Тимус (вилочковая железа): что это такое и где находится, гормоны и функции

Что это за орган и где находится?

Тимус (или вилочковая железа) – один из главных органов иммунной системы. Свое второе название он получил из-за своей схожести с двузубой вилкой. Именно в тимусе образуются и созревают иммунные клетки. Находится орган выше ключицы за грудиной.

Тимус обволакивает прочная капсула, которая состоит из соединительной ткани. От нее отходят две перемычки, делящие орган на две дольки. Дольки могут быть разных размеров. В обеих есть корковое и мозговое вещество.

Корковое вещество состоит из сетей эпителиальных клеток, в них находятся лимфоциты вилочковой железы. Эпителиальные клетки вырабатывают гормоны, клетки, принимающие участие в созревании лимфоцитов и опорные клетки. Мозговое вещество состоит из уплощенных ороговелых клеток.

О величине вилочковой железы сказать сложно, так как ее размер изменяется на протяжении всей жизни. У новорожденного ребенка тимус полностью развит и на протяжении первого года жизни его вес может достигать 20 грамм. У детей от 6 до 16 лет – до 35 грамм.

Вилочковая железа растет до наступления половой зрелости. Примерно с 16 лет начинается процесс инволюции (старения) и уже к двадцати годам ткани вилочковой железы частично замещается жировой. Тимус начинает ссыхаться. К 60 годам его вес составляет менее 15 грамм. К 70 годам – менее 7 грамм.

Бояться угасания тимуса не стоит, это естественный процесс. За первых несколько лет плодотворной работы тимус производит достаточно Т-лимфоцитов, этого количества организму хватит до конца жизни.

Стоит отметить, что у кого-то тимус стареет раньше, у кого-то позже. Медики связывают это с двумя факторами – генетическая предрасположенность и образ жизни. В редких случаях тимус не исчезает вовсе, на его месте остается скопление соединительной, лимфоидной и жировой тканей.

Посмотрите видео о вилочковой железе:

Узнать больше о лимфатической системе, к которой относится тимус, можно здесь.

Функции и гормоны вилочковой железы

Тимус выделяет гормоны:

• тимозин;
• тималин;
• тимопоэтин I;
• тимопоэтин II;
• гомеостатический тимусный гормон;
• гуморальный тимусный фактор.

В таблице представлены функции гормонов:

Тималин	Отвечает за соотношение Т- и В-лимфоцитов, влияет на процессы регенерации и кроветворения.
Тимозин	Воздействует на обмен углеводов и кальция в крови. Регулирует развитие и рост скелета.
Тимопоэтин I, тимопоэтин II	Задерживают преждевременное созревание, участвуют в формировании Т-лимфоцитов
Гомеостатический тимусный гормон	Влияет на гормон роста, АКТГ (Адренокортикотропный гормон) и тиреолиберин.
Гуморальный тимусный гормон	Активирует реакции Т-клеток на антигены.

Ознакомьтесь с основными функциями тимуса:

Защитная	Защищает организм от чужеродных и болезнетворных клеток
Регулирующая	Регулирует углеводный обмен, обмен кальция, уровень сахара в крови
Формирующая	Формирует Т-лифоциты, гормоны
Регенеративная	Контролирует регенерацию кожи и процесс восстановления клеток

• Вилочковая железа отвечает за формирование иммунитета. Она вырабатывает, «обучает» и перемещает иммунные Т-клетки. После формирования Т-лимфоциты попадают в кровь и циркулируют по всему организму.
• Т-клетки распознают и устраняют как чужеродные микроорганизмы, так и раковые, опухолевые, и болезненно измененные клетки. Поэтому ранняя потеря тимуса влечет за собой ослабление иммунной системы.
• Тимус способен регулировать уровень сахара и кальция в крови. Вилочковая железа может контролировать регенерацию кожи и ускорять процесс восстановления клеток.
• Можно сказать, что тимус омолаживает наш организм, и чем позже начнется его инволюция, тем дольше человеку удастся сохранять свою молодость и крепкое здоровье.

