Die Thymusdrüse ist ein kleines Organ hinter dem Brustbein, das sowohl im Immunsystem als auch im endokrinen System eine wichtige Funktion erfüllt. Obwohl die Thymusdrüse während der Pubertät zu verkümmern (zu zerfallen) beginnt, hält ihre Wirkung bei der „Ausbildung“ von T-Lymphozyten zur Bekämpfung von Infektionen und sogar Krebs ein Leben lang an.
Erfahren Sie mehr über die Rolle der Thymusdrüse bei Immunität, Autoimmunität und Alterung sowie darüber, wie verschiedene Störungen dieses wichtige Organ beeinträchtigen können.
Anatomie
Die Thymusdrüse liegt in der Brust, direkt hinter dem Brustbein (Sternum) und vor dem Herzen im Bereich zwischen den Lungen, dem vorderen Mediastinum.
Manchmal findet sich die Thymusdrüse jedoch auch an einer anderen (ektopischen) Stelle, wie z.B. am Hals, in der Schilddrüse oder auf der Lungenoberfläche (Pleura) in der Nähe des Eintritts der Blutgefässe und Bronchien in die Lunge.
Er wird Thymus genannt, da seine Form der Form einer Thymianblattpyramide mit zwei Lappen ähnelt. Die beiden Lappen der Thymusdrüse sind in Läppchen zerlegt. Diese Läppchen haben eine äußere Rinde, die von unreifen T-Lymphozyten besetzt ist, und ein inneres Mark, das von reifen T-Lymphozyten besetzt ist.
Die Thymusdrüse gilt als lymphoides Organ (ein Organ des Immunsystems), ähnlich den Mandeln, Polypen und der Milz.
Zellen des Thymus
In der Thymusdrüse sind eine Reihe verschiedener Zelltypen vorhanden.
- Epithelzellen: Zellen, die Körperoberflächen und Hohlräume auskleiden
- Kulchitsky-Zellen: Zellen, die die hormonproduzierenden Zellen der Thymusdrüse oder neuroendokrine Zellen sind
- Thymozyten: Zellen, die zu reifen T-Lymphozyten werden
Die Thymusdrüse ist auch die Heimat einiger Makrophagen. Makrophagen werden als die „Müllwagen“ des Immunsystems bezeichnet, weil sie Fremdstoffe fressen.
Auch dendritische Zellen und einige B-Lymphozyten (die Lymphozytentypen, die Antikörper produzieren) befinden sich im Thymus. Interessanterweise enthält die Thymusdrüse auch einige myoide (muskelähnliche) Zellen.
Veränderungen mit dem Alter
Die Thymusdrüse ist bei Säuglingen groß, aber nach dem Säuglingsalter wächst sie und erreicht ihre maximale Größe während der Pubertät.
Nach der Pubertät schrumpft die Thymusdrüse und wird weitgehend durch Fett ersetzt.
Bei älteren Menschen ist die Thymusdrüse sehr klein, kann aber manchmal als Reaktion auf starken Stress vorzeitig verkümmern. Die Atrophie der Thymusdrüse im Alter wird als „Thymusinvolution“ bezeichnet.
Funktion
Die Thymusdrüse ist von vor der Geburt bis zur Pubertät sehr aktiv und fungiert sowohl als lymphatisches Organ als auch als endokrines Organ (ein Organ des endokrinen Systems, das Hormone produziert). Um die Rolle der Thymusdrüse bei der Immunität zu verstehen, ist es hilfreich, zunächst zwischen T-Lymphozyten und B-Lymphozyten zu unterscheiden.
T-Zellen vs. B-Zellen
T-Zellen (auch als T-Lymphozyten oder Thymus-Lymphozyten bezeichnet) reifen in der Thymusdrüse heran und spielen eine zentrale Rolle bei der zellvermittelten Immunität, was bedeutet, dass die Zellen selbst aktiv sind, um fremde Eindringlinge wie Bakterien, Viren, Krebszellen und andere zu bekämpfen.
Im Gegensatz dazu sind B-Lymphozyten Teil des humoralen Immunsystems und produzieren Antikörper, die gegen bestimmte Eindringlinge gerichtet sind.
