Здоровье тимуса: Скрытый путь к укреплению иммунитета и жизненной энергии

В этой статье исследуется скрытое значение вилочковой железы и рассматриваются научно обоснованные стратегии оптимизации ее работы для повышения иммунитета и улучшения самочувствия.

Введение

Тимус является отличительным первичным лимфоидным органом иммунной системы. Он расположен в переднем верхнем средостении, позади грудины и между легкими. Тимус представляет собой дольчатую железу, состоящую из двух отдельных, но взаимосвязанных долей. Каждая доля окружена и подразделяется на значительное количество более мелких долек. Дольки состоят из коры, наполненной развивающимися Т-клетками, и медуллы со зрелыми Т-клетками.(1)

В эмбриогенезе тимус формируется из третьего глоточного мешка. Он увеличивается до достижения половой зрелости, а затем начинает инволюцию в течение жизни. Эта инволюция характеризуется сокращением и замещением тимической ткани жировой тканью, из-за чего тимус с возрастом утрачивает свою функцию.

Центральная роль тимуса заключается в синтезе и созревании Т-лимфоцитов. Тимоциты, незрелые Т-клетки, рождаются из гемопоэтических стволовых клеток в костном мозге и перемещаются в тимус. Здесь они подвергаются очень жесткому отбору. Процесс отбора позволяет выжить лишь крошечной части тимоцитов, гарантируя, что в циркуляцию попадут только Т-клетки с соответствующими ограничениями по уровню self-MHC и самотолерантностью.(2)

Изображение: Архитектоника клеток тимуса человека.

Источник:  Shichkin, V. P., & Antica, M. (2020). Регенерация тимуса и будущие проблемы. Обзоры и отчеты по стволовым клеткам, 16(2), 239-250.

Исследования на животных моделях показали, что различные пептидные и непептидные гормоны играют многогранную роль в тимусе, влияя на рост, развитие, движение и запрограммированную клеточную смерть (апоптоз) тимоцитов по мере их созревания. Например, известно, что такие гормоны, как гормон роста и пролактин, стимулируют рост и движение тимоцитов, в то время как глюкокортикоиды вызывают апоптоз в этих клетках.(3)

Гормоны тимуса и их влияние на организм

Тимус также выделяет несколько гормонов, таких как тимозин, тимопоэтин и тимулин. Эти гормоны инициируют дифференцировку и созревание Т-клеток. Было доказано, что тимозин, в частности, активирует образование Т-клеток в других лимфоидных органах.

Тимозины

Группа тимозиновых гормонов, в частности тимозин альфа-1, играет важную роль в созревании Т-лимфоцитов.(4) Тимозин альфа-1 улучшает деятельность определенных иммунных клеток, таких как дендритные и естественные клетки-киллеры. Он также влияет на дифференцировку Т-клеток и охватывает более широкий спектр, чем только тимус и его деятельность, вовлекая Т-клетки в периферических тканях и других лимфоидных органах. Потенциал тимозина как терапевтического агента широко изучался, особенно в лечении хронических инфекций в иммунокомпрометированных состояниях и в качестве иммуностимулирующего агента в терапии рака.(5-6)

Тимопоэтин

Тимопоэтин влияет на дифференцировку Т-клеток и процесс селекции Т-клеток, позволяя развившимся Т-клеткам адекватно реагировать на патогены, не атакуя ткани организма. Тимопоэтин способствует развитию центральной иммунной толерантности - одного из важнейших процессов профилактики аутоиммунитета. Кроме того, тимопоэтин контролирует нервно-мышечную передачу.(7-9)

Тимулин

Тимулин - это неапептидный (олигопептид, состоящий из девяти аминокислотных остатков) гормон, секретируемый эпителиальными клетками тимической железы. Он активен только при связывании с цинком: тимулин влияет на развитие и активность Т-клеток и других типов иммунных клеток. Функция тимулина важна для модуляции иммунного ответа, особенно для поддержания баланса между различными типами иммунных клеток. Кроме того, уровень тимулина снижается в пожилом возрасте, что коррелирует с возрастными изменениями в иммунной системе, поэтому его можно использовать в качестве терапевтического средства при иммунных нарушениях.(10-11)

Изображение: Художественный взгляд на тимические пептиды.

Улучшение функции тимуса

Улучшение функции тимуса, особенно в пожилом возрасте, крайне важно, поскольку тимус является важнейшим органом, регулирующим иммунную систему. Для улучшения функции тимуса не существует общепризнанных методов, однако несколько подходов могут оказаться полезными. 

Пищевые добавки и диета

Некоторые питательные вещества и добавки были предложены для поддержания здоровья тимуса. Например, цинк и витамин D жизненно важны для иммунной системы и поддерживают функцию тимуса.(12) Многочисленные рецепторы витамина D (VDR) обнаружены в моноцитах, макрофагах и тканях тимуса, что указывает на особую роль витамина D и его метаболитов в иммунной системе.(13)

Упражнение

Регулярные физические упражнения связаны со здоровой иммунной системой. Умеренные и высокие нагрузки поддерживают состояние тимуса, снижая стресс и улучшая состояние организма в целом.(14) Однако слишком высокие и постоянные уровни физической нагрузки связаны с увеличением биомаркеров, связанных со старением иммунной системы, которые частично снижаются при физиологическом старении.(15)

Снижение стресса

Хронический стресс может повредить иммунную систему, в том числе тимус.(16) Повышенный уровень глюкокортикоидов (например, кортизола) может вызвать апоптоз тимоцитов.(17) Методы снижения стресса, включая медитацию, йогу, осознанность и многие другие, обсуждаемые в Книга "Устойчивое существомогут косвенно помочь тимусу лучше функционировать.

Гормональное лечение

В некоторых исследованиях изучался потенциал использования гормонов роста, половых стероидов и тимических гормонов для восстановления функции тимуса, особенно в пожилом возрасте или у людей с ослабленным иммунитетом. Исследования показали, что гормон роста (GH), грелин (GRL) и инсулиноподобный фактор роста 1 (IGF-1) могут стимулировать регенерацию тимуса. В некоторых моделях животных введение GH или IGF-1 приводило к увеличению массы тимуса и усиленному производству Т-клеток. Клинические испытания на людях показали многообещающие результаты использования ГР для регенерации тимуса.(18-20)

Избегание вредных веществ

Курение и употребление большого количества алкоголя могут ухудшить иммунный ответ и тем самым нанести вред тимусу. Хроническое воздействие пестицидов, тяжелых металлов, таких как свинец и ртуть, бензола и других промышленных химикатов, длительное применение иммуносупрессивных препаратов или кортикостероидов, загрязняющих воздух частиц (PM2.5), а также рекреационных наркотиков может ухудшить функцию тимуса.(21-23) 

Иммунотерапия

Современные методы лечения, такие как цитокины или тимические пептиды, в настоящее время исследуются для улучшения функции тимуса, особенно при таких заболеваниях, как ВИЧ/СПИД и некоторые виды рака. Примерами таких методов лечения являются фактор роста кератиноцитов (KGF), интерлейкин-22, RANKL, эпидермальный фактор роста (EGF), BMP4 и IL-7.(24)

Качество сна

Сон жизненно важен для поддержания здоровой иммунной системы; его качество напрямую влияет на функцию тимуса. Тимус отвечает за производство Т-клеток, которые имеют решающее значение для адаптивного иммунитета, и его активность тесно связана с циркадными ритмами организма. Низкое качество сна, нерегулярный режим сна или недостаточное количество сна могут нарушить эти ритмы, что приведет к снижению выработки Т-клеток и ухудшению иммунных реакций.(25)

Во время глубокого сна в организме происходят восстановительные процессы, включая выделение гормонов роста и регуляцию маркеров воспаления, что поддерживает здоровье тимической ткани. И наоборот, хроническое недосыпание может повысить уровень кортизола, подавляя активность тимуса и ускоряя его инволюцию.(26)

Пептиды и тимус: Будущий потенциал для здоровья иммунной системы?

Пептиды тимуса, особенно тимические, привлекли к себе большое внимание из-за их возможной роли в обеспечении нормального функционирования тимуса и иммунной системы. Пептиды - это биологические агенты природного происхождения или синтетические, используемые для модуляции активности тимуса. Наиболее изученными синтетическими тимическими пептидами являются следующие:

тимозин альфа-1

Наиболее изученный тимический пептид. Было установлено, что тимозин альфа-1 (Тα1) улучшает функцию Т-клеток и используется в нескольких клинических ситуациях, например, при лечении хронических вирусных инфекций, некоторых видов рака и иммунодефицита. Это связано с изменением иммунного ответа, улучшением созревания Т-клеток и стимулированием выработки цитокинов.(27-28) Как правило, Tα1 может связываться с TLR3/4/9 и активировать нижележащие сигнальные пути IRF3 и NF-κB, способствуя тем самым пролиферации и активации иммунных клеток-мишеней. Кроме того, TLR2 и TLR7 (толл-подобные рецепторы 2 и 7) также связаны с Tα1, усиливая врожденные и адаптивные иммунные реакции.(29)