Если вилочковая железа обладает «секретом красоты», то почему никто не рассматривает вариант пересадки тимуса в качестве одного из способов омоложения? Вся проблема в том, что операции по пересадке тимуса очень сложные и довольно травматичные.

Хирургическое вмешательство такого рода требует имплантацию железы вместе с грудиной и костным мозгом.

Медики нашли менее опасный способ омоложения – достаточно ввести эмбриональные стволовые клетки в тимус. Такая процедура восстанавливает вилочковую железу, что в последующем влечет за собой омоложение пациента.

Возраст начала изменений

Максимальная активность органа проявляется в первые три года. В этот период организм встречается с новыми для него антигенами. Признаки снижения образования гормонов и Т-лимфоцитов можно заметить уже с 5-7 лет, а иногда и гораздо раньше. Жировые клетки в ткани возникают с 4 лет, а к 20 годам их количество возрастает, что закономерно отражает уменьшение объема функционирующих.

С 10 лет в тимусе разрастается соединительная ткань, на этот же возраст приходятся последние высокие показатели работы органа, что отражается в самом большом уровне тимулина. Масса железы уменьшается с 15 лет. Противоречивые данные о начале угасания тимуса связаны с тем, что его деятельность может временно уменьшиться, а затем восстановиться.

Слева размер тимуса у ребенка, а справа у взрослого человека

В среднем к 20 годам в железе еще находят крупные доли, расположенные на фоне жировой ткани. У большинства долек корковый слой и число Т-лимфоцитов уменьшены. Затем со скоростью от 5% в год снижается число работающих клеток, границы между корой и мозговым слоем стираются. Падает число клеток-учителей, которые выращивают и обучают Т-лимфоциты. Имеются зоны отложения кальция.

С 40 лет скорость потери массы уменьшается до 0,1%, а количество жировых клеток растет. Часть долек уже имеют только кору, а часть – мозговое вещество. По краям остается эпителиальная ткань, вырабатывающая гормоны и Т-лимфоциты, сохраняется барьер, не пропускающий крупные молекулы из крови в тимус.

Возрастное изменение тимуса

К 70 годам обнаруживают только островки клеток с небольшим количеством лимфоцитов. Синтез гормонов снижен до 30% от исходного. При помощи математического анализа и исследований тимуса долгожителей установлено, что при имеющейся скорости падения последние гормоны будут выделяться до 120 лет. Именно на такую продолжительность жизни предположительно запрограммирован человеческий организм.

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:

• радиационное облучение;
• прием противоопухолевых препаратов;
• прием гормональных лекарственных средств;
• онкологические заболевания, в первую очередь гемобластозы (злокачественные новообразования костного мозга);
• инфекционные воспалительные заболевания.

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.

Строение

Названием железа вилочковая обязана своей форме — когда она здорова, то напоминает двузубую вилку. Если же она больная, ее очертания меняются, она становится похожа на бабочку или надутый парус. У детей и молодых людей она серо-розовая, потом постепенно желтеет, сливается с окружающей ее жировой тканью.

Она очень небольшого размера, ее средний вес не превышает 20 грамм у подростков, по мере взросления человека тимус постепенно атрофируется, и к 75-80 годам весит всего 5-6 граммов.

Она состоит из двух долей, они могут плотно прилегать или срастись, быть одинакового или нет размера — все эти варианты нормальны. В норме нижняя часть каждой из них широкая, а верхняя узкая. Сама железа помещена в плотную капсулу из соединительной ткани. В самой железе имеется два слоя — кору(внешний слой), в котором есть эпителиальные и гематопоэтические клетки. В них, собственно, и вырабатываются гормоны и другие клетки, благодаря которым и созревают лимфоциты, и мозговой слой. Мозговой слой сортирует здоровые и ущербные Т-клетки, следит за тем, чтобы иммунная система случайно не уничтожила здоровые клетки.

