07.08.2015

Медики нашли причину быстрого старения тимуса у взрослых лиц

Тимус – самая быстро стареющая железа в организме, которая отвечает за выработку Т-клеток иммунной системы.

Быстрое старение тимуса у взрослых лиц связано с неспособностью этой железы защититься от свободных радикалов. Критический иммунный орган – тимус – быстро сжимается с возрастом, подвергая жизнь пожилых и взрослых лиц большей опасности инфицирования. Новое исследование показывает, что атрофия тимуса у взрослых может быть связана с сокращением его способности защититься от повреждений ДНК свободными радикалами. Повреждения ускоряют метаболические нарушения в органе, постепенно снижая производство в тимусе Т-клеток для борьбы с патогенами.

Полученные данные свидетельствуют о том, что антиоксиданты в диете могут замедлить атрофию тимуса и могут представлять собой перспективную стратегию лечения для защиты пожилых и взрослых лиц от инфекций.

Тимус – самая быстро стареющая железа в организме

Тимус стареет намного быстрее, чем любая другая ткань организма человека, вследствие этого снижается способность пожилых лиц отвечать на микроорганизмы и вакцины. Ученые впервые отметили наличие механистической связи между антиоксидантами и нормальной функцией иммунитета. Это открывает новые возможности для потенциальных стратегий лечения, направленных на улучшение иммунной защиты у взрослых и пожилых людей.

Тимус производит необходимые иммунные Т-клетки, которые постоянно погибают и должны быть заменены на протяжении всей жизни человека. Однако, примерно в период полового созревания тимус (вилочковая железа) быстро уменьшается в размерах и теряет свою способность производить достаточное количество новых Т-клеток. Эта потеря частично компенсируется дублированием существующих Т-клеток, но в результате популяция клеток становится все более слабой. Т-клетки имеют меньше памяти, которая распознает болезнетворные микроорганизмы из предыдущих или нынешних инфекций. В результате с возрастом снижается иммунитет против широкого спектра новых патогенных микроорганизмов. Также у взрослых уменьшается защитный иммунный ответ при проведении новых вакцин.

Ученые не могут влиять на замедление прогрессирования атрофии тимуса, поскольку не были известны механизмы старения вилочковой железы. Основная теория предполагает, что половые гормоны играют ключевую роль в старении этой железы. Однако, это объяснение не учитывает той скорости, с которой тимус уменьшается в размерах по сравнению с другими тканями. Кроме того, многочисленные научные данные предполагают, что другие факторы также должны быть вовлечены в атрофию тимуса.

Свободно-радикальная теория старения и тимус у взрослых

Для решения этого вопроса ученые разработали подход для анализа активности генов в двух основных типах клеток тимуса – стромальных клетках и лимфоидных клетках. В исследовании применяли ткани мышей, которые очень похожи на тимус тканей человека с точки зрения функции и свойства атрофии. Ученые обнаружили, что стромальные клетки имели недостаточно антиоксидантного фермента каталазы. Это происходило в результате накопления свободных радикалов и метаболического повреждения.

Чтобы проверить, играет ли дефицит каталазы причинную роль в атрофии тимуса, ученые провели генетические эксперименты для повышения уровня каталазы у мышей. По истечению 6 месячного возраста, размер тимуса мышей с помощью генной инженерии был более чем в 2 раза больше, чем у нормальных мышей. Кроме того, у мышей, которые проходили лечение двумя антиоксидантами, были достигнуты почти нормальные размеры тимуса 10-недельного возраста.

Объединение этих результатов обеспечивают поддержку свободно-радикальной теории старения, которая предполагает, что активные формы кислорода (как перекись водорода) вызывают повреждения клеток, что способствует старению и различным возрастным заболеваниям. Эти образующиеся в клетках токсичные молекулы являются естественным побочным продуктом метаболизма кислорода. Свободные радикалы связаны с прогрессирующей атрофией во многих органах и тканях, что является частью нормального процесса старения. Тем не менее, процессы старения обычно протекают медленно и становятся очевидными лишь в конце жизни (часто протекают незамеченными!).

В случае тимуса атрофия является более быстрой, чем в других тканях. Как показано в данном исследовании, старение вилочковой железы является следствием дефицита каталазы в клетках стромы. При этом нарушается метаболическая среда, которая поддерживает требования пролиферации Т-клеток. Вероятнее, атрофия тимуса вызвана накоплением поврежденных клеток в результате длительного воздействия окислительных побочных продуктов аэробного метаболизма, а не возрастными изменениями половых стероидов. В дальнейшем ученые планируют изучить, улучшают ли антиоксидантные добавки функционирование тимуса и иммунной системы в процессе старения. Это может привести к разработке новых клинических рекомендаций для профилактики или лечения старения тимуса в организме взрослых лиц.

Источники:

1. greenrussia.ru