สรีรวิทยาของต่อมไทมัส (thymus)

ต่อมไทมัสถือเป็นอวัยวะต่อมไร้ท่อมาช้านาน แม้ว่าจะมีข้อสังเกตมากมายที่แสดงให้เห็นว่าต่อมไทมัสมีแนวโน้มที่จะได้รับอิทธิพลจากฮอร์โมนมากกว่าที่จะเป็นแหล่งของฮอร์โมนบางชนิด อย่างไรก็ตาม ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา สารออกฤทธิ์จำนวนหนึ่งถูกแยกออกมาจากต่อมไทมัส ซึ่งมีผลต่อกระบวนการทางภูมิคุ้มกันในร่างกายเป็นหลัก

ในมนุษย์ ต่อมไทมัสอยู่ด้านหลังกระดูกอก โดยไปถึงโค้งเอออร์ตาจากด้านล่าง ต่อมไทมัสประกอบด้วยกลีบที่อยู่ติดกันสองกลีบซึ่งปกคลุมด้วยแคปซูลเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน โดยมีผนังกั้นยื่นออกมา แบ่งอวัยวะออกเป็นกลีบแต่ละกลีบ ในแต่ละกลีบจะแยกเป็นคอร์เทกซ์และเมดัลลา เมื่อแรกเกิด ต่อมไทมัสมีน้ำหนัก 10-15 กรัม จากนั้นจะเพิ่มขึ้นจนถึงจุดสูงสุดในช่วงเริ่มเข้าสู่วัยแรกรุ่น (30-40 กรัม) จากนั้นจึงลดลง (ต่อมไทมัสหดตัวตามวัย) ในกรณีการเสียชีวิตกะทันหันหลายกรณี พบว่าต่อมไทมัสมีขนาดใหญ่ในระหว่างการชันสูตรพลิกศพ การรวมตัวของต่อมไทมัสกับระบบน้ำเหลืองที่หลวมทำให้มีเหตุผลมาช้านานในการพูดถึงการมีอยู่ของสถานะพิเศษของระบบน้ำเหลืองและต่อมไทมัส ซึ่งเชื่อกันว่าทำให้ร่างกายไวต่อผลข้างเคียงได้สูงมาก ปัจจุบัน สถานะระบบน้ำเหลืองและต่อมไทมัสไม่ได้รับการให้ความสำคัญมากนัก และยังมีการตั้งข้อสงสัยเกี่ยวกับการมีอยู่ของมันด้วย อันที่จริง ในกรณีที่เสียชีวิตอย่างรุนแรง ขนาดของต่อมไทมัสมักจะใหญ่เท่ากับในสถานะที่ต่อมไทมัสและน้ำเหลืองทำงาน ในทางกลับกัน การเพิ่มจำนวนเซลล์ของต่อมไทมัสอย่างเห็นได้ชัด ซึ่งเกิดขึ้น เช่น ในโรคกล้ามเนื้ออ่อนแรงชนิดร้ายแรง มักจะไม่นำไปสู่การเสียชีวิตกะทันหัน การหดตัวของต่อมตามสรีรวิทยาประกอบด้วยการหายไปขององค์ประกอบเซลล์ลักษณะเฉพาะอย่างช้าๆ และถูกแทนที่ด้วยเซลล์ไขมันและเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน นอกจากนี้ยังพบการหดตัวเฉียบพลันของต่อมไทมัส ซึ่งมักเกี่ยวข้องกับความเครียด

คอร์เทกซ์ของต่อมไทมัสประกอบด้วยลิมโฟไซต์ขนาดเล็กและเซลล์เรติคูโลเอนโดทีเลียมจำนวนเล็กน้อย อัตราส่วนของธาตุเหล่านี้อยู่ที่ประมาณ 100:1 เมดัลลาประกอบด้วยกลุ่มเซลล์เยื่อบุผิวที่เรียกว่าฮัสซอลล์ (Hassall's corpuscles) ซึ่งล้อมรอบลิมโฟไซต์และอีโอซิโนฟิล อย่างไรก็ตาม กลุ่มเซลล์เยื่อบุผิวในเมดัลลามีจำนวนน้อยกว่ากลุ่มเซลล์อีโอซิโนฟิลประมาณ 20 เท่า กลุ่มเซลล์อีโอซิโนฟิลมีวิลลีและมีสาร PAS-positive ที่คล้ายกับคอลลอยด์ของต่อมไทรอยด์ การศึกษาด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนเผยให้เห็นว่าเซลล์เหล่านี้มีเอนโดพลาสมิกเรติคูลัมที่หยาบ คอมเพล็กซ์แผ่นที่พัฒนาอย่างดี (อุปกรณ์กอลจิ) และแกรนูล ซึ่งเนื้อหาอาจมีกิจกรรมของฮอร์โมน ยังไม่มีความเห็นพ้องต้องกันเกี่ยวกับโครงสร้างของผนังหลอดเลือดในต่อมไทมัส (กล่าวคือ มีสิ่งกีดขวางทางฮีมาติกในอวัยวะนี้) หลอดเลือดแดงผ่านเฉพาะในคอร์เทกซ์ของต่อมไทมัส ในขณะที่หลอดเลือดดำผ่านในเมดัลลา ไมโทซิสพบเกือบเฉพาะในลิมโฟไซต์ของคอร์เทกซ์ต่อมไทมัสเท่านั้น