Фракции тимических лимфоцитов

Т-лимфобласты под воздействием тимических гормонов и клеток-нянек, вызревают и делятся по следующим фракциям:

1. Т-киллеры – их работа связана с тем, чтобы обнаружить и ликвидировать любую инфицированную частицу или клетку.
2. Т-хелперы – работают на то, чтобы Т-киллеры могли обнаруживать патологическую инфицированную клетку. Кроме того, они продуцируют цитокины – это те молекулы-сигналы, запускающие механизмы иммунитета.
3. Т-супрессоры – полностью ответственны за длительность и интенсивность иммунитета.

Если тимус начал раньше времени угасать, это ведет к снижению иммунитета. Перестают вырабатываться БАВ, нужные для иммунитета.

Основные виды инволюции

В зависимости от причины и изменений в вилочковой железе выделяют несколько типов угасания ее функции.

Акцидентальная

В переводе она означает случайную, то есть возникает в особых случаях. Это быстрый процесс, который аналогичен возрастным изменениям. Точно так же уменьшается корковый слой, стирается его граница с мозговым. Т-лимфоциты усиленно выбрасываются в кровь, а оставшиеся в железе массово гибнут из-за разрушения оболочки, или их поглощают макрофаги (естественные очистители организма).

Такая реакция возникает при стрессе. Ее запускает выделяющийся из надпочечников кортизол. В качестве провоцирующего фактора может быть:

• чрезмерное физическое или психическое перенапряжение;
• перегревание, ожог, переохлаждение;
• травма;
• сильная боль;
• инфекция;
• отравление, в том числе и никотином, алкоголем;
• голодание;
• выраженная нехватка витаминов;
• облучение;
• опухолевый процесс;
• применение гормонов надпочечников (например, Преднизолон).

Подобным, но более слабым действием обладают и половые гормоны – тестостерон и андростерон (мужские), эстрадиол и прогестерон (женские). Особенно отчетливо акцидентальная инволюция отмечается при беременности, лактации. Иммунная защита в этот период ослабевает, что дает возможность предотвратить отторжение плода. Когда воздействие повреждающего фактора прекращается, тимус постепенно (с разной скоростью) возвращается к норме.

Возрастная

Вилочковая железа является единственным органом иммунной системы, который признается организмом ненужным со временем. Активность костного мозга не меняется, а селезенки и лимфоидной ткани даже немного возрастают.

Объясняется это тем, что в первые годы жизни формируется иммунитет против самых распространенных антигенов, его хранят Т-лимфоциты памяти. Они живут примерно 20 лет. Новые белковые структуры на пути взрослого человека появляются редко, что и делает нецелесообразным поддерживать активность «школы» для Т-клеток – тимуса.

Низкая функция вилочковой железы в зрелом и пожилом возрасте приводит к последствиям:

• если человек не переболел «детскими» болезнями (корь, ветрянка и другие), то они имеют крайне тяжелое течение;
• отсутствие вакцинаций в детстве может привести к заражению опасными микробами;
• снижается иммунитет, в том числе и к атипичным (опухолевым) клеткам, возникают онкологические патологии;
• нарушаются процессы обучения и запоминания новой информации, которые активируют тимулин (гормон тимуса). Это влияние на познавательные функции мозга не основная причина слабой памяти у пожилых, а один из механизмов изменений.

Неполная

Если с возрастом не уменьшается объем тимуса, то такое состояние называется персистенцией, или неполной инволюцией. Ткани железы разрастаются с сохранением их обычного строения, имеется четкая граница между слоями долек. Иногда увеличение затрагивает кору или только мозговое вещество.

У пожилых людей единственным признаком бывает образование фолликулов (пузырьков), в которых содержатся лимфоциты. Нередко в них обнаруживается склонность к усиленному клеточному делению с дальнейшим формированием опухоли – тимомы.

Задержка обратного развития тканей железы часто возникает на фоне:

• низкой функции надпочечников;
• разрастания лимфатической ткани в лимфоузлах, аппендиксе, миндалинах;
• уменьшенного объема сердечной мышцы, размера аорты.

