Влияние стресса на тимус

И острый, и хронический стресс во многих различных формах может привести к состоянию, известному как острая атрофия тимуса, что может серьезно повлиять на здоровье иммунной системы.

Что такое тимус (другое наименование – вилочковая железа)?

Тимус есть у всех позвоночных, за исключением бесчелюстных рыб. Тимус (вилочковая железа) – это первичный лимфоидный орган, расположенный над сердцем, который играет решающую роль в способности иммунной системы бороться с патогенами, опухолями, антигенами и другими медиаторами повреждения тканей. Иммунная система часто подразделяется на тимус-независимую и тимус-зависимую ветви.

Тимус-независимая иммунная система

Независимые от тимуса компоненты иммунной системы обычно называют врожденной иммунной системой. Врожденная иммунная система – это первая линия защиты организма от патогенной инвазии, которая достигается за счет макрофагов, нейтрофилов, дендритных клеток (ДК) и гранулоцитов.

Эти врожденные иммунные клетки активируются рецепторами распознавания образов, кодируемыми зародышевой линией, некоторые из которых включают Toll-подобные рецепторы и рецепторы, подобные домену олигомеризации нуклеотидов (NOD). После активации этими рецепторами макрофаги и нейтрофилы будут устранять антигены посредством фагоцитоза. Для сравнения, дендритные клетки и другие клетки врожденного иммунитета будут обрабатывать антигены и в конечном итоге служить антигенпрезентирующими клетками для адаптивной иммунной системы.

Тимус-зависимая иммунная система

Тимус-зависимая иммунная система, также известная как адаптивный (приобретенный) иммунитет, достигается за счет действия как Т-лимфоцитов, так и В-лимфоцитов (Т- и В-клеток соответственно). Т- и В-клетки, которые происходят из костного мозга, экспрессируют специфические рецепторы распознавания антигена и способны развивать узкоспециализированные эффекторные функции для создания долговременной иммунологической памяти.

В то время как В-клетки будут экспортироваться на периферию после выхода из костного мозга; развитие, созревание и экспорт Т-клеток происходят в тимусе. Через тимопоэз вилочковая железа будет использовать несколько различных процессов, чтобы гарантировать, что Т-клетки способны распознавать истинные антигены, а не вызывать аутоиммунную реакцию.

Например, тимус проводит процесс отрицательной селекции, который устраняет потенциально самореактивные Т-клетки и высвобождает Т-клетки, которые могут распознавать антигены на периферии.

Атрофия тимуса, вызванная стрессом

Различные физиологические состояния, включая недоедание, эмоциональное расстройство, беременность или патологические состояния, такие как инфекция, болезнь, лечение рака или схемы, используемые для подготовки пациентов к пересадке костного мозга, могут вызывать стресс в организме.

Независимо от причины стресс нарушает гомеостатический баланс иммунной системы и может привести к состоянию, известному как острая инволюция тимуса. Некоторые из отличительных признаков этой реакции тимуса на стресс включают снижение двойных положительных (DP) тимоцитов и снижение выхода наивных Т-клеток на периферию; и то, и другое может значительно уменьшить размер вилочковой железы.

Инфекционные причины атрофии тимуса

Вирусные, бактериальные и грибковые инфекции – частые причины острой атрофии тимуса. Особую озабоченность вызывает вирус иммунодефицита человека (ВИЧ), который может вызвать инфекцию, серьезно нарушающую нормальную функцию тимуса в результате потери развивающихся тимоцитов и стромальных клеток тимуса.

Помимо ВИЧ и СПИДа, острый сепсис, бактериальная инфекция, которая часто возникает после операции, также может вызвать острую атрофию тимуса. С этой целью сепсис может приводить к массивному апоптозу лимфоцитов, что приводит к нарушению Т- и В-клеточного ответа и, в конечном итоге, к тяжелой атрофии вилочковой железы.

Окружающие стрессоры

Было обнаружено, что несколько различных окружающих факторов оказывают негативное влияние на тимопоэз человека и в конечном итоге снижают функцию тимуса до тех пор, пока этот фактор стресса не будет устранен. Некоторые примеры этих факторов стресса включают недоедание, голод, алкоголизм и длительный физический и/или эмоциональный стресс.

Например, было обнаружено, что стресс из-за жестокого обращения с детьми и отсутствия заботы о них приводит к инволюции тимуса, что может значительно уменьшить размер вилочковой железы ребенка. Фактически, одно вскрытие восьмилетнего ребенка, который терпел издевательства от его семьи в течение нескольких лет, показало, что вилочковая железа мальчика весила около 10 граммов. По сравнению с нормальным восьмилетним мальчиком, у которого вилочковая железа должна весить около 100 граммов, этот уровень атрофии тимуса был катастрофическим.

Клинические ситуации и атрофия тимуса, вызванная стрессом

К сожалению, некоторые фармакотерапии связаны с атрофией тимуса. Химиотерапия и лучевая терапия, которые используются для лечения онкологических больных, а также циклоспорин, который является лекарством, широко используемым для лечения аутоиммунных заболеваний, связаны со снижением функции тимуса и задержкой восстановления иммунитета. Препаративные схемы, применяемые перед трансплантацией костного мозга, также связаны с этими побочными эффектами на вилочковую железу.

Несколько исследований показали, что пациенты, которые прошли курс лечения рака или протоколы подготовки трансплантата костного мозга, демонстрируют значительно сниженную функцию тимуса, которая сопровождается восстановлением периферического компартмента Т-клеток. Однако молодые пациенты, которые ранее подвергались лечению рака, по-видимому, восстанавливаются от этой пониженной функции тимуса.

С этой целью в нескольких педиатрических случаях было показано, что после прекращения лечения у таких пациентов наблюдается увеличение количества клеток CD45RA +, обширное восстановление периферических Т-клеток и, в конечном итоге, увеличение размера их тимуса.

Хотя это выздоровление было зафиксировано, существует задержка между прекращением химиотерапии и моментом, когда функция тимуса пациента улучшается. Поэтому в этот период пациент особенно уязвим для оппортунистических инфекций.