จากลักษณะโครงสร้างของอวัยวะนี้ เชื่อกันว่าเป็นแหล่งลิมโฟไซต์ที่สำคัญในร่างกาย แต่ต่างจากโครงสร้างอื่นๆ ที่คล้ายคลึงกัน ตรงที่ไม่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาภูมิคุ้มกันโดยตรง การก่อตัวของซีสต์ในต่อมไทมัส ซึ่งเซลล์ของผนังต่อมมีคุณสมบัติในการหลั่ง อาจสะท้อนถึงการทำงานของต่อมไร้ท่อของอวัยวะนี้

ในวิวัฒนาการและการเกิดใหม่ สามารถติดตามความเชื่อมโยงที่ชัดเจนระหว่างการปรากฏและการพัฒนาของต่อมไทมัสในด้านหนึ่ง และการเกิดขึ้นของการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันของร่างกายในอีกด้านหนึ่ง ดังนั้น บทบาทหลักของต่อมไทมัสจึงเห็นได้ในการควบคุมกระบวนการทางภูมิคุ้มกัน กิจกรรมการสร้างเม็ดเลือดขาวของอวัยวะนี้มีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับหน้าที่นี้ การแบ่งแยกกลุ่มย่อยต่างๆ ของทีลิมโฟไซต์เกิดขึ้นในต่อมไทมัส ซึ่งมีผลเป็นตัวช่วย ยับยั้ง และทำลาย ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีการแสดงให้เห็นว่าหน้าที่ในการควบคุมภูมิคุ้มกันและการสร้างเม็ดเลือดขาวของต่อมไทมัสเกิดขึ้นเนื่องจากการหลั่งของปัจจัยฮิวมอรัล เซลล์เยื่อบุผิวของเมดัลลาดูเหมือนจะมีกิจกรรมการหลั่ง บทบาทของต่อมไทมัสในร่างกายสามารถมองเห็นได้ชัดเจนในตัวอย่างของสภาวะทางพยาธิวิทยาที่เกิดขึ้นจากการทำงานที่ไม่เพียงพอหรือไม่มีเลย

ตารางแสดงความสัมพันธ์เชิงสมมติฐานของกลุ่มอาการทางคลินิกกับกิจกรรมของต่อมไทมัส แต่ไม่มีข้อบ่งชี้ถึงหน้าที่อื่นๆ ที่พิสูจน์แล้วของต่อมไทมัส อย่างไรก็ตาม แม้จะอยู่ในรูปแบบนี้ แต่ก็ให้แนวคิดเกี่ยวกับความหลากหลายและความสำคัญของกิจกรรมทางสรีรวิทยาของต่อมไทมัส

หน้าที่ของต่อมไทมัสและอาการที่เกิดจากการผิดปกติ

ฟังก์ชั่น	โรคกลุ่มอาการ
การพัฒนาสมรรถภาพภูมิคุ้มกัน การฟื้นฟูภูมิคุ้มกัน การดูแลรักษาสมรรถภาพภูมิคุ้มกัน การควบคุมระบบน้ำเหลืองส่วนปลาย การผลิตสารกระตุ้นไขกระดูก การผลิตสารกระตุ้นน้ำตาลในเลือด การผลิตปัจจัยการซึมผ่าน การผลิตปัจจัยยับยั้งการส่งผ่านประสาทและกล้ามเนื้อ	โรคภูมิคุ้มกันบกพร่อง โรคภูมิคุ้มกันตนเอง เนื้องอก การแพร่กระจายของเซลล์น้ำเหลือง เนื้องอกต่อมไทมัส อะแกมมาโกลบูลินเนเมีย และเม็ดเลือดแดงแตก ภาวะน้ำตาลในเลือดต่ำในโรคมะเร็งเม็ดเลือดขาว อาการไวเกินที่ล่าช้า กล้ามเนื้ออ่อนแรงชนิดร้ายแรง