Это состояние называется тимиколимфатическим. Его нередко обнаруживают при внезапной смерти пациентов в молодом возрасте после нетяжелой операции или травмы, остановки сердца при нырянии, физической активности. Такие люди могут до этого не иметь проблем со здоровьем, а из изменений в организме у них находят только маленькие надпочечники и крупный тимус.

Надпочечниковая недостаточность и является непосредственной причиной смертельного исхода, а крупный тимус – это ее последствие.

Гиперплазия (разрастание) вилочковой железы и тимома также являются причиной появления и прогрессирования аутоиммунных болезней (диабет 1 типа, красная волчанка, тиреоидит), типичным заболеванием является прогрессирующая мышечная слабость – миастения.

Физиологическая

В норме к 50 годам тимус практически теряет свою роль в организме. Продукция гормонов и Т-лимфоцитов снижается, но абсолютное число этих клеток остается на прежнем уровне. Это возможно благодаря тому, что большинство из них представлены долгоживущими видами, которым не нужно обновление.

«Обученные», зрелые Т-лимфоциты обладают способностью к избирательному размножению в ответ на проникновение антигена (например, вируса). Поэтому удаление тимуса и не представляет опасности для человека.

Удаление тимуса

Жировая

Если вначале на фоне функционирующей ткани вилочковой железы появляются скопления жировой ткани, то с возрастом наблюдается прямо противоположная картина. Весь тимус постепенно замещается жировыми клетками. Работающие тимоциты выглядят мелкими островками и тонкими веретенообразными скоплениями вокруг мелких сосудов. Интересно, что в костном мозге одновременно также увеличивается количество жировой ткани, но его функции при этом не нарушаются.

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.

В чем состоит работа тимуса?

Работа и главная забота вилочковой железы сводится к благополучному доведению Т-лимфоцитов до дозревания и их пролиферации, что повышает иммунитет. Образованию лимфоцитов предшествуют т.н. предшественники-клетки; они продуцируются в красном костном мозге и являются родоначальниками лимфоцитов. Кроме того, тимус продуцирует гормоны.

При различных потрясениях (переохлаждение, голод, стрессы) Т-лимфоциты разрушаются в массовом количестве и функционал железы падает – это временная или быстрая инволюция тимуса.

Тимус обеспечивает также: пополнение запасов энергии организма наряду с ЩЖ; ускоряет расщепление углеводов; повышает функцию гипофиза и ЩЖ; активно помогает в обмене БЖУ, регулирует работу минералов и витаминов.

Усиливает синтез белков и тем самым ускоряет рост остеобластов. Замедляет процессы ЦНС; урежает пульс. Также тимус выполняет дренажную функцию – собирает и депонирует всю поступающую из лимфатических сосудов лимфу.

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:

• резкое уменьшение размеров органа;
• значительное падение функциональной активности тимуса;
• снижение количества лимфоцитов вплоть до полного их отсутствия;
• замещение вилочковой железы соединительной тканью;
• отложение петрификатов в тимических тельцах.

Особенности акциндентальных изменений

Как уже было отмечено ранее в статье, возрастная и акцидентальная инволюции тимуса – две основных разновидности уменьшения размеров этого органа. В данном разделе йдет речь о втором виде 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.

Термин “акцидентальная” был предложен еще в 1969 году, но до сих пор не утратил своей актуальности. Дословно он означает “случайность”. И действительно, по сути своей, акцидентальная инволюция – это случайный ответ вилочковой железы на вредный фактор, подействовавший на нее.

Заболевания железы

Болезни тимуса встречаются крайне редко, и люди могут не знать о ней. Заподозрить их можно при слишком сильной внезапной полноте, общей слабости и болезненности с одновременным увеличением лимфатических узлов.

Кроме того, при болезнях тимуса может быть беспричинный кашель, когда человек лежит на спине, мраморного цвета кожа с венозными прожилками, аллергия.

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:

• общая усталость, слабость;
• увеличение в размерах практически всех групп лимфоузлов;
• затрудненное дыхание – одышка;
• частые простудные, инфекционные заболевания из-за снижения иммунной резистентности;
• тяжесть век, ощущение, будто кто-то давит на них.

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.

Тимус у детей

У детей тимус играет очень большую роль. В возрасте до года именно он защищает детский организм от инфекций. Нередко у детей тимус увеличивается, но это не означает увеличение ее силы. Наоборот, такой ребенок становится подверженным частым заболеваниям.

За что отвечает железа?

Кроме борьбы с вирусами у детей, в зрелом возрасте тимус играет не менее важную роль. Некоторые исследователи называют его еще точкой счастья, поскольку он тесно связан с выработкой эндорфинов.

Если вы сможете научиться ее активировать при помощи особых упражнений, то избавляться от стрессов и волнений и управлять своим настроением вам будет вполне под силу. Причем, такое упражнение на 2-3 часа будет держать настроение в ощущении счастья. Когда тимус по причине патологии не может работать полноценно, он увеличивается в размерах, становясь похожим на бабочку.

Зачем она нужна

У вилочковой железы особые функции — в ней созревают и «обучаются» клетки, которые впоследствии будут отвечать за всю работу иммунной системы человека. Иными словами, в ней созревают, проходят дифференцировку и иммунологически «обучаются» T-клетки иммунной системы. Если наблюдается гипофункция, у человека страдает вся иммунная система. То же самое случается, если есть ее гиперфункция.

Через тимус проходят практически все клетки крови, в том числе и незрелые костномозговые. Из них впоследствии получаются Т-лимфоциты. Эти клетки бывают двух видов — Т-хелперы, то-есть помощники (которые помогают организму бороться с инфекцией) и Т-киллеры, которые убивают инфекцию и воспаления.

В организме человека эта железа выполняет две функции:

• отвечает за созревание и распределение по группам Т-лимфоцитов
• продуцирует гормоны, которые влияют на работу лимфоцитов

Также советуем просмотреть:  Ключевой орган иммунной системы человека – вилочковая железа

В первые месяцы жизни ребенка вилочковая железа единственная ответственна за защиту малыша от инфекций. С развитием малыша другие органы постепенно разгружают железу и принимают на себя многие ее функции.

Благодаря тимусу, легче переносятся «детские инфекции» и «детские болезни» — скарлатина, корь, ветрянка, и так далее. На их преодоление организм бросает такие силы иммунитета, которых у взрослых уже нет.

Тимус, или вилочковая железа, имеется у всех позвоночных и играет одинаковую роль. Чтобы подтвердить догадку о ведущей роли вилочковой железы в иммунной системе, проводились опыты на лабораторных мышах. Тогда молоденькой мышке-подростку была пересажена железа старой мыши, а той — молоденькой. Спустя короткое время было замечено усиление иммунитета у старой и резкое снижение у молодой. В результате первая мышка погибла от иммунодефицита, а старая продолжала оставаться бодрой и здоровой, прожив вдвое дольше своих сородичей.

Проводились и опыты по полному удалению железы у животных разного возраста. Независимо от этого, отмечалось резкое падение иммунитета, подверженность инфекциям, деформация костной ткани. А у молодых животных еще и катастрофическая задержка роста, деминерализация костей.

Как и любой орган, вилочковая железа может болеть, неправильно функционировать и ее работа бывает полностью нарушена. Что же делать в подобных случаях?

Тимус у взрослых

Поддерживает иммунитет 2 типов: клеточный и гуморальный. Гуморальный определяет и отторгает патогены; проводится это белками – антигенами в крови. Клеточный иммунитет – отвечает за синтез антител.

Регуляция железы

Работа вилочковой железы регулируется ГКС коркового слоя надпочечников и гуморальными факторами иммунитета — интерферонами, лимфокинами, интерлейкинами; они синтезируются другими имунными клетками.ГКС имеют способность подавления не только иммунитета, но и ряда функций вилочковой железы. Помимо этого, они просто вызывают его атрофию.

Также атрофия тимуса усиливается под воздействием половых гормонов. А вот пептиды эпифиза замедляют процесс инволюции тимуса и даже могут вызывать его омоложение (это мелатонин).