Тимус: развитие, строение, функции, особенности васкуляризации, возрастная и акцидентальная инволюция.

Тимус (вилочковая железа, thymus), - центральный орган лимфоцитопоэза и иммуногенеза. Из костномозговых предшественников Т-лимфоцитов в тимусе происходит антигеннезависимая их дифференцировка в Т-лимфоциты, разновидности которых осуществляют реакции клеточного иммунитета и регулируют реакции гуморального иммунитета.

Удаление тимуса (тимэктомия) у новорожденных животных вызывает резкое угнетение пролиферации лимфоцитов во всех лимфоидных узелках кроветворных органов, исчезновение малых лимфоцитов из крови, резкое уменьшение количества лейкоцитов и другие характерные признаки (атрофия органов, кровоизлияния и пр.). При этом организм оказывается весьма чувствительным ко многим инфекционным заболеваниям, не отторгает чужеродные трансплантаты органов. Эндокринная функция тимуса заключается в выработке более 20 факторов, среди которых распространение в медицине получили тимозины, тимопоэтины, тимулин. Кроме воздействия на иммунитет, некоторые из них обладают противоопухолевым свойством.

Функции.

 

Развитие.

● Закладка тимуса у человека происходит в конце первого месяца внутриутробного развития из эпителия глоточной кишки, в области главным образом III и IV пар жаберных карманов в виде тяжей многослойного эпителия.

● Дистальная часть зачатков III пары, утолщаясь, образует тело тимуса, а проксимальная - вытягивается, подобно выводному протоку экзокринной железы.

● В дальнейшем тимус обособляется от жаберного кармана.

● Правый и левый зачатки сближаются и срастаются.

● На 7-й нед развития в эпителиальной строме тимуса человека появляются первые лимфоциты. На 8-11-й нед врастающая в эпителиальную закладку органа мезенхима с кровеносными сосудами подразделяет закладку тимуса на дольки.

● На 11-12-й нед развития плода человека происходит дифференцировка лимфоцитов, а на поверхности клеток появляются специфические рецепторы и антигены.

● На 3-м мес происходит дифференцировка органа на мозговую и корковую части, причем последняя обильнее инфильтрируется лимфоцитами, и первоначальная типичная эпителиальная структура зачатка становится трудноразличимой. Эпителиальные клетки пласта раздвигаются и остаются связанными друг с другом только межклеточными мостиками, приобретая вид рыхлой сети. В мозговом веществе появляются своеобразные структуры - так называемые слоистые эпителиальные тельца.

● Образующиеся в результате митотического деления Т-лимфоциты мигрируют затем в закладки лимфатических узлов (в тимусзависимые зоны) и другие периферические лимфоидные органы.

● В течение 3-5 мес наблюдаются дивергентная дифференцировка клеток и появление различных типов ретикулярных эпителиоцитов (периваскуляр-ных, подкапсульных, питающих и др.).

● Формирование тимуса завершается к 6 мес, когда некоторые типы ретикулярных эпителиоцитов органа начинают секретировать гормоны, а вне тимуса появляются дифференцированные формы - Т-киллеры, Т-супрессоры, Т-хелперы.

● В первые 15-17 сут после рождения наблюдаются массовое выселение Т-лимфоцитов из тимуса и резкое повышение активности внетимусных лимфоцитов.

● К моменту рождения масса тимуса равна 10-15 г. В период половой зрелости организма его масса максимальна - 30-40 г, далее наступает возрастная инволюция.

Инволюция тимуса. После 20 лет начинается возрастная инволюция (уменьшение массы) тимуса. Иногда может иметь место и т. н. акцидентальная (быстрая) инволюция — в ответ на стрессовые ситуации, под влиянием гормонов стресса — глюкокортикоидов.

Строение.

а) С поверхности тимус покрыт капсулой из плотной волокнистой соединительной ткани. От нее отходят перегородки, которые тоже являются соединительнотканными и разделяют тимус на дольки.

б) В каждой дольке различают корковое и мозговое вещество.

I. Корковое вещество составляет периферическую часть дольки и является на препарате более темным, поскольку густо заселено лимфоцитами.

II. Мозговое вещество — находится в средней части дольки и является более светлым — из-за меньшего содержания лимфоцитов.

в) Как и прочие кроветворные органы, и корковое, и мозговое вещество долек тимуса включает четыре компонента. В данном случае это

1) созревающие или зрелые Т-клетки,

2) эпителиальная строма,

3) клетки макрофагического ряда,

4) особые кровеносные сосуды, а также лимфатические.

Но по природе этих компонентов корковое вещество существенно отличается от мозгового.

Корковое вещество дольки.

1. Лимфоидные клетки

I. В подкапсулярной области коркового вещества дольки находятся Т-лимфобласты — клетки класса IV,которые образуются из унипотентных предшественников Т-лимфоцитов. По виду Т-лимфобласты более крупные и светлые, чем зрелые лимфоциты.

II. Основная же часть коркового вещества занята клетками класса V — созревающими Т-лимфоцитами.

Клетки классов IV–V участвуют в двух уникальных процессах (одновременно перемещаясь к мозговому веществу).

