Морфо-функциональная характеристика тимуса

Тимус (вилочковая железа) представляет собой лимфоидный орган, расположенный большей частью в грудной клетке, непосредственно позади рукоятки грудины, в межплевральной области, спереди перикарда. Тимус состоит из двух долей, соединенных между собой и образующих единое целое, имеет удлиненную уплощенную треугольную форму, розовато-серый цвет, вершина его направлена в область шеи.

Рис. 8. Тимус (общий вид).

 

Вилочковая железа энтодермального происхождения. Ее эпителиальный компонент начинает закладываться в конце 1-го - начале 2-го месяца внутриутробной жизни из 3-го глоточного кармана в виде парных тяжей, которые в дальнейшем утрачивают связь с глоткой, опускаются в грудную полость и срастаются между собой. Мезенхима, окружающая эпителиальные зачатки тимуса, дает начало его соединительнотканной капсуле и многочисленным ее производным – септам, формирующим в совокупности соединительнотканную строму органа. Причем соединительнотканные септы тимуса, отходящие от его капсулы, не обеспечивают полного разделения паренхимы тимуса на дольки (орган имеет псевдодольчатое строение). Вскоре между эпителиальными клетками тимуса начинают появляться лимфоциты, которые дифференцируются либо из самой кроветворной стволовой клетки либо из ее потомков – предшественников лимфоцитов, мигрирующих из красного костного мозга. Лимфоциты становятся главными клетками тимуса. Таким образом, в тимусе можно выделить три гистологических компонента:

Ø эпителиальный, являющийся производным энтодермы глоточного кармана,

Ø соединительнотканный, имеющий мезенхимное происхождение и формирующий соединительнотканную капсулу и строму органа,

Ø лимфоидный, представленный лимфоидными клетками на разных стадиях дифференцировки, которые являются производными стволовой кроветворной клетки, мигрирующей из красного костного мозга.

 

Тимус формируется раньше других органов иммунной системы и к моменту рождения имеет значительную массу (10-15 г), в течение первых 3-ех лет постнатальной жизни тимус растет наиболее интенсивно, а затем его масса и размеры относительно стабилизируются (достигая 30-40 г) и остаются таковыми до окончания периода пубертации (в среднем до 20 лет), после чего начинается возрастная инволюция тимуса (в пожилом возрасте масса органа уменьшается до 13-15 г). Причем возрастная инволюция тимуса сопровождается не просто уменьшением его массы, но и определенными морфологическими изменениями. В частности, в органе увеличивается доля соединительной и жировой ткани (у людей старше 50 лет она составляет 90% от массы органа), значительно сокращается объем эпителиальной паренхимы и лимфоидного компонента.

Рис. 9. Микрофотография тимуса при малом увеличении

Рис. 10. Структурная организация дольки тимуса

В паренхиме тимусе различают:

Ø корковое вещество, располагается непосредственно под капсулой органа, имеет более плотную консистенцию, образовано эпителиальными древовидными клетками, контактирующими отростками и формирующими таким образом сеть. В ячеях этой сети располагается большое количество лимфоцитов на разных стадиях дифференцировки. Причем самое периферическое положение в тимусе занимают наиболее крупные и наименее дифференцированные лимфоидные клетки – лимфобласты, для которых характерны частые митозы (эти клетки располагаются ближе всего к капсуле тимуса). По мере созревания размеры лимфоидных клеток уменьшаются, сокращается их митотическая активность, и они перемещаются ближе к центральной части тимуса (т.е. в направлении мозгового вещества). Таким образом, корковое вещество тимуса является автономной "фабрикой" Т-лимфоцитов, где особенно в эмбриональный и ранний постнатальный период осуществляется интенсивное их образование. Т-лимфоциты, образующиеся в корковом веществе тимуса, в дальнейшем заселяют другие лимфоидные органы, в которых превращаются в окончательно зрелые формы. Ежедневное количество новообразованных в корковом веществе Т-лимфоцитов, выходящих из тимуса, очень велико и приблизительно в 4 раза превышает нормальную общую популяцию лимфоцитов крови. Эпителиальные древовидные клетки в корковом веществе тимуса со всех сторон окружают развивающиеся лимфоидные клетки, принимая участие в создании здесь гематотимического барьера, образованного

ü эндотелиальными клетками капилляров с окружающей их базальной мембранной,

ü периваскулярной соединительной тканью, содержащей тканевую жидкость и макрофаги,

ü отростками эпителиальных древовидных клеток коркового вещества тимуса.

 

Рис. 11. Ультраструктура гематотимического барьера в корковом веществе тимуса (вид при электронной микроскопии)

 

