Неполная инволюция вилочковой железы что это такое

Инволюция тимуса: определение, нормы и значение

Основные сведения

Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Смотреть фото Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Смотреть картинку Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Картинка про Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Фото Неполная инволюция вилочковой железы что это такое

Тимус расположен в верхней части грудной полости, впереди от трахеи (дыхательной трубки). Он состоит из двух долей, соединенных между собой перешейком. Максимальной массы в 30-40 грамм орган достигает при наступлении полового созревания, после этого его размеры постепенно уменьшаются.

Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Смотреть фото Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Смотреть картинку Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Картинка про Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Фото Неполная инволюция вилочковой железы что это такое Вам будет интересно: Школа № 1253: отзывы, адрес, педагогический состав, фото

Тимус относится как к группе иммунных органов, так и эндокринных органов. То есть он выполняет двойную функцию: участвует в синтезе Т-лимфоцитов (белых кровяных клеток, отвечающих за нормальный иммунный ответ) и в выработке тимозина и тимопоэтина, которые стимулируют, в свою очередь, образование антител.

Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Смотреть фото Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Смотреть картинку Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Картинка про Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Фото Неполная инволюция вилочковой железы что это такое

Роль тимуса в организме ребенка

Основную свою функцию тимус выполняет при внутриутробном развитии малыша и после его рождения в возрасте до 3 лет. Именно в это время он активно синтезирует Т-лимфоциты. Это необходимо для защиты малыша от инфекций, так как детский организм наиболее подвержен влиянию патогенных микроорганизмов.

Тимус производит гормон тимозин, который необходим для нормального образования лимфоцитов. При снижении функции вилочковой железы уменьшается резистентность организма к инфекции. Ребенок подвержен частым респираторным заболеваниям, которые могут с легкостью стать хроническими.

При длительном нарушении функции тимуса возникает иммунодефицитное состояние. Оно проявляется не только снижением устойчивости к патогенным вирусам и бактериям, но и к микроорганизмам, которые живут внутри каждого человека, но при нормальном состоянии иммунитета не приводят к развитию болезни. Их еще называют оппортунистами.

Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Смотреть фото Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Смотреть картинку Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Картинка про Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Фото Неполная инволюция вилочковой железы что это такое

Основные разновидности инволюции

Уменьшение размеров тимуса может быть двух видов:

И в том и в другом случае процесс инволюции тимуса заключается в постепенном замещении его ткани жировыми структурами. Такой процесс характерен только для вилочковой железы. Ни в костном мозге, ни в селезенке подобных изменений не происходит.

Возрастные изменения

Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Смотреть фото Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Смотреть картинку Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Картинка про Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Фото Неполная инволюция вилочковой железы что это такое Вам будет интересно: Ярослав Кузьминов: биография, личная жизнь, семья, интересные факты, карьера, фото

Возрастная инволюция тимуса считается нормой. Она начинается после полового созревания ребенка. Основные ее проявления представлены ниже:

На микропрепаратах патологической анатомии видно, что ткань тимуса во время инволюции теряет четкие границы между корковым и мозговым веществом. Происходит постепенное утолщение перегородок, которые отделяют дольки друг от друга. Тельца Гассаля (эпителиальные клетки в мозговом веществе вилочковой железы) обретают большие размеры, их количество возрастает.

После полового созревания практически вся масса тимуса замещена жировой тканью. Отмечаются лишь отдельные островки эпителиальных и ретикулярных клеток. Однако даже в таком виде тимус продолжает участвовать в иммунном ответе организма, вырабатывая Т-лимфоциты.

Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Смотреть фото Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Смотреть картинку Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Картинка про Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Фото Неполная инволюция вилочковой железы что это такое

Особенности акциндентальных изменений

Основное отличие акциндентальных изменений вилочковой железы от возрастных состоит в том, что в первом случае наблюдается уменьшение размеров долек этого органа и убывание количества лимфоцитов. В то же время при возрастной инволюции ткань железы замещается на жировые клетки.

Причины патологии

Причины, по которым начинается инволюция тимуса, до конца не выяснены. Однако доктора выделяют ряд факторов риска, которые повышают вероятность развития этих изменений. К ним относят:

Также есть исследования о значении в развитии патологии тимуса таких состояний, как переохлаждение и гипоксия (снижение концентрации кислорода в тканях организма). Однако их значение точно не выяснено.

Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Смотреть фото Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Смотреть картинку Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Картинка про Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Фото Неполная инволюция вилочковой железы что это такое

Основные этапы: первый, второй и третий

При изучении патанатомии акцидентальной инволюции тимуса следует выделить определенные этапы в изменениях железы. Условно выделяют пять таких этапов, или фаз.

Для первой фазы характерно отсутствие изменений щитовидной железы. Объем и структура тимуса соответствуют таковым у здорового ребенка.

Во второй фазе происходит частичная убыль лимфоцитов, которые локализированы в корковом (наружном) слое железы. Причем разрушаются они хаотично или «гнездово». На эти лимфоциты налипают макрофаги и «заглатывают» их. В медицинской литературе этот процесс называется фагоцитозом. Часть лимфоцитов убывает вследствие их просачивания в общий кровоток.

В третьей фазе процесс прогрессирует, развивается коллабирование ретикулярной сетки вилочковой железы. Лимфоцитов в мозговом слое становится больше, чем в корковом. Вследствие этого при осмотре микропрепарата акцидентальной инволюции тимуса под микроскопом мозговое вещество выглядит темнее, хотя в норме должно быть наоборот.

Также на данном этапе происходит повышенный синтез мелких тимических телец. В норме они наблюдаются только в мозговом веществе, а на третьем этапе акцидентальной инволюции начинают заселять и корковую часть.

Основные этапы: четвертый и пятый

В четвертой фазе состояние ухудшается еще сильнее. Происходит убыль лимфоцитов из мозгового вещества, поэтому отличить корковую область от мозговой становится крайне проблематично. Тимические тельца объединяются друг с другом, что на микропрепарате выглядит как большие кистозные образования. Эти структуры наполнены белковым секретом с включениями в виде чешуек. Со временем это содержимое покидает кистозные образования через лимфатические капилляры.

В пятой (или терминальной) фазе развивается атрофия и склерозирование органа. Это значит, что тимус значительно уменьшен в размерах, перегородки из соединительной ткани утолщены. Лимфоцитов крайне мало, со временем практически весь орган замещается соединительной тканью. В тимических тельцах откладываются соли кальция, что получило название обызвествления или петрификации.

Таким образом, при акцидентальной инволюции в тимусе происходят следующие процессы:

Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Смотреть фото Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Смотреть картинку Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Картинка про Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Фото Неполная инволюция вилочковой железы что это такое

Основные симптомы

Основной исход как полной, так и неполной инволюции тимуса заключается в падении его функциональной активности. При возрастных изменениях никаких симптомов не развивается, так как это, по сути, является нормой для человека. А при акцидентальной инволюции, когда падение функции вилочковой железы возникает резко и проявляется в значительной мере, развивается определенная клиническая симптоматика.

К общим симптомам, которые развиваются вне зависимости от причин патологии, относят следующие:

Также человеку свойственно наличие клинических проявлений, которые соответствуют определенной причине инволюции тимуса. Например, для онкологических заболеваний характерно развитие анемического синдрома, бледности или желтушности кожных покровов, снижение аппетита, похудение. При воспалительных заболеваниях больного беспокоят повышение температуры тела, озноб, ухудшение общего состояния.

Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Смотреть фото Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Смотреть картинку Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Картинка про Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Фото Неполная инволюция вилочковой железы что это такое

Диагностика заболевания

Также делают иммуннограмму. При помощи данного метода обследования можно увидеть количество разных фракций лимфоцитов и таким образом оценить функцию вилочковой железы.

Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Смотреть фото Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Смотреть картинку Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Картинка про Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Фото Неполная инволюция вилочковой железы что это такое

Заключение

Источник

Тимус – что это? Роль тимуса на первому году жизни ребенка

Консультацию педиатра и аллерголога-иммунолога

Тимус (вилочковая железа) – важный орган иммунной системы детей. Он расположен в верхнем отделе грудной клетки и состоит из двух долей, соединяющихся в передней части трахеи. Железа растет до наступления половой зрелости, достигая массы 30–40 грамм, затем постепенно уменьшается (обратное развитие).

Она играет доминирующую роль в иммунной, эндокринной системе. Тимус продуцирует тимозин, тимопоэтин, стимулирующие выработку антител, а также производит Т-лимфоциты – белые клетки крови, уничтожающие аномальные клетки с чужеродными антигенами. Другая функция вилочковой железы – предотвращение патологического роста клеток и предупреждение рака. Следует отметить, что тимус играет ведущую роль в иммунитете ребенка до трех лет.

Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Смотреть фото Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Смотреть картинку Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Картинка про Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Фото Неполная инволюция вилочковой железы что это такое

Роль тимуса в жизни ребёнка

До рождения и в детстве тимус ответственен за производство плюс созревание Т-лимфоцитов, защищающих организм от определенных угроз, включая вирусы, бактерии. Тимус является крупнейшим лимфоидным органом у новорожденных, так как активнее других тканей продуцирует лимфоциты. Железа выступает «первой скрипкой» в развитии и улучшении иммунной системы ребенка.

Тимус производит и секретирует тимозин – гормон, необходимый для выработки Т-клеток. После «созревания» в железе они поступают в кровь и мигрируют в лимфоузлы и селезенку, где помогают иммунной системе бороться с болезнью.

В некоторых случаях функции вилочковой железы снижены, что ослабляет иммунную систему, увеличивая склонность к инфекциям и аллергии. Ребенок страдает затяжными ОРВИ, патология легко переходит в хроническую. Недостаток Т-лимфоцитов в организме может привести к иммунодефицитным заболеваниям, характеризующимися сильной потливостью, отечностью и/или болезненностью горла, припухлостью лимфатических узлов, депрессией.

Недоедание и дефицит белка в раннем возрасте обусловливает медленный или ограниченный рост тимуса, «подрывая» тем самым нормальное функционирование лимфоцитов. Вот почему важно сбалансированное питание с достаточным количеством белка.

Доктора данного направления

Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Смотреть фото Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Смотреть картинку Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Картинка про Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Фото Неполная инволюция вилочковой железы что это такое

Патология тимуса

Основные виды патологии тимуса:

Увеличение тимуса у детей

Отклонение в размере тимуса в большую сторону и снижение его функции обозначают термином «синдром увеличенной вилочковой железы» (СУВЖ) у детей. Проблему увеличенного тимуса чаще рассматривают в свете дифференциальной диагностики с плевритом, перикардитом, опухолями средостения, другими патологиями.

Ошибочно считают, что увеличенный тимус у детей грудного или раннего возраста является физиологическим состоянием. Особенности протекания инфекционных заболеваний у маленьких пациентов с СУВЖ заставляют классифицировать синдром, как патологию. Дети с СУВЖ имеют большую вероятность развития дисбаланса нейроэндокринной плюс иммунной систем. Поэтому пациенты с выявленным увеличением тимуса требуют полного обследования и диспансерного наблюдения у эндокринолога, иммунолога.

Симптомы заболевания или нарушения развития вилочкой железы

Для того, что бы вовремя выявить патологию тимуса, родителям стоит обратить внимание на отклонения, имеющие различную степень выраженности, которые могут свидетельствовать о заболевании или нарушении развития вилочковой железы:

При возникновении подозрений на патологию тимуса, врач может назначить дополнительные методы обследования:

Тимическая недостаточность поддается иммунокорекции, которая индивидуально подбирается врачом аллергологом-иммунологом. Стоит обратить внимание, что своевременная диагностика патологии вилочковой железы особенно актуальна на первом году жизни ребенка, когда ребенку начинают проводить вакцинацию.

Для получения подробных консультаций о роли тимуса в жизни ребёнка на первом году жизни обращайтесь к педиатрам медицинских центров «Президент-Мед»

Источник

Возрастные перестройки тканевой организации тимуса позвоночных

Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Смотреть фото Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Смотреть картинку Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Картинка про Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Фото Неполная инволюция вилочковой железы что это такое

Осуществлено сравнительно-морфологическое изучение возрастных изменений тканевой организации тимуса позвоночных животных, относящихся к разным систематическим группам. У большинства позвоночных, независимо от таксономической принадлежности, по мере развития явлений, связанных с возрастной инволюцией, эффективно срабатывают механизмы поддержания иммунологического гомеостаза. Об этом свидетельствует ряд общих тенденций: увеличение количества волокнистой соединительной ткани, снижение корково-мозгового индекса и способность поддерживать процентный показатель лимфоидной ткани на стабильно высоком уровне. Данные, полученные на примере норки американской (клеточное содержание) и человека, указывают на то, что по мере старения, организм, находящийся под воздействием факторов антропогенной среды, очень быстро утрачивает возможности поддерживать гомеостаз лимфоцитопоэтической функции на должном уровне. Это обстоятельство определяет повышенные темпы деградации лимфоидного компонента тимуса данных видов позвоночных, в сравнении с представителями природной среды обитания. Данные, полученные в процессе сравнительно морфологического исследования тимуса позвоночных, актуальны для ряда отраслей фундаментальной и прикладной биологии и медицины.