T-Zellen-Trainingsgelände
Als Teil des adaptiven Immunsystems kann die Thymusdrüse als Übungsplatz für T-Lymphozyten angesehen werden. Während der Kindheit wandern unreife T-Zellen (so genannte Vorläuferzellen), die aus dem Knochenmark stammen, über die Blutbahn zur Thymusdrüse, wo sie reifen und sich zu spezialisierten T-Zellen differenzieren.
Typen von T-Zellen
T-Zellen im Thymus differenzieren sich in drei primäre Typen:
- Zytotoxische T-Zellen: Das Wort zytotoxisch bedeutet „töten“. Diese Zellen sind für die direkte Abtötung infizierter Zellen verantwortlich.
- Helfende T-Zellen: Diese Zellen sind dafür verantwortlich, sowohl die Produktion von Antikörpern durch B-Zellen zu bewirken als auch andere Arten von T-Zellen zu aktivieren, um einen fremden Eindringling zu bekämpfen.
- Regulatorische T-Zellen: Diese Zellen sind für die Produktion von Antikörpern durch B-Zellen verantwortlich: Diese Zellen fungieren als „Polizei“. Sie unterdrücken sowohl B-Zellen als auch andere T-Zellen.
Positive und negative Selektion
Die unreifen T-Zellen, die das Knochenmark verlassen, gelangen in die Thymusdrüse in der Hirnrinde (bekannt als Klassenzimmer der Thymusdrüse). Während des „Trainings“ wird diesen Zellen beigebracht, Antigene zu erkennen, die mit fremden Zellen und Materie in einem Prozess verbunden sind, der als positive Selektion bezeichnet wird. Die Zellen werden positiv auf ihre Nützlichkeit hin selektiert.
Sobald die T-Zellen gelernt haben, spezifische Krankheitserreger zu erkennen, wandern sie zur Medulla, um sich einer „negativen Selektion“ zu unterziehen. In der Medulla werden die reifen T-Zellen in die körpereigenen Antigene eingeführt. Da T-Zellen, die mit den körpereigenen Antigenen reagieren würden, die eigenen Zellen einer Person angreifen könnten, werden diese Zellen eliminiert.
T-Zellen werden negativ auf Autoimmunität selektiert, und diese selbst angreifenden Zellen sterben entweder ab oder werden in regulatorische Zellen umgewandelt.
Nicht alle T-Zellen schaffen es durch den Selektionsprozess – nur etwa 2% schaffen es schließlich durch positive und negative Selektion.
Die Überlebenden werden dann Hormonen ausgesetzt, die von der Thymusdrüse produziert werden, um ihre Reifung abzuschließen, bevor sie für ihre Arbeit freigegeben werden (sie zirkulieren in der Blutbahn oder warten in den Lymphknoten auf fremde Eindringlinge).
Rollen reifer T-Zellen
Die gewonnenen reifen T-Zellen haben einige Hauptrollen.
Immunität
T-Zellen sind Teil des adaptiven Immunsystems, in dem jede T-Zelle darauf trainiert wurde, ein bestimmtes Antigen zu erkennen. Wenn sie einer fremden Zelle ausgesetzt sind, schliessen sich zytotoxische T-Zellen an die Zelle an und töten sie mit Hilfe von Helfer- und regulatorischen T-Zellen ab.
Dies wird auch als zellvermittelte Immunität bezeichnet, da es den Einsatz von Immunzellen zur Bekämpfung von Infektionen beinhaltet.
Autoimmunität
Im Allgemeinen sind T-Zellen in der Rinde des Thymus verbarrikadiert, damit sie nicht für körpereigene Zellen sensibilisiert werden. Der Prozess der negativen Selektion im Rückenmark wird jedoch genutzt, um Zellen loszuwerden, die versehentlich für das „Selbst“ sensibilisiert worden sind.
Diese Funktion trägt dazu bei, die Entwicklung von Autoimmunkrankheiten zu verhindern, d.h. Krankheiten, bei denen der Körper nicht fremde Eindringlinge, sondern körpereigenes Gewebe angreift. Wenn die Thymusdrüse früh im Leben entfernt wird, hat eine Person ein erhöhtes Risiko, eine dieser Störungen zu entwickeln.