Благодаря гематотимическому барьеру в корковом веществе тимуса исключается возможный контакт развивающихся лимфоцитов с антигенами внутренней среды организма, приносимыми кровью. Важным для развивающихся в корковом веществе Т-лимфоцитов является и тот факт, что в капсулу тимуса, в отличие от лимфатического узла не входят лимфатические сосуды, в результате чего лимфа не проходит через тимус, и это также исключает возможность доставки в корковое вещество органа чужеродных антигенов. Ранний контакт Т-лимфоцитов, коммитированных на какой-то антиген, с этим антигеном в корковом веществе тимуса сопровождается уничтожением такого клона Т-лимфоцитов. Благодаря уничтожению определенных клонов Т-лимфоцитов на уровне коркового вещества тимуса непосредственно после их возникновения и еще до момента их расселения в другие лимфоидные органы становится возможным выработка иммунологической толерантности по отношению к собственным антигенам гистосовместимости, широко представленным на поверхности эпителиальных древовидных клеток, окружающих развивающиеся лимфоидные клетки в корковом веществе. Вместе с тем наличие гематотимического барьера в корковом веществе тимуса, исключающее возможность контакта чужеродных антигенов, циркулирующих в крови, с развивающимися лимфоидными клетками, препятствует уничтожению клонов Т-лимфоцитов, коммитированных на чужеродные антигены и формированию иммунологической толерантности по отношению к чужеродным антигенам. В опытах на животных показано, что введение непосредственно в корковое вещество тимуса какого-то чужеродного антигена в эмбриональный период еще до момента расселения Т-лимфоцитов из тимуса в другие лимфоидные органы (селезенку и лимфатические узлы), сопровождается формированием иммунологической толерантности по отношению к этому антигену (т.е. такой антиген не воспринимается организмом как чужеродный и не вызывает иммунных реакций). Около 95% вновь образующихся в корковом веществе тимуса Т-лимфоцитов погибает, поскольку они вероятнее всего коммитированы на собственные антигены тканей организма, и лишь 5% лимфоцитов поступает в общий кровоток и далее оседает в лимфатических узлах и селезенке, где они могут контактировать с чужеродными антигенами. Часть зрелых Т-лимфоцитов из коркового вещества тимуса мигрирует в мозговое с током венозной крови, оттекающей от коркового вещества благодаря определенным особенностям кровоснабжения тимуса. В частности, артериолы тимуса проходят на границе коркового и мозгового вещества и дают начало самостоятельным капиллярным сетям этих двух зон тимуса. Вместе с тем венозная кровь, оттекающая от коркового вещества, собирается в венулы и вены мозгового, благодаря чему обязательно проходит через мозговое вещество тимуса. Кроме того, в мозговое вещество тимуса Т-лимфоциты могут приноситься с артериальной кровью, поступающей в орган (рециркулирующие полностью зрелые Т-лимфоциты). Каждый образующийся в корковом веществе тимуса Т-лимфоцит заранее коммитирован на какой-то определенный антиген (на плазматической мембране зрелых Т-лимфоцитов расположены рецепторы, которые могут избирательно взаимодействовать лишь с каким-то строго специфичным антигеном).

 

 

Рис. 12. Схема кровоснабжения дольки тимуса. Обратите внимание, что артериолы не проникают вглубь коркового вещества тимуса, а проходят, как правило, на границе коркового и мозгового вещества, разветвляясь на капиллярные сети коркового и мозгового вещества.

Ø мозговое вещество, занимает центральное положение в тимусе, характеризуется более рыхлой консистенцией, образовано сетью древовидных эпителиальных клеток и расположенных между ними малых лимфоцитов (зрелых форм лимфоцитов). Для мозгового вещества тимуса характерна меньшая плотность лимфоцитов. Эпителиальная паренхима мозгового вещества тимуса представлена двумя компонентами:

ü диффузно расположенными древовидными эпителиоцитами, формирующими сеть, подобную таковой коркового вещества,

ü плотно упакованными эпителиоцитами, образующими слоистые тельца в мозговом веществе (называемые тельцами Гассаля), округлой формы, диаметром до 100 мкм; в таких тельцах многочисленные слои эпителиальных клеток располагаются вокруг одной центральной клетки тельца. Появляются эти тельца в тимусе на 12-ой неделе эмбрионального развития, их количество достигает максимума к 11 годам, а с 15 лет начинает уменьшаться. Роль этих телец до конца не ясна. Было замечено, что после введения в организм антигенов в тельцах происходят определенные циклические изменения и обнаруживается антиген. Существует предположение, согласно которому клетки, образующие тельца Гассаля, обладают фагоцитарной способностью.

 

Рис. 13. Микрофотография участка мозгового вещества тимуса при большом увеличении (видны слоистые тельца или тельца Гассаля)

 

Эпителиальная паренхима тимуса, наряду с опорной функцией и созданием определенного микроокружения (представленного собственными антигенами гистосовместимости) вокруг Т-лимфоцитов, выполняет и эндокринную функцию. В частности, эпителиальные клетки тимуса синтезируют пептидные гормоны – тимозины и тимопоэтин. Функции тимозинов сводятся к следующему:

Ø способствуют дифференцировке Т-лимфоцитов и появлению специфических рецепторов в их плазматической мембране (т.е. способствует развитию специфичности Т-лимфоцитов в отношении определенных антигенов),

Ø стимулируют выработку многих цитотоксических гормонов лейкоцитами (т.н. лимфокинов, в том числе интерлейкина-2 Т-хелперами)

Ø стимулируют продукцию иммуноглобулинов В-лимфоцитами и плазматическими клетками.

Другой гормон тимуса – тимопоэтин – является стимулятором дифференцировки предшественников Т-лимфоцитов, способствует дифференцировке самих Т-лимфоцитов, но в отличие от тимозинов, не влияет на развитие специфичности Т-лимфоцитов (т.е. на их коммитированность в отношении определенных антигенов).