Жизнеспособность организма во многом зависит от состояния иммунной защиты. Являясь первичным лимфоидным органом, тимус находятся в центре функциональных систем, связанных с формированием и управлением иммунными реакциями. Тесная связь с красным костным мозгом, участие в формировании клеточного и гуморального иммунитета, активные гормональные явления в тканях тимуса приводят к повышенной чувствительности данного органа к широкому спектру внешних и внутренних воздействий. По этой причине тимус представляет собой орган-индикатор, морфологическое состояние которого надежно отражает главные характеристики иммунного статуса организма, свидетельствует о состоянии здоровья и указывает на степень оптимальности условий жизни. Как показывают результаты исследований, при тех или иных воздействиях на организм, в тимусе особенно динамично изменяются количественные и качественные показатели, характеризующие состояние соединительно-тканного и лимфоидного компонентов. Именно поэтому состояние данных тканевых компонентов тимуса позволяет быстро и качественно оценивать степень функциональной активности органа, а также определять масштабы возрастных перестроек и наличие патологий. К настоящему моменту научное сообщество достаточно далеко продвинулось в изучении морфофункциональных характеристик тимуса позвоночных животных и человека. Изучены главные показатели тканевой организации тимуса у различных представителей типа хордовые, начиная с круглоротых и рыб, заканчивая теплокровными позвоночными. Однако разнонаправленность целей, задач, методических подходов в изучении тимуса животных, отсутствие единого плана сравнения результатов исследований, наталкивают на простой и вполне очевидный вывод о сходстве тканевого строения тимуса, а также сходстве характеристик возрастной инволюции данного органа у всех позвоночных. На наш взгляд данный вывод не вполне объективен, поскольку животные, находящиеся на разных ступенях эволюционной лестницы, располагают отличающимися характеристиками иммунной и эндокринной систем. Дефицит сравнительно-морфологических исследований тимуса является главной причиной отсутствия более точных сведений о степени сходств и различий микроморфологического строения этого органа у представителей разных систематических и возрастных групп позвоночных.

В нашем исследовании проведено сравнительно-морфологическое изучение основных характеристик соединительной и лимфоидной ткани тимуса в ряду позвоночных животных с учетом возрастных изменений. Исследование тимуса проводили на примере 14-ти видов позвоночных животных, относящихся к четырем классам, отличающихся уровнем организации: класс Земноводные (Amphibia), класс Пресмыкающиеся (Reptilia), класс Птицы (Aves), класс Млекопитающие (Mammalia). Исследование проводили на примере неполовозрелых особей и особей II периода зрелого возраста.

Полученные результаты показали, что у всех позвоночных животных, независимо от уровня организации возрастные изменения тимуса подчиняются общеизвестным закономерностям: с возрастом наблюдается уменьшение площади коркового вещества тимуса, что связано со снижением лимфоцитопоэза в красном костном мозге и снижением интенсивности формирования зрелых тимоцитов тимусе (Заглавная иллюстрация).

Впервые выявлено, что у позвоночных животных имеются отличия в характере границ коркового вещества тимуса с его мозговым веществом и субкапсулярной зоной. Причиной тому отличающиеся характеристики взаимодействия красного косного мозга и тимуса. В основе такого взаимодействия лежат гормональные взаимовлияния, настройка и совершенствование которых заняла достаточно продолжительный период времени в филогенезе, и окончательно сформировалась только у теплокровных позвоночных. Жизнеспособность представителей различных таксономических групп позвоночных наглядно иллюстрирует тот факт, что любой из них способен поддерживать параметры гомеостатической регуляции на достаточном уровне. Однако представители разных классов типа Chordata отличаются, порой существенно, по уровню морфофункциональной организации. Несомненно, в этих условиях достижение одного и того же конечного результата (гомеостаз) возможно благодаря некоторому расхождению механизмов частного характера, что и приводит к наблюдаемым нами отличиям морфологической картины.

В литературе имеются работы, указывающие на высокую энергетическую «стоимость» иммунитета. Повышенная энергоемкость иммунных реакций приводит к расхождению в масштабах возрастной трансформации корково-мозгового индекса у разных представителей сравнительно морфологического ряда. Соответственно наиболее сильное возрастное снижение доли коркового вещества наблюдается в тимусе птиц, использующих наиболее затратный способ передвижения, и землероек, отличающихся максимальными, среди всех позвоночных, темпами энергетического обмена веществ.

Известно, что у человека, а также у животных лабораторного назначения характерно ускоренное сокращение лимфоидной составляющей в тимусе с возрастом. Полученные результаты указывают на то, что у животных, обитающих в природной среде, активность процессов, направленных на формирование иммунокомпетентных Т-лимфоцитов в тимусе, сохраняется на протяжении более длительного промежутка времени. Об этом свидетельствует повышенный процент лимфоидной ткани в тимусе, как у неполовозрелых, так и у половозрелых особей.

Минимальное снижение процентного содержания лимфоидного компонента в тимусе с возрастом у животных природных популяций свидетельствует о том, что условия природной среды, к которым данные виды организмов адаптировались на протяжении значительного срока, способствуют более длительному сохранению активности процессов, связанных с формированием Т-лимфоцитов в тимусе. Однако в условиях клеточного содержания (норка американская) функциональный дисбаланс, возникающий в рамках нейроиммунноэндокринной системы, приводит к более масштабному возрастному сокращению процентного содержания лимфоидной ткани в тимусе, что во многом связано с гормональными перестройками и запуском процессов жирового перерождения.

Возрастное снижение активности иммунитета сопровождается увеличением количества соединительной ткани в органах лимфоидной системы. Тимус не является исключением из этого правила. Однако полученные нами данные свидетельствуют о зависимости развития соединительной ткани от размеров органа и организма в целом. При этом обращает на себя внимание факт отсутствия влияния уровня организации на эту тканевую характеристику тимуса.

Таким образом, по мере совершенствования морфофункциональной организации позвоночных животных темпы становления центральных органов лимфоидной системы были не одинаковыми. Функциональная активность и стабильность работы красного костного мозга развивалась опережающими темпами, по сравнению с функциональной активностью эпителиальных клеток коры тимуса, обеспечивающих формирование зрелых Т-лимфоцитов. Возрастная инволюция тимуса, как глобальное явление, имеет место у всех позвоночных изученного ряда, и сопровождается сходными тенденциями изменения морфологии органа. Однако конкретные количественные характеристики тканевой перестройки тимуса отличаются в зависимости от особенностей биологии представителя, что отражается в особенностях гистологической структуры тимуса.

Источник

Наивные Т-клетки — ключ к долголетию

Наивные Т-клетки — ключ к долголетию

Автор
Редактор

Статья на конкурс «био/мол/текст»: Наивные Т-лимфоциты могут поведать о том, что вы хотели бы скрыть. Впервые было осуществлено секвенирование профиля Т-клеточных рецепторов периферической крови человека. Успехи в развитии технологий секвенирования нового поколения дают возможность проследить за динамикой колебаний численности и разнообразия наивных Т-клеток по мере старения организма. Вместе с этими знаниями появляется ответ на вопрос, почему женщины живут дольше мужчин, и приходит мысль о том, что увеличить продолжительность жизни можно, используя собственные Т-клетки. «Иммунологические часы» несложно обмануть, пойдя на хитрость.

Обратите внимание!

Эта работа опубликована в номинации «лучшая статья по иммунологии» конкурса «био/мол/текст»-2015.

Спонсором номинации «Лучшая статья о механизмах старения и долголетия» является фонд «Наука за продление жизни». Спонсором приза зрительских симпатий выступила фирма Helicon.

Спонсоры конкурса: Лаборатория биотехнологических исследований 3D Bioprinting Solutions и Студия научной графики, анимации и моделирования Visual Science.

Всегда ли можно дать сорокалетнему мужчине его сорок? А пятидесятилетнему? А скольким тридцатилетним женщинам вы бы не дали двадцати? Определять возраст человека по внешней составляющей не самая лёгкая задача. Однако, людям, перешагнувшим определённый порог, различный для мужчин и женщин, когда репродуктивная функция начинает стремительно угасать, становится сложнее скрывать свой возраст.