การตัดต่อมไทมัสของทารกแรกเกิด (โดยเฉพาะสัตว์ฟันแทะ) ทำให้เกิดโรคที่เรียกว่ากลุ่มอาการผอมแห้ง ซึ่งได้แก่ การเจริญเติบโตช้า เนื้อเยื่อน้ำเหลืองลดลง ภาวะแกมมาโกลบูลินในเลือดต่ำ ผิวหนังเปลี่ยนแปลงผิดปกติจนผมร่วง เนื้อเยื่อไขมันใต้ผิวหนังฝ่อ และสุดท้ายเสียชีวิตก่อนวัยอันควร นอกจากสาเหตุทางภูมิคุ้มกันล้วนๆ ของโรคนี้แล้ว การที่ปัจจัยบางอย่างในต่อมไทมัสมีปฏิสัมพันธ์กับต่อมใต้สมองที่ทำหน้าที่กระตุ้นการเจริญเติบโตผิดปกติยังอาจส่งผลต่อการเกิดโรคนี้ด้วย การเปลี่ยนแปลงที่คล้ายกันนี้เกิดขึ้นในสายพันธุ์หนูกลายพันธุ์ที่มีต่อมไทมัสขาดมาแต่กำเนิด (อะติเมียกลายพันธุ์) ซึ่งผสมพันธุ์กันในสายเลือดเดียวกัน สัตว์เหล่านี้อาจไม่มีเซลล์ทีลิมโฟไซต์เลย ภูมิคุ้มกันที่เกิดจากเซลล์ไม่แสดงออกมา และพวกมันจะตายเร็วกว่าสัตว์ปกติในสปีชีส์นั้นมาก ภาวะพร่องและพร่องของต่อมไทมัสแต่กำเนิดในมนุษย์มีลักษณะเฉพาะคือมีการลดลงของน้ำเหลืองทั่วไปและโครงสร้างน้ำเหลืองรอบนอกโตขึ้น มีการระงับการสังเคราะห์ของอิมมูโนโกลบูลินและภูมิคุ้มกันของเซลล์ โดยปกติเด็กที่เป็นโรคดังกล่าวจะไม่รอดชีวิตถึง 1 ปี การรักษาผู้ป่วยด้วยการเตรียมไทมัสปกติ (ไทโมซิน) จะทำให้สภาพของพวกเขาดีขึ้น ซึ่งจะมาพร้อมกับจำนวนทีลิมโฟไซต์ที่เพิ่มขึ้นในเลือด

ผลที่ตามมาของการตัดต่อมไทมัสในผู้ใหญ่ไม่ชัดเจนนัก และผลที่ตามมาจะชัดเจนขึ้นหลังจากผ่านไปค่อนข้างนาน ในหนูที่ได้รับการผ่าตัด ปฏิกิริยา "การปลูกถ่ายต่อโฮสต์" จะลดลง ภาวะภูมิคุ้มกันบกพร่องในภาวะดังกล่าวสามารถสังเกตได้จากการที่จำนวนเซลล์ที่มีภูมิคุ้มกันปกติที่มีอายุยืนยาวลดลง ซึ่งลดลงจากการฉายรังสีเอกซ์ เป็นต้น

โรคภูมิคุ้มกันทำลายตนเองหลายชนิดซึ่งแอนติบอดีต่อแอนติเจนของเนื้อเยื่อของร่างกายปรากฏในเลือดนั้นมีความเกี่ยวข้องกับปัจจัยที่ผลิตโดยต่อมไทมัส ในบรรดาโรคดังกล่าว ความสนใจส่วนใหญ่จะมุ่งเน้นไปที่โรคกล้ามเนื้ออ่อนแรงชนิดร้ายแรง ซึ่งมาพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงที่ชัดเจนในต่อมไทมัส (ต่อมไทมัสอักเสบจากภูมิคุ้มกันทำลายตนเอง) มีการแยกปัจจัย (ไทมีน) ออกจากต่อมไทมัสปกติ ปัจจัยดังกล่าวจะทำให้การส่งกระแสประสาทไปยังเซลล์กล้ามเนื้อช้าลง การหลั่งมากเกินไปของปัจจัยดังกล่าวอาจเป็นสาเหตุของการพัฒนาของโรคกล้ามเนื้ออ่อนแรงชนิดร้ายแรง นอกจากนี้ ปัจจัยของต่อมไทมัส (หรือการขาดแคลนปัจจัยดังกล่าว) สามารถกระตุ้นการผลิตแอนติบอดีลิมโฟไซต์ "ที่ห้ามโคลน" ซึ่งมุ่งเป้าไปที่ตัวรับอะเซทิลโคลีนและแอนติเจนอื่นๆ ของเซลล์กล้ามเนื้อ โดยส่งผลกระทบต่อเซลล์ที่มีภูมิคุ้มกันปกติ