Altern
In den letzten Jahren hat man festgestellt, dass Altern nicht einfach ein Prozess ist, bei dem der Körper sich abnutzt, sondern tatsächlich ein aktiver Prozess ist.
Mit anderen Worten, wir sind auf das Altern ausgelegt, und die Rückbildung der Thymusdrüse kann eine Form des programmierten Alterns sein, wobei die Rückbildung (ab etwa 60 Jahren) der Auslöser für die Verschlechterung des Immunsystems mit dem Alter ist.
Diese Abnahme der Immunität als Folge der Thymus-Rückbildung kann das Risiko von Infektionen erhöhen und die Reaktion auf Impfstoffe verringern.
In einer Reihe von Studien wurden Methoden zur Verzögerung der Atrophie der Thymusdrüse untersucht, in der Hoffnung, den Alterungsprozess zu verlangsamen. Erste Studien deuten darauf hin, dass eine Kalorieneinschränkung die Atrophie verlangsamen kann, aber die Forschung steckt noch in den Kinderschuhen.
Hormon-Produktion
Die Thymusdrüse produziert unter anderem mehrere Hormone:
- Thymopoietin und Thymulin: Hormone, die den Prozess unterstützen, bei dem sich T-Zellen in verschiedene Typen differenzieren
- Thymosin: Betont die Immunantwort und stimuliert Hypophysenhormone wie das Wachstumshormon
- Thymischer humoraler Faktor: Wirkt ähnlich wie Thymosin, erhöht jedoch die Immunantwort insbesondere gegen Viren
Die Thymusdrüse kann geringe Mengen einiger Hormone produzieren, die in anderen Bereichen des Körpers produziert werden, wie z.B. Melatonin und Insulin. Zellen in der Thymusdrüse (wie z.B. Epithelzellen) haben auch Rezeptoren, über die andere Hormone ihre Funktion regulieren können.
Zugehörige Bedingungen
Es gibt eine Reihe von Krankheiten und Störungen, die die Thymusdrüse betreffen können, von genetischen Störungen, die bei der Geburt offensichtlich sind, bis hin zu Krebserkrankungen, die am häufigsten bei älteren Erwachsenen auftreten. Diese Störungen können zu Problemen mit der Immunität und Autoimmunität führen, wie z.B. Myasthenia gravis und Hypogammaglobulinämie.
Hypoplasie/Aplasie des Thymus
Die als DiGeorge-Syndrom bezeichnete Entwicklungsstörung ist eine seltene Erkrankung, die durch eine signifikante Reduktion oder Abwesenheit der Thymusfunktion gekennzeichnet ist. Verursacht durch eine Genmutation haben Kinder mit dieser Erkrankung eine schwere Immunschwäche und ein hohes Infektionsrisiko sowie eine Hypoparathyreose.
Thymische follikuläre Hyperplasie
Eine Vergrößerung (Hyperplasie) der Lymphfollikel in der Thymusdrüse wird häufig bei Autoimmunerkrankungen wie Myasthenia gravis, Morbus Basedow und Lupus beobachtet.
Thymische Zysten
Für sich genommen sind Thymuszysten oft ein Zufallsbefund, aber sie können insofern wichtig sein, als sie manchmal Krebs (Thymom oder Lymphom) verdecken.
Tumoren der Thymusdrüse
Thymome sind Tumore, die in Thymusepithelzellen der Thymusdrüse entstehen und gutartig (meist harmlos) oder bösartig (krebsartig) sein können. Sie können an der üblichen Stelle der Thymusdrüse im Mediastinum auftreten, aber auch in anderen Regionen, in denen sich die Thymusdrüse manchmal befindet, wie z.B. am Hals, an der Schilddrüse oder an der Lunge.
Andere Tumore, die in der Thymusdrüse auftreten können, sind Thymuslymphome, Keimzelltumore und Karzinoide.
Die Symptome von Thymomen können mit der Lage des Tumors im Brustkorb zusammenhängen (wie z.B. Kurzatmigkeit), aber diese Tumore können auch aufgrund von paraneoplastischen Syndromen entdeckt werden, die mit dem Tumor verbunden sind. Es gibt mehrere dieser Arten von Erkrankungen:
- Myasthenia gravis (MG): Die Autoimmunerkrankung Myasthenia gravis tritt bei etwa 25% der Menschen mit Thymomen auf, kann aber auch bei Thymushyperplasie auftreten. MG ist eine autoimmune neuromuskuläre Erkrankung, die durch Probleme in der Kommunikation zwischen Nerven und Muskeln verursacht wird. Sie ist gekennzeichnet durch eine tiefgreifende Schwäche der Muskeln (sowohl in den Extremitäten als auch in den Atemmuskeln – dies kann zu Atemproblemen führen).