Для внутренних процессов человеческого организма характерны совершенно иные темпы изменений. «Возрастной порог» нашей иммунной системы расположен гораздо ближе к детству, чем к старости. Уже с первого года жизни в тимусе ребёнка начинают происходить драматические изменения: функциональная ткань органа заменяется на соединительную, уменьшаясь каждый год на 3% до 35–45 лет, а после 45 — на 1% (рис. 1). В 70 лет соединительная ткань занимает 90% тимуса [1]. Наиболее активно тимус функционирует в пренатальный период и до наступления половой зрелости. За это время происходит наработка максимальных возможностей Т-клеточного иммунитета, что будет во многом определять эффективность иммунного ответа человека на протяжении всей его жизни.

Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Смотреть фото Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Смотреть картинку Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Картинка про Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Фото Неполная инволюция вилочковой железы что это такое

Рисунок 1. Сравнение размеров тимуса у новорождённого (а) и взрослого (б). К 50 годам тимус уменьшается в 5-7 раз по сравнению с первоначальным размером. Рисунок с сайта my.bpcc.edu.

Тимус — военная база иммунной системы

В тимусе иммунная система обучает своих «солдат». Предшественники Т-лимфоцитов размножаются в костном мозге и с кровью попадают в тимус. В нём происходит ключевое событие в жизни Т-клеток, определяющее их специфичность к антигену, с которым они никогда ещё не встречались — соматическая рекомбинация (также V(D)J-рекомбинация, рис. 2). Она заключается в перетасовке участков генов, кодирующих гипервариабельные участки α и β цепей Т-клеточного рецептора (TCR). С помощью TCR Т-клетки распознают «свой» антиген, к которому они специфичны, в составе главного комплекса гистосовместимости (MHC) антиген-презентирующих клеток (рис. 3). Благодаря этому процессу создаётся гигантское разнообразие TCR — около 6 × 10 5 возможных вариантов на каждые 10 6 Т-клеток [2]. В силу такой огромной вариабельности Т-клеточных рецепторов существует высокая вероятность того, что при проникновении в организм какого-либо чужеродного агента найдётся Т-клетка, TCR которой окажется специфичным именно ему. Соматическая рекомбинация происходит в кортикальной части тимуса, из неё клетки мигрируют в медуллярную часть и претерпевают негативный отбор: в экземплярах, реагирующих на собственные антигены, экспрессируемые организмом, запускается апоптоз.

Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Смотреть фото Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Смотреть картинку Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Картинка про Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Фото Неполная инволюция вилочковой железы что это такое

Рисунок 2. Соматическая рекомбинация на примере β цепи TCR. Исходная последовательность в гене, кодирующем β цепь TCR содержит V (variable), D (diversity), J (Joining) и C (constant) сегменты. Сначала один из двух D-сегментов соединятеся с одним из 13 J-сегментов. Получившийся DJ-сегмент присоединяется к одному из 50 V-сегментов. Сегменты выбираются случайным образом, и механизм их сшивки также предполагает случайное варьирование количества пар оснований, это обеспечивает разнообразие TCR. Аналогичный процесс происходит c последовательностью, кодирующей α-цепь только без D-сегмента. Рисунок с сайта Slideshare.

Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Смотреть фото Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Смотреть картинку Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Картинка про Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Фото Неполная инволюция вилочковой железы что это такое

Рисунок 3. Взаимодействие TCR и антиген-презентирующей клетки. а — Т-клетка (фиолетовая) взаимодействует с антиген-презентирующей клеткой (APC, синяя). б — APC презентирует антиген в составе MHC. Гетеродимер TCR состоит из α и β цепей, охватывающих MHC с антигеном. С антигеном главным образом взаимодействуют области CDR3 — это домены, отвечающие за специфичность TCR к данному антигену. Рисунок с сайта Genomemedicine.

После наступления пубертатного периода производство тимусом наивных Т-клеток резко снижается и на протяжении всей взрослой жизни человека активность этого органа остаётся на самом базальном уровне. Чем это грозит? Созданное за такой короткий период огромное разнообразие TCR действительно обеспечивает эффективный иммунный ответ на большинство потенциальных угроз. Но это разнообразие остаётся константным только некоторое время.

Мы теряем наших бойцов!