มีข้อมูลอื่นๆ ที่บ่งชี้ถึงกิจกรรมของฮอร์โมนของต่อมไทมัส พลวัตที่เกี่ยวข้องกับอายุของขนาดของต่อมไทมัสชี้ให้เห็นมานานแล้วว่าต่อมไทมัสมีส่วนร่วมในการควบคุมการเจริญเติบโตของร่างกาย อย่างไรก็ตาม แม้ว่าจะแยกสารที่มีอิทธิพลต่อการเจริญเติบโตออกจากเนื้อเยื่อต่อมไทมัสได้ แต่ก็พบสารเหล่านี้ในเนื้อเยื่ออื่นๆ เช่นกัน อย่างไรก็ตาม มีการแสดงให้เห็นว่าหลังจากการผ่าตัดต่อมไทมัส ผลการเจริญเติบโตของฮอร์โมนโซมาโตโทรปิกจะอ่อนลงอย่างมาก หลักฐานโดยตรงของการผลิตปัจจัยต่อมไทมัสอย่างเป็นระบบนั้นได้รับจากการทดลองปลูกถ่ายต่อมไทมัสซึ่งบรรจุอยู่ในห้องกระจายที่มีรูพรุนขนาดเล็ก การผ่าตัดนี้มีส่วนช่วยในการกำจัดหรือบรรเทาอาการของการผ่าตัดต่อมไทมัส

ปัจจุบัน สารหลายชนิด (มากกว่า 20 ชนิด) ที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพในระบบทดสอบต่างๆ ได้รับการแยกออกจากเนื้อเยื่อต่อมไทมัส สารส่วนใหญ่ไม่ได้รับการศึกษาอย่างดี ในบางกรณี ยังไม่ทราบว่าสารเหล่านี้เป็นสารประกอบที่แตกต่างกันจริงหรือแตกต่างกันเฉพาะในวิธีการสกัด สารที่ผลิตในต่อมไทมัส ได้แก่ โพลีเปปไทด์ (เศษส่วนไทโมซิน-5, ไทโมโพอิเอติน, แฟกเตอร์ไทมัสในเลือด, แฟกเตอร์ไทมัสที่ออกฤทธิ์ - AFT-6, ไทมาริน) ที่มีน้ำหนักโมเลกุล 900-14,000 ดาลตัน และปัจจัยอื่นๆ ที่แสดงกิจกรรมที่แตกต่างกันซึ่งสัมพันธ์กับการแสดงออกของเครื่องหมายเซลล์ที การขจัดอาการซูบผอม การฟื้นฟูประชากรเซลล์ทีลิมโฟไซต์ในหนูที่ไม่มีต่อมไทมัส การกระตุ้นการสังเคราะห์ดีเอ็นเอ การเติบโตของเนื้องอก และปรากฏการณ์อื่นๆ ในหลายกรณี ลำดับกรดอะมิโนของปัจจัยดังกล่าว (เช่น ปัจจัยไทมัสในเลือด) ตำแหน่งของส่วนที่ใช้งานของโมเลกุล และแม้แต่กลไกการทำงานของปัจจัยเหล่านี้ (ผ่าน cAMP และพรอสตาแกลนดิน) ได้รับการพิสูจน์แล้ว ดังนั้น ไทโมโพอิเอตินจึงเป็นเปปไทด์สายเดี่ยวที่ประกอบด้วยกรดอะมิโน 49 ตัว โดยกระตุ้นให้เซลล์โปรไธโมไซต์เกิดการแบ่งตัวเป็นเซลล์ T ที่มีประสิทธิภาพทางภูมิคุ้มกันพร้อมการแสดงออกของแอนติเจนบนพื้นผิวอย่างเต็มที่ ผลของโมเลกุลไทโมโพอิเอตินดั้งเดิมจะถูกสร้างขึ้นใหม่โดยเพนตาเปปไทด์สังเคราะห์ที่มีลำดับกรดอะมิโนจากกรดอะมิโนตัวที่ 32 ถึงตัวที่ 36 เมื่อให้ทางเส้นเลือด จะสามารถบรรเทาอาการของโรคข้ออักเสบรูมาตอยด์ได้

