Ученые взвесили иммунную систему человека: что получилось

Масса иммунных клеток.

Во взрослом организме присутствуют около 1,8 триллиона иммунных клеток общей массой примерно 1,2 кг.

Исследователи из Израиля оценили общее количество, массу и распределение иммунных клеток и их различных типов в человеческом организме. Детальный отчет об этом исследовании был опубликован в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Узнать количество и распределение иммунных клеток и тканей в организме в нормальном состоянии и при различных заболеваниях — непростая задача. Дело в том, что популяции иммунных клеток неоднородны, а иммунная система сложно организована и охватывает все органы и ткани организма.

Ученые из Института имени Вейцмана провели комплексный анализ данных по иммунным клеткам из трех разных источников. Они использовали информацию из гистологических и цитометрических исследований, доступных в Google Scholar и PubMed, а также данные о плотности клеток во вторичных лимфоидных органах (например, селезенке, вилочковой железе, миндалинах и лимфоузлах), полученные с помощью методов мультиплексной визуализации. Они также применили деконволюцию типов клеток, анализируя паттерны метилирования их нуклеиновых кислот. 

Деконволюция — это процесс, который позволяет определить процентное составляющие разных типов клеток в образце на основе анализа паттернов метилирования, изменений в генетической информации клеток. 

Для вычислений исследователи выбрали типичного мужчину в возрасте от 20 до 30 лет с массой тела 73 килограмма и ростом 176 сантиметров в качестве стандартного референса. Эти характеристики часто используются в радиологии. Данные о взрослых женщинах и детях были получены методом экстраполяции, так как большая часть информации в литературе не была разделена по полу и возрасту.

В ходе анализа исследователи разделили зрелые иммунные клетки на основные типы — лимфоидные и миелоидные. В лимфоидной группе они учли Т-лимфоциты, В-лимфоциты, естественные киллеры и плазматические клетки. В миелоидной группе выделили гранулоциты (нейтрофилы, эозинофилы, базофилы и тучные клетки), моноциты, макрофаги и дендритные клетки. Также были учтены специфические тканевые макрофаги — микроглия (в мозге), клетки Купфера (в печени) и Лангханса (в легких), которые были рассмотрены вместе с другими макрофагами, за исключением объема, который существенно различается у этих клеток.

Расчет показали, общее количество иммунных клеток в референсном организме человека составляет примерно 1,8 × 10¹² (95-процентный доверительный интервал от 1,5 до 2,3 × 10¹²). 

Наибольшее количество иммунных клеток содержится в костном мозге (40%) и лимфатической системе (39%). Кожа, легкие и желудочно-кишечный тракт содержат по 3-4% от общего числа иммунных клеток. В крови находится 2% клеток, а 4% сосредоточено в остальных органах и тканях. В костном мозге преобладают нейтрофилы, которые составляют 80% всех иммунных клеток. Лимфоциты являются наиболее распространенными клетками в лимфатической системе (85% клеток) и желудочно-кишечном тракте (70%, преимущественно плазматические клетки). Макрофаги наиболее распространены в печени (до 70% клеток) и легких (40%).

График, показывающий плотность иммунных клеток в органах и тканях.

Общую массу иммунных клеток исследователи оценили в 1,2 кг. В основном она сосредоточена в костном мозге (30%) и лимфатической системе (27%), еще по 10% содержатся в легких и печени. Макрофаги составляют 49% массы иммунных клеток, гранулоциты (включая нейтрофилы) — около 25%, лимфоциты — примерно 15%, а дендритные клетки — около 9%.

Распределение клеточных типов по органам и тканям у женщин и детей не имело существенных отличий.

Ранее ученые создали самый подробный атлас мозга. В нем описано расположение и внутренняя работа 3300 типов клеток мозга, часть из которых ранее была неизвестна науке.