Критичен имунен орган, наречен тимус, се свива бързо с възрастта, излагайки възрастните индивиди на по-голям риск от животозастрашаващи инфекции. Изследване, публикувано на 6 август в Cell Reports, разкрива, че атрофията на тимуса може да произтича от спада на способността му да предпазва от увреждане на ДНК от свободните радикали. Увреждането ускорява метаболитната дисфункция в органа, прогресивно намалявайки производството му на Т-клетки, борещи се с патогени.

тимуса

Констатациите показват, че обичайните диетични антиоксиданти могат да забавят атрофията на тимуса и могат да представляват обещаваща стратегия за лечение за защита на възрастните възрастни от инфекции.

"Тимусът старее по-бързо от която и да е друга тъкан в тялото, намалявайки способността на възрастните индивиди да реагират на нови имунологични предизвикателства, включително еволюиращи патогени и ваксините, които иначе могат да предложат защита от тях", казва старшият автор на изследването Хауърд Петри от Scripps Research Institute. "За първи път осигуряваме механистична връзка между антиоксидантите и нормалната имунна функция, отваряйки нови пътища за потенциални стратегии за лечение, които биха могли да подобрят имунната защита на застаряващото население."

Тимусът произвежда основни имунни клетки, наречени Т клетки, които непрекъснато се губят и трябва да бъдат заменени през целия живот. Но като се започне около пубертета, тимусът бързо намалява по размер и губи способността си да произвежда достатъчно нови Т клетки. Тази загуба се компенсира частично от дублирането на съществуващи Т-клетки, но получената популация от клетки става все по-пристрастна към Т-клетките с памет, които разпознават патогени от предишни или продължаващи инфекции. В резултат на това широкоспектърният имунитет срещу нови патогени и защитните имунни реакции, предизвикани от новите ваксини, намаляват с възрастта.

Развитието на интервенции за забавяне на прогресията на атрофията на тимуса е ограничено от липсата на знания за основните механизми. Преобладаващата теория предполага, че половите хормони играят ключова роля, но това обяснение не отчита ускорената скорост, с която тимусът намалява по размер в сравнение с други тъкани. Освен това съвкупността от научни доказателства ясно показва, че при атрофия на тимуса, свързани с възрастта, трябва да участват и други фактори.

За да отговорят на този въпрос, Петри и първият автор Ан Грифит, понастоящем в Тексаския университет по здравеопазване в Сан Антонио, разработиха изчислителен подход за анализ на активността на гените в два основни типа тимусни клетки - стромални клетки и лимфоидни клетки - в миши тъкани, които много приличат на човешките тимусни тъкани по отношение на функцията и свойствата на атрофията. Те открили, че стромалните клетки са с дефицит на антиоксидантен ензим, наречен каталаза, което води до натрупване на свободни радикали и метаболитни увреждания.

За да проверят дали дефицитът на каталаза играе причинно-следствена роля при атрофия на тимуса, изследователите са провели генетични експерименти за повишаване нивата на каталаза при мишки. На 6-месечна възраст размерът на тимуса на генетично инженерните мишки е повече от два пъти по-голям от нормалните мишки. Освен това мишките, лекувани с два често срещани антиоксиданта от времето на отбиването, са постигнали почти нормален размер на тимуса до 10-седмична възраст.

Взети заедно, констатациите предоставят подкрепа за теорията за стареенето на свободните радикали, която предполага, че реактивните кислородни видове като водороден прекис причиняват клетъчни увреждания, които допринасят за стареенето и различни заболявания, свързани с възрастта. Тези токсични молекули, които се образуват в клетките като естествен страничен продукт от метаболизма на кислорода, са свързани с прогресивна атрофия в много органи и тъкани като част от нормалния процес на стареене. Това обаче обикновено са бавни, прогресивни процеси, които стават очевидни едва до края на живота и често остават предимно незабелязани.

"В случая на тимуса атрофията е по-бърза от другите тъкани, което сега показваме, че е следствие от дефицит на стромална каталаза в контекста на силно метаболитна среда, предназначена да подкрепи изискванията на Т-клетъчната пролиферация", казва Петри. "Нашите проучвания показват, че вместо идиосинкратична връзка със половите стероиди, тимусната атрофия представлява широко признатия процес на натрупани клетъчни увреждания в резултат на експозиция през целия живот на окислителните странични продукти от аеробния метаболизъм."

В бъдещи проучвания изследователите ще проучат дали добавките с антиоксиданти подобряват функционирането на тимуса и имунната система по време на стареенето. Ако тези проучвания предоставят подкрепа за тази идея, те биха могли да доведат до разработването на нови клинични препоръки за профилактика или лечение на свързана с възрастта атрофия на тимуса при хората.