ไทโมซินอัลฟา 1 ที่แยกได้จากสารสกัดไธมัสของวัวประกอบด้วยกรดอะมิโน 28 ชนิด ปัจจุบันได้มาจากกระบวนการดัดแปลงพันธุกรรม เมื่อฉีดเข้าไปในหนูแคระที่ไม่มีไธมัส จะสังเกตเห็นการขยายตัวของเซลล์ลิมโฟไซต์ อัตราการเจริญเติบโตของร่างกายจะเพิ่มขึ้น และความสามารถในการปฏิเสธการปลูกถ่ายอวัยวะก็จะกลับมาเป็นปกติ ข้อมูลที่น่าสนใจทางคลินิกเกี่ยวกับผลประโยชน์ของการฉีดไทโมซินในเด็กที่มีภูมิคุ้มกันบกพร่องทางพันธุกรรม รวมถึงในผู้ป่วยที่มีภาวะลิมโฟไซต์ต่ำหลังการฉายรังสีหรือเคมีบำบัดเพื่อรักษาเนื้องอกมะเร็ง

คำอธิบายโดยละเอียดของปัจจัยที่เกี่ยวข้องมีอยู่ในคู่มือวิทยาภูมิคุ้มกัน เนื่องจากปัจจัยเหล่านี้ควบคุมปฏิกิริยาภูมิคุ้มกันเป็นหลัก ในขณะเดียวกันก็มีข้อมูลที่ช่วยให้ต่อมไทมัสรวมอยู่ในระบบควบคุมต่อมไร้ท่อแบบดั้งเดิมในร่างกาย ข้อมูลเหล่านี้บ่งชี้ถึงความสัมพันธ์ระหว่างต่อมไทมัสและการทำงานของต่อมไร้ท่ออื่นๆ ดังนั้น แอนติซีรั่มต่อเนื้อเยื่อต่อมใต้สมองทำให้ต่อมไทมัสฝ่อในหนูแรกเกิด ในทางตรงกันข้าม แอนติลิมโฟไซต์ซีรั่มทำให้เม็ดเลือดในต่อมใต้สมองส่วนหน้าซึ่งเป็นที่อยู่ของฮอร์โมนการเจริญเติบโตถูกย่อยสลาย การผ่าตัดต่อมไทมัสในทารกแรกเกิดยังนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงที่คล้ายคลึงกันในต่อมใต้สมอง ในหนูโต การตัดต่อมออกจะทำให้ระดับฮอร์โมนการเจริญเติบโตในเลือดเพิ่มขึ้น นอกจากนี้ ปริมาณ TSH ยังเพิ่มขึ้นอีกด้วย การผ่าตัดต่อมไทมัสทำให้ต่อมหมวกไตมีมวลเพิ่มขึ้นและมีกรดแอสคอร์บิกและคอเลสเตอรอลลดลง ซึ่งเป็นสัญญาณบ่งชี้ว่ากิจกรรมการหลั่งของต่อมหมวกไตเพิ่มขึ้น นอกจากนี้ยังพบการเพิ่มขึ้นของระดับคอร์ติโคสเตียรอยด์ (โดยเฉพาะอัลโดสเตอโรน) ในเลือดของสัตว์ที่ผ่าตัดต่อมไทมัส ข้อมูลเกี่ยวกับอิทธิพลของสารเหล่านี้ (รวมถึงฮอร์โมนเพศ) ต่อสภาพของต่อมไทมัสนั้นเป็นที่ทราบกันดี สำหรับผลของปัจจัยต่อมไทมัสต่อการทำงานของต่อมไร้ท่ออื่นๆ ผลการศึกษาเชิงทดลองยังไม่ชัดเจน ข้อมูลทางคลินิกยังไม่สามารถระบุการมีอยู่ของปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องได้อย่างชัดเจน

ในบรรดาผลทางการเผาผลาญของการผ่าตัดไธม์และไทโมซิน ที่น่าสังเกตคือระดับไตรกลีเซอไรด์ในซีรั่มของสัตว์ที่ผ่าตัดไธม์เพิ่มขึ้น และระดับไตรกลีเซอไรด์ในระดับปกติภายใต้อิทธิพลของไทโมซิน

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ]