Тимус как центральный иммунный орган человека

Тимус как центральный иммунный орган человека. Долгое время тимусу (вилочковой железе) приписывали самые разнообразные функции, в том числе влияние на рост и половое развитие, обмен веществ и т.п. и только с 60-х годов, после того, как было доказано, что удаление вилочковой железы до формирования периферических лимфоидных органов (селезенка, лимфатические узлы) ведет к остановке развития всей системы иммуногенеза организма. Окончательное мнение о вилочковой железе как центральном органе иммунитета сформировалось после выявления и детального изучения врожденных иммунодефицитных заболеваний у человека и животных.

Вилочковая железа впервые появляется у позвоночных.

У высших рыб она уже хорошо сформирована. В большей степени изучена вилочковая железа у птиц и млекопитающих. У птиц вилочковая железа состоит из яйцевидных четок, расположенных по обеим сторонам шеи. У большинства млекопитающих она представлена 2-3 долями и расположена в загрудинной области. Эмбриональная закладка вилочковой железы у человека.

I-V – жаберные карманы; 1 – зачаток щитовидной железы; 5 – зачатки вилочковой железы; 6 – ультимобронхиальные тельца; 7 – слуховая (евстахиева) труба и полость среднего уха; 8 – зачаток миндалины (точками обозначены скопившиеся вокруг него лимфоциты); 9 – околощитовидные железы; 10 – тимо-глоточный проток; 11- дуга аорты; 12 – правая общая сонная артерия; 13 – правая подключичная артерия; 14 – левая подключичная артерия; 15 – доли вилочковой железы. У человека вилочковая железа появляется на шестой неделе внутриутробного развития. Она принадлежит к группе бранхиогенных органов, развивающихся из жаберных карманов, и у шестинедельного плода появляется в виде парного выпячивания III и IVпар жаберных карманов, но зачатки из IV пары остаются небольшими и могут редуцироваться.

Возможно, что в формировании зачатков вилочковой железы принимает участие и эктодерма дна жаберных борозд. Эпителиальные зачатки железы растут в каудальном направлении. Дистальная часть их утолщается, образуя тело железы, а проксимальная часть вытягивается и в дальнейшем исчезает, и железа обособляется от давшего ей начало жаберного кармана.

При продолжающемся росте в длину по направлению к сердцу дистальные части закладок сближаются и тесно прилегают друг к другу, однако настоящего их слияния не происходит, и описываемый орган имеет двудолевое строение. К середине 8-ой недели внутриутробного развития закладки вилочковой железы спускаются вниз под грудину в область средостения, где лежат на передней поверхности перикарда.

Шейная часть закладок остается узкой и постепенно редуцируется. На ранней стадии закладка вилочковой железы мало чем отличается от закладки других желез и имеет вид массивных эпителиальных тяжей. В течение 2-го месяца развития компактные эпителиальные тяжи образуют выросты в богатую сосудами окружающую мезенхиму, и зачаток железы становится дольчатым. С началом дифференцирования ткани зачатка, примерно с 10-ой недели, эпителий закладок постепенно приобретает рыхлую ретикулярную структуру.

В петлях ретикулума располагаются округлые крупные лимфоидные клетки, которые, размножаясь, дают начало многочисленным малым лимфоцитам (тимоцитам). Количество их быстро увеличивается, особенно в начале 3-го месяца развития. Плотность эпителиального ретикулума становится неодинаковой. У 10-11-недельного эмбриона в закладке вилочковой железы уже можно различить мозговое и корковое вещество. К 12-ой неделе в мозговом веществе появляются впервые тельца вилочковой железы (тельца Гассаля). После 18-ой недели развития вилочковая железа выглядит вполне сформировавшимся дольчатым органом с четким разделением на корковый и мозговой слои, напоминая скорее лимфоидный орган, чем железу.

В поцессе эмбриогенеза вилочковая железа окончательно формируется раньше других лимфоидных тканей (селезенки, лимфоузлов) и к рождению оказывается самым большим лимфоидным органом тела. У взрослого человека лимфоидная ткань тимуса представлена эпителиальными, фиксированными на мембранах кровеносных сосудов, контактирующими между собой клетками и большим количеством лимфоцитов различной формы.

Последние очень подвижны: около 15% лимфоцитов ежесуточно выходит в селезенку и лимфоузлы. Отношение веса железы к весу тела у новорожденных 1:300. С момента рождения начинается непрерывное снижение ее относительного веса, продолжающееся приблизительно до 30-и летнего возраста. По мере уменьшения вилочковой железы ее паренхима постепенно замещается жировой тканью.

В пожилом возрасте на месте железы обнаруживается так называемое жировое тело, дольки которого представлены жировой тканью. Однако в этой ткани до глубокой старости сохраняются остатки паренхимы вилочковой железы. 2.1 Расположение, анатомия и морфология тимуса Вилочковая железа состоит из двух неодинаковой величины долей – правой и левой, спаянных рыхлой соединительной тканью. Иногда между главными долями вклинивается промежуточная. По конфигурации вилочковая железа напоминает пирамиду, обращенную вершиной кверху.

Паренхима ее мягкой консистенции, розово-серого цвета. Различают тело и четыре рога вилочковой железы: два верхние (шейные) острые, доходящие иногда до щитовидной железы, и два нижние (грудные) закругленные, широкие, образующие основание вилочковой железы. Реже вилочковая железа может состоять из одной или трех долей и очень редко из большего числа долей (до 6). Шейная часть, более узкая, располагается вдоль трахеи, иногда достигает щитовидной железы.

Грудная часть, расширяясь книзу, спускается позади грудины до уровня III-IV межреберья, прикрывая большие сосуды сердца и верхнюю часть перикарда. Размеры и вес железы изменяются с возрастом (возрастная инволюция). Снаружи вилочковая железа покрыта соединительнотканной капсулой. От нее внутрь органа отходят перегородки, разделяющие железу на дольки. В каждой дольке различают корковое и мозговое вещество. В основе органа лежит эпителиальная ткань, состоящая из отростчатых клеток - эпителиоретикулоцитов. Для всех эпителиоретикулоцитов характерно наличие десмосом, тонофиламентов и белков кератинов, продуктов главного комплекса гистосовместимости на своих мембранах.

Эпителиоретикулоциты в зависимости от локализации отличаются формой и размерами, тинкториальными признаками, плотностью гиалоплазмы, содержанием органелл и включений. Описаны секреторные клетки коры и мозгового вещества, несекреторные (или опорные) и клетки эпителиальных слоистых телец — телец Гассаля (гассалевы тельца). Секреторные клетки вырабатывают регулирующие гормоноподобные факторы: тимозин, тимулин, тимопоэтины.

Эти клетки содержат вакуоли или секреторные включения. Эпителиальные клетки в субкапсулярной зоне и наружной коре имеют глубокие инвагинации, в которых расположены, как в колыбели, лимфоциты. Прослойки цитоплазмы этих эпителиоцитов — «кормилок» или «нянек» между лимфоцитами могут быть очень тонкими и протяженными. Обычно такие клетки содержат 10— 20 лимфоцитов и более.

Лимфоциты могут входить и выходить из инвагинаций и образовывать плотные контакты с этими клетками. Клетки-«няньки» способны продуцировать а-тимозин. Кроме эпителиальных клеток, различают вспомогательные клетки. К ним относятся макрофаги и дендритные клетки. Они содержат продукты главного комплекса гистосовместимости, выделяют ростовые факторы (дендритные клетки), влияющие на дифференцировку Т-лимфоцитов. ТИМУС (тельца Гассаля) Окраска гематоксилин-эозином 1 - тельце Гассаля 2 - корковое вещество 3 - мозговое вещество Корковое вещество (cortex) — периферическая часть долек тимуса содержит Т-лимфоциты, которые густо заполняют просветы сетевидного эпителиального остова. В подкапсулярной зоне коркового вещества находятся крупные лимфоидные клетки — Т-лимфобласты, мигрировавшие сюда из красного костного мозга.

Они под влиянием тимозина, выделяемого эпителиоретикулоцитами, пролиферируют. Новые генерации лимфоцитов появляются в тимусе каждые 6—9 ч. Полагают, что Т-лимфоциты коркового вещества мигрируют в кровоток, не входя в мозговое вещество. Эти лимфоциты отличаются по составу рецепторов от Т-лимфоцитов мозгового вещества.

С током крови они попадают в периферические органы лимфоцитопоэза — лимфатические узлы и селезенку, где созревают в субклассы: антигенреактивные киллеры, хелперы, супрессоры. Однако не все образующиеся в тимусе лимфоциты выходят в циркуляторное русло, а лишь те, которые прошли «обучение» и приобрели специфические циторецепторы к чужеродным антигенам. Лимфоциты, имеющие циторецепторы к собственным антигенам, как правило, погибают в тимусе, что служит проявлением отбора иммунокомпетентных клеток.