I. Вначале в клетках осуществляется реаранжировка генов — формирование полного гена, кодирующего Т-клеточный рецептор (TCR) с той или иной иммуноспецифичностью.

II. А затем проходят два тура селекции клеток по природе их TCR.В частности, второй тур (отрицательной селекции) совершается уже на границе коркового и мозгового вещества и приводит к отбраковке и уничтожению тех Т-клеток, чьи TCR способны взаимодействовать с собственными антигенными детерминантами организма. В отбракованных клетках инициируется апоптоз. Прочие же Т-лимфоциты перемещаются в мозговое вещество дольки либо здесь же (на границе коркового и мозгового вещества) сразу поступают в русло посткапиллярных венул и мигрируют в периферические лимфоидные органы. Все созревание поступающих в тимус клеток продолжается 20 суток.

2. Клетки стромы. Внутри долек строму образуют ретикулоэпителиальные, или эпителиоретикулярные, клетки. Тем не менее они играют в развитии Т-лимфоцитов очень важную роль: участвуют в положительной селекции Т-клеток.

Кроме того, клетки стромы выполняют еще три функции: опорную, секреторную и трофическую. В соответствии с этими функциями, в корковом веществе различают следующие виды ретикулоэпителиальных клеток.

а) Опорные клетки: составляют каркас коркового вещества. Причем, в отличие от типичных ретикулярных клеток, они не продуцируют компоненты ретикулярных волокон. Поэтому в строме ни коркового вещества, ни мозгового нет ретикулярных волокон. Разновидность опорных клеток — т. н. клетки плоской формы: они окружают сосуды и участвуют в формировании гематотимусного барьера.

б) Секреторные (звездчатые) клетки: продуцируют тимопоэтин, тимозин и другие факторы, стимулирующие пролиферацию Т-клеток — причем не только в самом тимусе, но и в периферических лимфоидных органах.

в) Клетки-«няньки»: выполняют трофическую функцию — имеют в своей цитоплазме глубокие инвагинации, в которых одновременно развиваются 10–20 Т-лимфоцитов.

3. Клетки макрофагического ряда в тимусе — это три вида клеток:

а) типичные макрофаги,

б) дендритные клетки, названные так из-за своей отростчатой формы,

и в) интердигитирующие клетки — клетки с пальцевидными отростками. Именно клетки двух последних видов в ходе отрицательной селекции Т-клеток представляют им на своей поверхности антигены ГКГ-I и ГКГ-II и связанные с ними пептиды — собственные антигенные детерминанты организма.

4. Сосуды коркового вещества и гематотимусный барьер

а) Кровеносные капилляры коркового вещества участвуют в образовании гематотимусного барьера. Он состоит:

1) эндотелий капилляров и его непрерывная базальная мембрана,

2) периваскулярное пространство, а также упомянутые выше

3) опорные эпителиоретикулоциты плоской формы и их базальная мембрана. б) Барьер оберегает созревающие лимфоциты от контакта с теми антигенами, которые находятся в кровотоке. Действительно, в крови могут находиться чужеродные антигены (бактериальные, вирусные и т. п.). В отсутствие барьера их антигенные детерминанты могли бы оказаться на поверхности антигенпредставляющих клеток тимуса и в ходе отрицательной селекции вызвать элиминацию соответствующих клонов Т-клеток. Тогда в отношении этих антигенов появилась бы иммунологическая толерантность: иммунный ответ на их присутствие в организме не развивался бы.

в) Лимфатические сосуды. В тимусе нет приносящих, а есть только выносящие лимфососуды. Поэтому с лимфотоком антигены попасть в тимус не могут.

Мозговое вещество дольки

1.Т-лимфоциты.

В мозговом веществе Т-клетки расположены гораздо менее плотно, чем в корковом.

а) Среди них имеется некоторое количество дозревающих Т-лимфоцитов, переместившихся сюда из коркового вещества.

б) Основная же масса мозговых Т-клеток — это, видимо, рециркулирующие Т-лимфоциты, т. е. клетки, попадающие в тимус повторно из крови. Такая возможность обусловлена тем, что в мозговом слое нет гематотимусного барьера.

2. Строма

а) Из-за редкого расположения Т-клеток, в мозговом слое видны и ретикулоэпителиальные клетки. Здесь они тоже подразделяются на несколько видов:

1) опорные клетки,

2) секреторные (звездчатые) клетки и

3) клетки слоистых телец Гассаля. По морфологии многие из них похожи на стромальные клетки красного костного мозга: имеют неправильную форму, розовую цитоплазму и бледноокрашенное ядро.

б) Тельца Гассаля, или слоистые эпителиальные тельца, — это концентрические наслоения друг на друга частично ороговевших ретикулоэпителиоцитов. Функция их неизвестна. Однако данные тельца — очень характерная принад лежность мозгового вещества долек тимуса.

3. Сосуды. В мозговом веществе нет гематотимусного барьера. Но имеется своя особенность: посткапиллярные венулы содержат не плоский (как во многих сосудах), а высокий эндотелий. Отсюда их название: венулы с высоким эндотелием.Именно через стенку этих венул Т-лимфоциты проникают в кровеносное русло или, напротив, выходят из него.

4. Среди клеток макрофагического ряда в мозговом веществе встречаются лишь типичные макрофаги.