Иммунная система

Тимус

Тимус относится к центральным (первичным) органам иммунной системы и играет важную роль в формировании иммунитета.
Cookies
Сайт использует cookies, чтобы стать лучше. Продолжая пользоваться Сайтом, вы соглашаетесь на использование файлов cookie.
Cookies
Настройки cookies
Файлы cookie, необходимые для корректной работы сайта, всегда включены. Остальные файлы cookie можно настроить.
Основные файлы cookie
Always On (Всегда включен). Эти файлы cookie необходимы для использования веб-сайта и его функций. Их нельзя отключить. Они устанавливаются в ответ на ваши запросы, такие как настройка параметров конфиденциальности, вход в систему или заполнение форм.
Аналитические файлы cookie
Disabled
Эти файлы cookie собирают информацию, которая помогает нам понять, как используются наши веб-сайты, насколько эффективны наши маркетинговые кампании, а также помогает нам настраивать наши веб-сайты для вас. Список аналитических файлов cookie, которые мы используем, можно найти здесь.
Рекламные файлы cookie
Disabled
Эти файлы cookie предоставляют рекламным компаниям информацию о вашей онлайн-активности, что позволяет им показывать вам более релевантную онлайн-рекламу или ограничивать количество показов рекламы. Эта информация может быть передана другим рекламным компаниям. Список используемых нами рекламных файлов cookie см. здесь.
Общие сведения
Тимус — первичный лимфоидный орган, расположенный в верхнем средостении, за верхней частью грудины.
Этот орган особенно активно функционирует в молодом возрасте, но в начале полового созревания и до старости он начинает атрофироваться, вырабатывая меньше Т-клеток. Этот орган важен для развития иммунокомпетентных Т-клеток, пролиферации клонов зрелых Т-клеток, развития иммунологической аутотолерантности и секреции гормонов для развития Т-клеток. Вырабатывается по крайней мере три гормона: тимозин, тимулин и тимопоэтин. Эти гормоны вырабатываются ретикулярными эпителиальными клетками в коре.
Развитие тимуса
Тимус развивается из энтодермального слоя передней части передней кишки. Во время развития глоточного кармана эти клетки отслаиваются от внутреннего слоя передней кишки и прорастают в лежащий под ними мезенхимальный тканевой отдел, который имеет происхождение из нервного гребня. У мыши будущий зачаток тимуса расположен рядом с зачатком паращитовидной железы в третьем глоточном кармане.
Рисунок взят из статьи "Mechanisms of thymus organogenesis and morphogenesis" (Julie Gordon and Nancy R. Manley, 2011).
doi:10.1242/dev.059998
На рисунке синим цветом обозначены зачатки паращитовидной железы, красным - зачатки тимуса, фиолетовым - зачатки щитовидной железы, розовым - зачатки сердца.
рр1-4 - глоточные карманы эмбриона.
Буквой Е с цифрой (изображения A, B, C, D, E) обозначены недели эмбриогенеза на примере человека. Последняя схема отображает сформированные органы у новорожденного.
Гистологическое строение
Тимус заключен в тонкую соединительнотканную капсулу, которая очагово инфильтрирует орган, разделяя тимус на доли и дольки. Внешняя, более темная область дольки— это кора, и она содержит большое число клеток. Внутренняя, более светлая область — это мозговое вещество, и эта область менее клеточная. Эти области являются местом развития Т-клеток и в совокупности называются тимическим эпителиальным пространством. Междольковая соединительная ткань, присутствующее внутри тимуса, состоит из жира и зрелых лимфоидных клеток. Оно не участвует напрямую в развитии Т-клеток и увеличивается в размерах с возрастом и в некоторых реактивных ситуациях.
Фото 1. Тимус 2-недельного котенка с неуточненным инфекционным заболеванием.

На данной микрофотографии хорошо видно дольчатое строение и соединительнотканные перегородки, отделяющие дольки друг от друга.
В паренхиме тимуса видно разделение на медуллу (более светло окрашенная часть долек) и кору (темная периферия).
Также в данном микропрепарате обращает на себя внимание феномен "звездного неба" в паренхиме, что свидетельствует об иммунной реактивности.

Окраска гематоксилин и эозин; увеличение х40 + камера.

Фото 2. Тот же препарат на большем увеличении.