По результатам последних исследований [2], доля наивных Т-клеток как в CD4 + (Т-хелперы) так и в CD8 + (Т-киллеры) субпопуляциях периферической крови человека линейно уменьшается с возрастом. В детстве она составляет 50–80% от всего Т-клеточного пула и уменьшается на 0,75% каждый год, к 70 годам она составляет одну четверть первоначального изобилия. Авторы исследования [2] создали новый подход к использованию технологии секвенирования нового поколения компании Illumina для получения наиболее точных индивидуальных профилей репертуара TCR у людей различных возрастных групп. Было показано, что разнообразие TCR в периферической крови человека коррелирует с процентным содержанием в ней наивных Т-клеток и почти линейно уменьшается с возрастом — примерно на 5 × 10 3 вариантов TCR в год. Наивные Т-клетки сосуществуют в крови с Т-клетками памяти, клоны которых образуются в результате пролиферации наивных Т-клеток, повстречавших «свой» антиген. Размножившиеся клоны с каждым годом занимают всё большую долю доступного для пролиферации пространства в крови, это отражается на численности наивных Т-клеток, так как общее количество Т-клеток в крови человека относительно стабильно.

* — Но не стоит забывать, что кроме популяций в периферической крови, у человека есть гораздо более мощная локальная армия Т-лимфоцитов «на местах»: «Т-лимфоциты: путешественники и домоседы» [4]. — Ред.

Общее разнообразие TCR определяется количеством редких клонов в пуле Т-клеток, поэтому отсутствие возрастных изменений в разнообразии наиболее многочисленных Т-клеточных клонов указывает на то, что клоны наивных Т-клеток теряются с возрастом. Это связано с тем, что клоны наивных Т-клеток обычно малочисленны, поэтому вероятность того, что ни одна клетка данного клона не сможет поделиться или погибнет в результате каких-то случайных событий гораздо выше, чем для клонов с большим числом клеток.

Старики с высоким разнообразием TCR

Другое объяснение явления увеличения разнообразия TCR после 70 лет заключается в том, что люди этой возрастной группы уже перешагнули определённый возрастной порог, пройдя в некотором смысле проверку на прочность — уникальный набор физиологических параметров, включая особенности иммунной системы, сделал их наиболее приспособленными среди всех особей популяции в данных условиях. Из этого можно заключить, что повышенное содержание наивных Т-клеток в субпопуляции CD4 + периферической крови человека коррелирует с долгожительством. Увеличение доли наивных Т-клеток в пуле CD4+, а значит и увеличение разнообразия TCR обеспечивает лучшую иммунорегуляторную функцию, что снижает общее воспаление, усиливающееся по мере старения организма из-за активации аутоиммунных процессов, увеличивает эффективность распознавания раковых клеток и обеспечивает более сбалансированный иммунный ответ [2].

Долгая, но бездетная жизнь

Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Смотреть фото Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Смотреть картинку Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Картинка про Неполная инволюция вилочковой железы что это такое. Фото Неполная инволюция вилочковой железы что это такое

Рисунок 4. Придворные евнухи в Китае. Некоторые евнухи жили более ста лет. Рисунок с сайта Lacasamundo.

Исследование о придворных евнухах династии Чозунь в Корее 2012 года [6] показало, что продолжительность жизни евнухов составляла на 15–20 лет больше, чем продолжительность жизни мужчин с нормальной репродуктивной функцией, живущих в тех же условиях (рис. 4). Возможно, их продолжительность жизни увеличивалась именно благодаря отсутствию инволюции тимуса под влиянием половых гомонов, а следовательно благодаря большему разнообразию TCR наивных Т-клеток. В пользу этой гипотезы можно привести данные о том, что у женщин производство тимусом наивных Т-клеток происходит более эффективно, чем у мужчин, и уменьшение их содержания в периферической крови у женщин выражено в меньшей степени, чем у мужской части населения [7]. Возможно, лучшая работа иммунной системы у женщин связана с тем, что во время беременности иммунитет женщины необходимо «обуздать», сделав его толерантным к фактически чужеродному телу — плоду, что требует участия сложных регуляторных путей. Высокая точность регуляции иммунного ответа очень важна, так как ошибка приведёт к потере потомства. К этим рассуждениям можно прибавить и тот факт, что у женщин с наступлением менопаузы яичники перестают вырабатывать эстрогены, а у мужчин выработка половых гормонов не прекращается. Это объясняет большую продолжительность жизни у женщин, чем у мужчин, характерную для любых национальностей. В Европе и США женщины живут дольше мужчин на 4,5–5 лет, в России — на 13 [6].