Тимозин бета-4 (TB-500)

Тимозин бета-4 (Tβ4) или TB-500 - синтетический пептид, используемый сегодня благодаря своей важнейшей роли в заживлении тканей, регенерации и клеточной репарации. Он был исследован на предмет его способности ускорять процесс заживления ран, уменьшать воспаление и обеспечивать защиту сердечно-сосудистой системы, особенно после инфаркта миокарда.(30)

Tβ4 обладает различными биологическими активностями, такими как ингибирование воспаления и апоптоза и стимулирование пролиферации и ангиогенеза. Более того, эксперименты на животных и клинические исследования показали, что Tβ4 оказывает терапевтическое воздействие на ряд заболеваний и повреждений, таких как инфаркт миокарда и ишемия-реперфузия, фиброз печени и почек, язвенный колит, рак толстой кишки и травмы кожи.(31)

Однако его применение у людей является экспериментальным и не одобрено Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США, а большинство исследований проводится на животных.

Изображение: Художественная интерпретация TB-500.

Синтетические аналоги тимулина

Синтетические аналоги тимулина были исследованы с целью повышения его стабильности и биологической активности. Эти аналоги созданы для имитации иммуномодулирующего действия природного тимулина, прежде всего в отношении функции Т-лимфоцитов и противовоспалительного эффекта.(32)

Заключение

Вилочковая железа играет важную роль в регуляции иммунной системы, главным образом через развитие и созревание Т-клеток. С возрастом она естественным образом сокращается и становится менее активной, но существуют практические способы поддерживать ее работоспособность на должном уровне. Противовоспалительная диета, регулярные физические упражнения, качественный сон и снижение стресса - вот простые повседневные действия, поддерживающие здоровье тимической железы. Тимические пептиды, гормональная терапия и иммунотерапия предлагают интригующие возможности для ускорения регенерации тимуса и повышения иммунитета. Заботясь о тимусе, вы можете улучшить общее состояние здоровья и повысить сопротивляемость организма.

Научные ссылки:

1. Хейнс, Б. и Маркерт, М. и Семповски, Г. и Патель, Д. и Хейл, Л. (2000). Роль тимуса в восстановлении иммунитета при старении, трансплантации костного мозга и ВИЧ-1-инфекции. Ежегодный обзор иммунологии 18 (1): 529–560.
2. Адкинс, Б. и другие (1987). Ранние события в созревании Т-клеток. Ежегодный обзор по иммунологии 5 (1): 325–365.
3. Савино, В. и Мендес-да-Круз, Д. и Леплетиер, А. и Дарденн, М. (2016). Гормональный контроль развития Т-клеток в здоровье и болезни. Nature Reviews Endocrinology 12 (2): 77–89.
4. Goldstein, A. et al. (1977). Тимозин альфа1: выделение и анализ последовательности иммунологически активного тимического полипептида. Труды Национальной академии наук 74 (2): 725–729.
5. Costantini, C. et al. (2019). Переоценка тимозина альфа1 в терапии рака. Грани в онкологии 9: 873.
6. Dominari, A. et al. (2020). Тимозин альфа 1: всесторонний обзор литературы. Всемирный журнал вирусологии 9 (5): 67–78.
7. Харрис, К. и др. (1994). Три разных тимопоэтина человека образуются из альтернативно сплайсированных мРНК. Труды Национальной академии наук 91 (14): 6283–6287.
8. Хогквист, К. и Болдуин, Т. и Джеймсон, С. (2005). Центральная толерантность: обучение самоконтролю в тимусе. Nature Reviews Immunology 5 (10): 772–782.
9. Audhya, T. & Scheid, M. & Goldstein, G. (1984). Контрастные биологические активности тимопоэтина и спленина, двух близкородственных полипептидных продуктов тимуса и селезенки. Труды Национальной академии наук 81 (9): 2847–2849.
10. Дарденн, М. и Савино, В. и Беррих, С. и Бах, Ж. (1985). Цинк-зависимый эпитоп на молекуле тимулина, тимического гормона. Труды Национальной академии наук 82 (20): 7035–7038.
11. Тауб, Д. и Лонго, Д. (2005). Взгляды на старение и регенерацию тимической железы. Иммунологические обзоры 205 (1): 72–93
12. Дарденн, М. (2002). Цинк и иммунная функция. Европейский журнал клинического питания 56 (3): S20-S23.
13. Maggini, S. & Wintergerst, E. & Beveridge, S. & Hornig, D. (2007). Отдельные витамины и микроэлементы поддерживают иммунную функцию, укрепляя эпителиальные барьеры, клеточные и гуморальные иммунные реакции. Британский журнал питания 98 (S1): S29-S35
14. Дуггал, Н. и Поллок, Р. и Лазарус, Н. и Харридж, С. и Лорд, Дж. (2018). Основные черты иммунной старости, включая снижение выработки тимической ткани, ослабляются высоким уровнем физической активности в зрелом возрасте. Старение клетки 17 (2): e12750.
15. Moro-García, M. et al. (2014). Частое участие в высокоинтенсивных физических упражнениях на протяжении всей жизни связано с более дифференцированным адаптивным иммунным ответом. Мозг, поведение и иммунитет 39: 61–74.
16. Domínguez-Gerpe, L. & Rey-Méndez, M. (1997). Временной цикл инволюции лимфоидной ткани мыши во время и после воздействия стрессора. Науки о жизни 61 (10): 1019–1027.
17. Jondal, M. & Pazirandeh, A. & Okret, S. (2004). Различные роли глюкокортикоидов в гомеостазе тимоцитов? Тренды в иммунологии 25 (11): 595–600.
18. Savino, W. & Dardenne, M. (2010). Плейотропная модуляция функций тимической ткани гормоном роста: от физиологии к терапии. Current Opinion in Pharmacology 10 (4): 434–442.
19. Chu, Y. et al. (2008). Экзогенный инсулиноподобный фактор роста 1 усиливает тимопоэз преимущественно за счет экспансии тимических эпителиальных клеток. Кровь 112 (7): 2836–2846.
20. Тауб, Д. и Мерфи, В. и Лонго, Д. (2010). Омоложение стареющего тимуса: сигнальные пути, опосредованные гормоном роста и грелином. Current Opinion in Pharmacology 10 (4): 408–424.
21. Shiels, M. et al. (2014). Курение сигарет и изменения маркеров системного иммунитета и воспаления. Журнал Национального института рака 106 (11): dju294.
22. Han, Y. & Lin, T. L. & Pruett, S. (1993). Атрофия тимической ткани под действием этанола в мышиной модели запойного пьянства: участие эндогенных глюкокортикоидов. Токсикология и прикладная фармакология 123 (1): 16–25.
23. Устарроз-Кано, М., Лопес-Ангел, М., Лопес-Вальдес, Н., Гарсия-Пелаэс, И., и Фортул, Т. И. (2019). Влияние атмосферного загрязнения на тимус. In Thymus. IntechOpen.
24. Duah, M. & Li, L. & Shen, J. & Lan, Q. & Pan, B. & Xu, K. (2021). Дегенерация и регенерация тимуса. Frontiers in Immunology 12: 706244.
25. Беседовский, Л. и Ланге, Т. и Хаак, М. (2019). The Sleep-Immune Crosstalk in Health and Disease. Физиологические обзоры 99 (3): 1325–1380. 
26. Irwin, M. R., Olmstead, R., & Carroll, J. E. (2016). Нарушение сна, продолжительность сна и воспаление: систематический обзор и мета-анализ когортных исследований и экспериментальной депривации сна. Биологическая психиатрия, 80(1), 40-52.
27. Romani, L. et al. (2007). Тимозин α1: эндогенный регулятор воспаления, иммунитета и толерантности. Анналы Нью-Йоркской академии наук 1112 (1): 326–338.
28. Romani, L. et al. (2012). Джек на все руки: тимозин α1 и его плейотропия. Анналы Нью-Йоркской академии наук 1269 (1): 1-6.
29. Тао, Н. и другие (2023). Тимозин α1 и его роль в вирусных инфекционных заболеваниях: Механизм и клиническое применение. Molecules 28 (8): 3539.
30. Маар, К. и др. (2021). Использование важных для развития секретируемых пептидов, таких как тимозин бета-4, для напоминания взрослым органам об их эмбриональном состоянии - новые направления в антивозрастной регенеративной терапии. Клетки 10 (6): 1343.
31. Xing, Y. & Ye, Y. & Zuo, H. & Li, Y. (2021). Прогресс в изучении функции и применения тимозина β4. Frontiers in Endocrinology 12: 767785.
32. Лунин, С. & Хренов, М. & Новоселова, Т. & Парфенюк, С. & Новоселова, Е. (2008). Тимулин, тимический пептид, предотвращает избыточную продукцию провоспалительных цитокинов и белка теплового шока Hsp70 у мышей, переносящих воспаление. Иммунологические исследования 37 (8): 858–870.