Здесь видно, что картина "звездного неба" складывается из частого вкрапления активированных макрофагов в плотную массу малых лимфоцитов.

Окраска гематоксилин и эозин; увеличение х400 + камера.
Также в коре встречаются макрофаги, которые содержат остатки апоптотических клеток. Их число может быть увеличено при различных реактивных состояниях, вызывая так называемое «звездное небо» в коре.
Кора тимуса лежит под капсулой и расположена на периферии органа. Она состоит из смешанной популяции, состоящей в основном из лимфоцитов (тимоцитов) с меньшим количеством рассеянных эпителиальных клеток. Тимоциты имеют размер от малого до среднего, со скудной цитоплазмой и вариабельно конденсированным хроматином.
Ядра тимоцитов различны по размеру. В субкапсулярной зоне, непосредственно под капсулой, они крупнее и светлее, тогда как большинство корковых тимоцитов имеют меньшие ядра с конденсированным хроматином.
Корковые тимические эпителиальные клетки встречаются редко, разбросаны по коре и имеют отростки, соединяющие их с соседними эпителиальными клетками. Эти клетки можно отличить от тимоцитов по более крупным и светлым ядрам. Эпителиальные клетки образуют оболочку вокруг капилляров, чтобы создать барьер для проникновения антигенного материала в пространства между эпителиальными клетками в ретикулярной сети. Это называется гематотимусный барьер .
Кора тимуса часто уменьшается в размерах (т. е. сужается, инволюцирует и атрофируется) с возрастом.
Мозговое вещество содержит эпителиальные, дендритные и лимфоидные клетки. Здесь преобладают эпителиальные клетки, что придает этой области светлый вид при малом увеличении. Мозговые эпителиальные клетки имеют менее выраженные
цитоплазматические выступы и очагово образуют ороговевшие структуры, известные как тельца Гассаля (ТГ). ТГ патогномоничны для тимической ткани у людей и большинства домашних животных (за исключением мышей). Они состоят из плоских несекретирующих эпителиальных клеток, которые наслоены друг на друга. Клетки ТГ кератинизированы.

Фото 3. Тимус 2-недельного котенка.
В центре располагается тельце Гассаля. Виден очаг кератинизации и лимфоэпителиальные клетки.
Окраска гематоксилин и эозин; ув. х400 + камера.
Незрелые лимфоциты дифференцируются только в коре. Предшественники Т-клеток размножаются во внешней коре.
Однако выживают только 5% образовавшихся Т-клеток. Выжившие — это те, которые могут распознавать собственные поверхностные гликопротеины, кодируемые MHC, т.е. будут иммунотолерантны к антигенпрезентирующим клеткам того же организма.
Дифференцирующиеся Т-клетки накапливаются между эпителиальными ретикулярными клетками. Затем они могут перейти в венулы и эфферентные лимфатические сосуды вдоль границы между корой и мозговым веществом. Или они переходят в мозговое вещество, где далее отбираются тимическими дендритными клетками и созревают перед выходом из мозговых венул и эфферентных лимфатических сосудов.
В тимусе имеются только эфферентные лимфатические сосуды, которые транспортируют лимфу и лимфоциты из этого органа.