- Reine Erythrozyten-Aplasie: Bei dieser Erkrankung handelt es sich um eine seltene Autoimmunerkrankung, bei der T-Zellen gegen die Vorläufer der roten Blutkörperchen gerichtet sind, was zu einer schweren Anämie führt. Sie tritt bei etwa 5% der Menschen mit Thymomen auf.
- Hypogammaglobulinämie: Eine Hypogammaglobulinämie (niedrige Antikörperspiegel) tritt bei etwa 10% der Thymom-Patienten auf.
Thymome können auch eine Bedingung verursachen, die als Thymom-assoziierte Multiorgan-Autoimmunität bezeichnet wird. Dieser Zustand ähnelt der Abstoßung, die bei einigen Menschen nach Organtransplantationen beobachtet wird (Graft vs. Host Disease). In diesem Fall produziert der Thymotumor T-Zellen, die den Körper einer Person angreifen.
Thymektomie
Eine Operation zur Entfernung der Thymusdrüse kann aus einer Reihe von Gründen durchgeführt werden. Einer davon ist eine Operation am angeborenen Herzen. Eine angeborene Herzerkrankung ist ein Geburtsfehler des Herzens. Aufgrund der Lage der Thymusdrüse muss diese entfernt werden, damit Chirurgen bei Säuglingen Zugang zum Herzen erhalten.
Ein weiterer häufiger Grund für diese Operation ist bei einer Person mit Thymuskarzinom. Darüber hinaus ist die Myasthenia gravis (MG) eine weitere Erkrankung, die mit einer Thymektomie behandelt wird. Wenn die Thymusdrüse entfernt wird, erreichten etwa 60% der Menschen mit Myasthenia gravis eine Remission.
Es kann jedoch Monate bis Jahre dauern, bis sich diese Effekte bei Myasthenia gravis bemerkbar machen. Bei der MG wird die Operation in der Regel zwischen der Pubertät und dem mittleren Alter durchgeführt, um die möglichen Folgen einer früheren Entfernung der Thymusdrüse zu vermeiden.
Folgen der Thymusdrüsenentfernung
Die Thymusdrüse spielt eine entscheidende Rolle bei der zellvermittelten Immunität, aber glücklicherweise tritt ein bedeutender Teil dieses Nutzens bereits vor der Geburt ein (die während der Entwicklung in der Gebärmutter gebildeten T-Zellen sind langlebig). Es gibt jedoch potentielle Folgen einer Entfernung zu Beginn des Lebens, z.B. wenn der Thymus bei Säuglingen während einer Herzoperation entfernt wird.
Es scheint, dass eine frühe Entfernung das Risiko der Entwicklung von Infektionen, die Entwicklung von Autoimmunerkrankungen (wie z.B. autoimmune Schilddrüsenerkrankungen), das Risiko atopischer Erkrankungen (Allergien, Asthma und Ekzeme) und möglicherweise das Krebsrisiko erhöhen kann, da T-Zellen eine wichtige Rolle bei der Krebsvorbeugung spielen.
Es gibt auch einige Hinweise darauf, dass die Entfernung des Thymus mit einer vorzeitigen Alterung des Immunsystems verbunden sein könnte.
Die Thymusdrüse ist eine winzige Drüse, die im Wesentlichen mit dem Alter verschwindet, aber ein Leben lang eine wichtige Rolle für die Immunität und Autoimmunität einer Person spielt. Da Veränderungen in der Thymusdrüse mit der Alterung des Immunsystems in Verbindung gebracht wurden, untersuchen Forscher Möglichkeiten, die Atrophie zu verzögern.
Da die Inzidenz vieler Autoimmunkrankheiten in den letzten Jahren deutlich zugenommen hat, ist es wahrscheinlich, dass in Zukunft mehr über die richtige Gesundheit dieser Drüse gelernt werden wird.