При попадании таких Т-лимфоцитов в кровоток развивается аутоиммунная реакция. Клетки коркового вещества определенным образом отграничены от крови гематотимусным барьером, предохраняющим дифференцирующиеся лимфоциты коркового вещества от избытка антигенов. В его состав входят эндотелиальные клетки гемокапилляров с базальной мембраной, перикапиллярное пространство с единичными лимфоцитами, макрофагами и межклеточным веществом, а также эпителиоретикулоциты с их базальной мембраной.

Барьер обладает избирательной проницаемостью по отношению к антигену. При нарушении барьера среди клеточных элементов коркового вещества обнаруживаются также единичные плазматические клетки, зернистые лейкоциты и тучные клетки. Иногда в корковом веществе появляются очаги экстрамедуллярного миелопоэза. Строение дольки вилочковой железы. 1 – корковое вещество; 2 – мелкая жировая долька в капсуле железы; 3 – мозговое вещество; 4 – междльковая соединительнотканная прослойка; 5 – тельце вилочковой железы (тельце Гассаля); 6 – кровеносный сосуд в междольковой прослойке.

Мозговое вещество (medulla) дольки тимуса на гистологических препаратах имеет более светлую окраску, так как по сравнению с корковым веществом содержит меньшее количество лимфоцитов. Лимфоциты этой зоны представляют собой рециркулирующий пул Т-лимфоцитов и могут поступать в кровь и выходить из кровотока через посткапиллярные венулы.

Количество митотически делящихся клеток в мозговом веществе примерно в 15 раз меньше, чем в корковом. Особенностью ультрамикроскопического строения отростчатых эпителиоретикулоцитов является наличие в цитоплазме гроздевидных вакуолей и внутриклеточных канальцев, поверхность которых образует микровыросты. В средней части мозгового вещества расположены слоистые эпителиальные тельца (corpusculum thymicum) – тельца Гассаля.

Они образованы концентрически наслоенными эпителиоретикулоцитами, цитоплазма которых содержит крупные вакуоли, гранулы кератина и пучки фибрилл. Количество этих телец у человека увеличивается к периоду половой зрелости, затем уменьшается. Функция телец не установлена. Функциональная активность вилочковой железы в организме опосредована, по крайней мере, через две группы факторов: клеточного (продукция Т-лимфоцитов) и гуморального (секреция гуморального фактора). Т- лимфоциты выполняют разные функции.

Образуют плазматические клетки, блокируют чрезмерные реакции, поддерживая постоянство разных форм лейкоцитов, выделяя лимфокины, активируя лизосомальные ферменты и ферменты макрофагов, разрушают антигены. Гуморальные компоненты иммунной системы - глобулины плазмы и других жидкостей тела, синтезированные макрофагами лимфоузлов, селезенки, печени, костного мозга и др дезактивирующие чужеродные антигены. Они содержатся в крови, в меньшем количестве - в органах и тканях, отделенных от крови гистогематическими барьерами - коже, слизистых оболочках, мозге, почках, легких, др. Иммуноглобулины осуществляют местные реакции и являются первым эшелоном защиты организма от антигенов. Специфичность иммунных реакций человека сформировалась в предшествующих поколениях благодаря встречам с определенными антигенами.

Электрофоретически выделенные гамма - глобулины сыворотки крови делят на несколько видов При иммунизации первоначально возрастает содержание Ig, затем IgG, а потом и др. Нормальные, или естественные, антитела человека - это антитела жидкостей и тканей здорового человека. Стрессорные воздействия (психоэмоциональное напряжение, тепло, холод, голодание, кровопотеря, сильная физическая нагрузка) подавляют образование Т-лимфоцитов.

Возможными путями реализации стрессорных воздействий на тимус могут быть сосудистый (уменьшение кровотока в железе) и гуморальный (подавляющее митоз клеток влияние кортикоидов и др.). Длительный стресс сопровождается развитием симптомов, сходных с синдромом истощения (wasting - синдром, от англ. waste - расходовать, тратить) в виде нарушений деятельности кишечника, увеличением ломкости ногтей, усилением выпадения волос, нарушением тургора и влажности кожи, снижением иммунитета и др. Тимус выполняет роль эндокринной железы (его эпителиальные клетки выделяют в кровь тимозин) и иммунопродуцирующего органа, осуществляющего образование Т-лимфоцитов (тимусзависимых). Созревание Т-лимфоцитов в тимусе осуществляется за счет деления лимфоцитов, имеющих рецепторы к тем чужеродным антигенам, с которыми организм встречался в детстве. Образование Т-лимфоцитов происходит независимо от содержания антигенов и количества Т- лимфоцитов в крови (вследствие непроницаемости гистогематического барьера тимуса) и определяется генетическими механизмами и возрастом. 2.2