Процесс селекции и созревания тимоцитов

Наиболее незрелые предшественники CD4 – CD8 – Т-клеток располагаются в основном в субкапсулярной зоне, откуда они мигрируют глубже в тимус и попадают в кортекс, который богато заселен особым типом эпителиальных клеток, которые экспрессируют высокие уровни молекул, кодируемых MHC I и II классов. В кортексе предшественник Т-клеток начинает экспрессировать как CD4, так и CD8 и перестраивать свои гены TCR α и β, и, как следствие, каждый тимоцит экспрессирует другой перестроенный гетеродимер TCR-αβ . Специфичность TCR, экспрессируемого данным тимоцитом CD4 + CD8 + пептид–MHC, присутствующего на другой клетке (стромальной клетке), будет определять дальнейшую эволюцию тимоцитов. Данные, полученные в результате изучения культур органов фетального тимуса, свидетельствуют о том, что тимоцитCD4 + CD8 + , экспрессирующий TCR с низкой, но измеримой авидностью к комплексу собственного пептида–MHC, будет «положительно отобран»: ему будет разрешено дифференцироваться в зрелую T-клетку CD4 CD8 – (если ее TCR специфичен для комплекса собственного пептида II класса MHC ) или CD4 – CD8 + (если ее TCR специфичен для комплекса собственного пептида I класса MHC), способную выйти из тимуса и засеять вторичные лимфоидные ткани . Напротив, кортикальные тимоциты CD4 + CR8 + , которым не удается перестроить свои гены TCR α и β или которые экспрессируют TCR, не имеющие авидности к комплексам собственного пептида–MHC, не выживают и погибают по механизму апоптоза.
Кортикальные эпителиальные клетки, в частности питающие клетки тимуса(TNC), необходимы для процесса позитивного отбора, поскольку они демонстрируют
комплексы собственного пептида–MHC, которые распознаются тимоцитами CD4 + CD8
+ , а также обеспечивают основные факторы дифференциации, такие как цитокины. Положительно отобранные Т-клетки мигрируют к центральной области тимуса, сталкиваются с кортикомедуллярным соединением и, наконец, попадают в мозговое вещество. Мозговое вещество содержит почти исключительно зрелые CD4 + CD8 – или CD4 – CD8 + Т-клетки, которые выходят из тимуса в кровь и засеивают вторичные лимфоидные ткани.
Популяция положительно отобранных кортикальных Т-клеток включает клетки, которые имеют сильную авидность к комплексам собственного пептида–MHC, которые экспрессируются на тимических дендритных клетках. Эти клетки потенциально аутореактивны и должны быть устранены. Данные многих исследований показали, что это происходит посредством физического удаления, включающего апоптоз.
Эксперименты с трансгенными мышами TCR показали, что клональное удаление может происходить на ранней стадии CD4 + CD8 + , как в коре, так и в мозговом веществе. Когда Т-клетки устраняются в коре, соответствующий комплекс собственного пептида–MHC представлен кортикальными эпителиальными клетками, которые продуцируют молекулыMHC и пептиды, которые, по-видимому, участвуют не только в образовании Т-клеток, но и в их дифференциации. В мозговом веществе тимоциты удаляются дендритными клетками или интердигитирующими клетками , которые либо продуцируют соответствующие антигены, либо забирают их из сыворотки. Этот процесс происходит в основном в кортикомедуллярном соединении, где наблюдается высокая концентрация интердигитирующих клеток.
Интересный случай
На этой серии микрофотографий показан тимус годовалого кота. Общая гистоархитектоника тимуса напоминает таковую при фолликулярной гиперплазии тимуса. Фолликулярная гиперплазия тимуса у животных практически не описана, большая часть работ посвящена новообразованиям тимуса, в частности, тимомам. Однако при тимомах обычно нарушается микроструктура, чего не наблюдается на этих препаратах. В силу очень скудного анамнеза и отсутствия массива литературных данных, диагноз в данном случае, носит предположительный характер.
Все микрофотографии, представленные в данном материале, сделаны на базе лаборатории Science Vet
Литература:

  1. Gordon J, Manley NR. Mechanisms of thymus organogenesis and morphogenesis. Development. 2011;138(18):3865-3878. doi:10.1242/dev.059998;
  2. Klein L, Kyewski B, Allen PM, Hogquist KA. Positive and negative selection of the T cell repertoire: what thymocytes see (and don't see). Nat Rev Immunol. 2014;14(6):377-391. doi:10.1038/nri3667;
  3. Marks, T.A., Rossanese, M., Yale, A.D., Stewart, S., Smallwood, K., Rigas, K. and Guillén, A. (2024), Prognostic factors and outcome in cats with thymic epithelial tumours: 64 cases (1999-2021). J Small Anim Pract, 65: 47-55. https://doi.org/10.1111/jsap.13675;
  4. Romano, Rosa & Palamaro, Loredana & Fusco, Anna & Giardino, Giuliana & Gallo, Vera & del Vecchio, Luigi. (2013). FOXN1: A Master Regulator Gene of Thymic Epithelial Development Program. Frontiers in Immunology. 4. 187. 10.3389/fimmu.2013.00187;
  5. https://www.pathologyoutlines.com/topic/mediastinumgeneral.html;
  6. https://www.pathologyoutlines.com/topic/mediastinumthymicfollicularhyperplasia.html.
Made on
Tilda