К первичным лимфоидным органам относят костный мозг и тимус. Костный мозг выполняет более широкие функции — он служит органом гемопоэза и в нем выявляют зрелые лимфоциты (особенно В-клетки памяти). Костный мозг вовлекается в иммунные процессы, особенно при вторичном иммунном ответе он выступает как орган иммуногенеза, в нем реализуются важные события гуморального иммунного ответа.
У взрослых млекопитающих в костном мозгу сосредоточены кроветворные стволовые клетки. Ранее существовало представление о локализации стволовых клеток и ранних предшественников преимущественно в периферической части просвета костного канала, но недавние исследования показали, что стволовые клетки и клетки-предшественники равномерно распределены по всему костному мозгу. Клетки различных типов распределяются в виде островков. Размножающиеся и созревающие клетки располагаются в петлях, образуемых ретикулярными клетками. По мере созревания клетки продвигаются к центру, где проникают в синусоиды и поступают в кровоток.
Рассмотрим костный мозг в качестве органа лимфопоэза. На долю лимфоидных клеток в нем приходится 10—15% ядросодержащих клеток. Среди них 60% — созревающие клетки, а остальные — зрелые клетки, готовые к эмиграции или поступившие из кровотока. У мышей ежедневно костный мозг покидает около 50% общего числа лимфоидных клеток. Обратный приток лимфоцитов из крови в 10 раз меньше. Содержание в костном мозгу В-лимфоцитов выше, чем Т-лимфоцитов (65—70 и 20—30% соответственно).
Среди клеток В-ряда преобладают пре-В-клетки, содержащие ц-цепь иммуноглобулина в цитоплазме (у человека — 5,8%), тогда как В-клетки, несущие IgM на поверхности, составляют 2,5% кариоцитов костного мозга. В костном мозгу присутствуют В-клетки памяти, содержащие мембранный IgG или (значительно реже) IgA (всего 1,3%), а также плазматические клетки-антителопродуценты (1—2%). В-клеточная ветвь кроветворения отличается высокой производительностью: за сутки в костном мозгу образуется значительно больше В-клеток, чем необходимо для обновления популяции В-лимфоцитов (у мышей — 20—50 млн). Очень много клеток гибнет в процессе перестройки генов иммуноглобулинов, а также на стадии незрелых В-клеток в процессе отрицательной селекции вследствие выбраковки аутоспецифических клонов.
Клетки Т-ряда представляют исключительно зрелые лимфоциты, поступающие из кровотока. Преобладают (60% от числа CD3+ клеток) Т-клетки необычного фенотипа CD3+CD4-CD8-, сходные с Т-клетками печени, но не идентичные им. Допускается, что эти клетки развиваются вне тимуса. Среди обычных Т-клеток CD8+ клеток больше, чем CD4+ клеток: соотношение CD4+/CD8+ в костном мозгу составляет 0,5—1,0 (в крови — 1,5—2,0). Оба типа моноположительных клеток происходят из крови. Их необычное соотношение объясняют различиями в способности клеток этих субпопуляций мигрировать в костный мозг. Поступление Т-клеток (в том числе незрелых тимоцитов) в костный мозг значительно усиливается при стрессе, что объясняют влиянием глюкокортикоидов.
Сосуществование в костном мозгу развивающихся и приходящих из крови зрелых форм лимфоцитов свидетельствует о том, что костный мозг совмещает признаки центрального и периферического лимфоидного органов.