Мальчик, которому сделают орхеэктомию (удаление яичек), может быть, и получит дополнительные 10–15 лет жизни, вместе с тем лишившись возможности иметь детей и получив набор других не совсем приятных последствий. Существуют менее радикальные решения, основанные на приёме определённых препаратов, способствующих восстановлению функции тимуса. Одно из таких веществ — грелин, этот гормон вырабатывается слизистой оболочкой желудка и вызывает чувство голода, действуя на центры гипоталамуса. Оказалось, что грелин участвует в Т-клеточном сигналлинге, способен снижать связанное с возрастными изменениями воспаление, способствует восстановлению структуры тимуса и стимуляции его функций. Ряд цитокинов и факторов роста (интерлейкины 7 и 22, фактор роста кератиноцитов) являются потенциальными кандидатами для решения проблемы восстановления функции тимуса у взрослых людей. Интерлейкины обеспечивают дифференцировку и выживание тимоцитов. Фактор роста кератиноцитов необходим для пролиферации и дифференцировки функциональных тканей тимуса, его использование вызывает пролиферацию тимоцитов и увеличивает размеры органа. Возможно также использование веществ, блокирующих выработку стероидных гормонов, таких как аналоги гонадотропин-релизинг гормона, например, люпрона. Люпрон действует на гипофиз, блокируя рецепторы к гонадотропин-релизинг гормону, из-за чего уменьшается выработка лютеинизирующего и фолликуло-стимулирующего гормонов, что ведёт к снижению продукции эстрогена и тестостерона. И всё же, все вышеперечисленные вещества имеют неоднозначное воздействие на организм, и пока ещё нет данных о долгосрочных последствиях их приёма, поэтому их назначают только в случае восстановления после химиотерапии или при ВИЧ-инфекции, когда стимуляция работы тимуса необходима для реконституции иммунной системы [1].

Хранение наивных Т-клеток — полезная инвестиция в будущее

Есть ли иной способ продлить мужскую жизнь? Авторов статьи [2] посетила смелая идея решения этой проблемы. Кроме того, что редко встречающиеся клоны наивных Т-клеток в результате случайных событий теряются с возрастом, они, как и все клетки организма, могут поделиться лишь ограниченное количество раз (примерно 50 — лимит Хейфлика), что обусловлено укорочением теломерных участков хромосом после каждой репликации ядерной ДНК, а делятся наивные Т-клетки раз в 1–2 года. Значит примерно к 70 годам основная часть Т-клеток выйдет из строя. Решение есть — можно запасать наивные Т-клетки! У молодых людей в возрасте до 15–20 лет, когда процессы формирования основного пула наивных Т-клеток уже заканчиваются, нужно брать образцы крови в таком объёме, чтобы количества наивных Т-клеток в них хватило для полного восстановления их пула уже в пожилом возрасте, и заморозить. Очень важно, чтобы забор произошёл именно в этот промежуток времени. Если брать кровь у более взрослых людей, количества циркулирующих наивных Т-клеток просто не хватит для полной реставрации их пула в будущем. Конечно же, такой подход будет эффективен и для женского пола. Эти образцы крови будут не только средством продления жизни, но ещё и подстраховкой в случае аутоиммунных заболеваний или рака, они помогут восстановить иммунную систему после химиотерапии. Создание подобных банков с замороженными образцами крови стало бы ключевым событием в становлении абсолютно новых подходов к лечению заболеваний иммунной системы. Например, СПИД можно было бы вылечить введением в здоровые размороженные Т-клетки заразившегося СПИДом мутации по гену мембранного рецептора CCR5 (CD195), люди с такой мутацией обладают природной резистентностью к ВИЧ [8], и их пересадкой больному, предварительно прошедшему курс химиотерапии.

Итоги

Как бы молодо не выглядел человек, параметры его иммунной системы будут объективно отражать возраст. Такие параметры как количество наивных Т-клеток и разнообразие TCR практически линейно снижаются по мере старения. Если вы являетесь счастливым обладателем повышенного разнообразия TCR, можете надеяться на несколько бонусных лет жизни. В будущем человечество ожидают новые дерзкие подходы к увеличению продолжительности жизни с использованием собственных наивных Т-лимфоцитов, собранных и замороженных много лет назад.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *