dem Gewebe entfernen können

- erklären, wie das Lymphsystem das Blutvolumen und den Blutdruck beeinflussen kann

- beschreiben die Kräfte, die die Lymphe durch die Lymphgefäße nach vorne treiben

- die Struktur eines Lymphknotens beschreiben und erklären, wie diese Struktur zur Immunfunktion des Lymphknotens passt

- einen Unterschied zwischen einem infizierten Lymphknoten und einem Krebsknoten beschreiben


PE Hamster Anti-Maus Vβ 8.3 T-Zell-Rezeptor

Zweifarbenanalyse der Expression von Vβ 8.3 TCR auf peripheren Lymphozyten. C57BL/6-Lymphknotenzellen wurden gleichzeitig mit PE-konjugiertem 1B3.3, FITC-konjugiertem Anti-Maus-CD4 RM4-5 (Kat.-Nr. 553046/553047) und FITC-konjugiertem Anti-Maus-CD8a 53-6.7 (Kat Nr. 553030/553031) monoklonale Antikörper. Die Durchflusszytometrie wurde auf einem BD FACScan™ Durchflusszytometriesystem durchgeführt.

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