Тимус (вилочковая железа) относится к железам бранхиогенной группы и развивается из материала 3-го и 4-го глоточных карманов. На 8-й неделе в зачатке тимуса появляются лимфоидные клетки, мигрирующие из костного мозга.
Тимус — двудольчатый орган, расположенный в грудной полости. Каждая доля состоит из долек, разделённых соединительнотканными трабекулами (септами). Капсула и отходящие от неё септы построены из плотной волокнистой соединительной ткани. Объём органа заполнен эпителиальным каркасом, в котором располагаются тимоциты
(так называют лимфоциты тимуса). Эпителиальные (эпителиоретикулярные) клетки в дольке тимуса образуют сеть и участвуют в дифференцировке тимоцитов. В дольке зрелого тимуса различают корковый и мозговой слои.
В тимусе происходит антиген-независимая дифференцировка T-лим- фоцитов. Тимус подвергается возрастной инволюции. Атрофия начинается в пубертатном периоде и продолжается в течение всей жизни. Атрофия тимуса зависит от чувствительности тимоцитов к глюкокортикоидам. Все процессы, приводящие к резкому увеличению уровня глюкокортикоидов (беременность, стресс), ускоряют инволюцию тимуса. Образование T-клеток в тимусе продолжается и во взрослом организме, но с меньшей интенсивностью.
Дифференцировка тимоцитов
Клетка-предшественница T-лимфоцитов поступает в тимус из костного мозга в плодном периоде (рис. 11-11). Она экспрессирует на своей поверхности дифференцировочную молекулу CD7, а позже — CD1 и CD2. Протимоциты имеют фенотип CD7+CD1+CD2+cCD3+CD4-CD8-. Молекула CD1 исчезает, когда клетка становится зрелой, а цитоплазматическая форма CD3 (сCD3) переходит в мембранную. Тимоциты. По мере сборки α- и β-цепей T-клеточного рецептора протимоциты начинают экспрессировать маркёры CD4 и CD8, давая начало большинству тимоцитов с фенотипом CD1+CD2+CD4+CD8+. Эти клетки способны дифференцироваться в двух направлениях: в клетки CD1-CD2+CD4+CD8- и клетки CD1-CD2+CD4-CD8+ при наличии у обоих подтипов мембранного маркёра CD3 и αβ-рецептора T-лим- фоцита. Этим клеткам разрешено покидать тимус, они появляются в периферической крови и лимфоидных органах. Выселившиеся из тимуса T-лимфоциты экспрессируют либо CD4, либо CD8, но клетки фенотипа CD4+CD8+ отсутствуют.
Корковый слой
Субкапсулярная часть коркового слоя содержит делящиеся клетки — лимфобласты (клетки-предшественницы T-лимфоцитов, ранние протимоциты). Они взаимодействуют с эпителиальными клетками (рис. 11-13), при этом происходит селекция лимфоцитов и большинство T- лимфоцитов погибает в корковом слое. В корковом слое присутствует гематотимический барьер.
Внутренняя часть содержит потомки лимфобластов, в большинстве своём неделящиеся малые тимоциты и эпителиальные клетки. По мере созревания протимоциты утрачивают дифференцировочную молекулу CD1, но приобретают CD3, CD4 и CD8. Дальнейшая их дифференцировка протекает в мозговой части дольки тимуса.
Рис. 11-11. Дифференцировка T-лимфоцитов от стволовой кроветворной клетки до состояния терминальной дифференцировки. [98]
Эпителиальные (эпителиоретикулярные) клетки имеют крупное округлое ядро. Их характерная особенность — наличие длинных отростков, содержащих пучки тонофиламентов. Отростки соединяются между собой при помощи десмосом. В цитоплазме присутствуют гранулы, содержащие тимозины и тимопоэтин. Эпителиальные клетки экспрессируют молекулы MHC класса II.
Гематотимический барьер делает корковую часть недоступной для антигенов из внутренней среды организма и защищает от их действия созревающие здесь T-лимфоциты. Барьер образуют эндотелиальные клетки и эпителиальные клетки со своей базальной мембраной.
Рис. 11-13. Селекция тимоцитов. Выживающие в ходе отбора тимоциты превращаются в зрелые T-клетки. В процесс отбора вовлечены клетки тимуса — эпителиальные, дендритные и макрофаги. Отобранные в тимусе зрелые T-лимфоциты не реагируют на собственные молекулы MHC и толерантны к собственным антигенам. Важной сигнальной молекулой, участвующей в процессах созревания и дифференцировки клеток, является T-клеточный рецептор. [17]
Мозговой слой
Тимоциты из коркового слоя поступают в мозговой слой и дифференцируются в CD4+ и CD8+ лимфоциты. Зрелые T-клетки выходят из мозгового слоя по венулам и выносящим лимфатическим сосудам. Только 3-5\% клеток, продуцируемых в тимусе, покидает этот орган. Остальные клетки погибают. В мозговом слое присутствуют макрофа-
ги, уничтожающие погибшие или обречённые на гибель тимоциты. Дегенерирующие эпителиальные клетки мозгового слоя образуют слоистые эпителиальные тельца.
Дендритные клетки. Присутствующие в мозговом слое дендритные клетки фенотипически и функционально гетерогенны. Среди них различают типичные дендритные клетки и так называемые плазмацитоидные. Типичные дендритные клетки тимуса представляют собственные антигены тимоцитам и играют важную роль в процессе негативной селекции.
Функции тимуса
В вилочковой железе элиминируются лимфоциты, способные узнавать антигены собственного организма, т.е. происходит селекция лимфоцитов. В тимусе также вырабатываются гормоны иммунной системы.
• Селекция лимфоцитов. Молекулы рецепторов в клеточной мембране тимоцита взаимодействуют с комплексом «MHC-аутоантиген» в мембране эпителиальной клетки (см. рис. 11-13). Клоны тех тимоцитов, рецепторы которых узнают комплекс «MHC-аутоантиген», уничтожаются. Таким образом, нормально функционирующая иммунная система удаляет в вилочковой железе лимфоциты, запрограммированные активироваться антигенами собственного организма.
• Гормоны иммунной системы. В эпителиальных клетках тимуса синтезируются пептидные гормоны: тимозины, тимопоэтин, тимотаксин, тимический сывороточный фактор (тимулин) и др. Кроме того клетки тимуса синтезируют нейрофизины, вазопрессин, окситоцин, соматостатин и хромогранин А. Тимозины (α1, α3, α7, β4 и др.) способствуют дифференцировке T-лимфоцитов и появлению специфических рецепторов в их клеточной мембране, стимулируют выработку многих лимфокинов, в т.ч. ИЛ2. Тимопоэтин — стимулятор дифференцировки предшественников T-лимфоцитов, влияет на дифференцировку T-лимфоцитов, но не на их иммунологический репертуар.