Полученные данные свидетельствуют о том, что обычные диетические антиоксиданты могут замедлять атрофию тимуса и могут представлять собой многообещающую стратегию лечения для защиты пожилых людей от инфекций.
«Вилочковая железа стареет быстрее, чем любая другая ткань в организме, что снижает способность пожилых людей реагировать на новые иммунологические проблемы, включая развивающиеся патогены и вакцины, которые в противном случае могут обеспечить защиту от них», — говорит старший автор исследования Говард Петри. Научно-исследовательский институт Скриппса. «Мы впервые обеспечиваем механистическую связь между антиоксидантами и нормальной иммунной функцией, открывая новые возможности для потенциальных стратегий лечения, которые могут улучшить иммунную защиту у стареющего населения."
Тимус производит важные иммунные клетки, называемые Т-лимфоцитами, которые постоянно теряются и должны заменяться на протяжении всей жизни.
Но начиная с периода полового созревания вилочковая железа быстро уменьшается в размерах и теряет способность производить достаточно новых Т-клеток. Эта потеря частично компенсируется дублированием существующих Т-клеток, но результирующая популяция клеток становится все более и более склонной к Т-клеткам памяти, которые распознают патогены от предыдущих или текущих инфекций. В результате иммунитет широкого спектра действия против новых патогенов и защитные иммунные реакции, вызываемые новыми вакцинами, с возрастом ослабевают.
Разработка вмешательств для замедления прогрессирования атрофии тимуса была ограничена отсутствием знаний о лежащих в основе механизмов. Преобладающая теория предполагает, что половые гормоны играют ключевую роль, но это объяснение не учитывает ускоренную скорость уменьшения размера вилочковой железы по сравнению с другими тканями.
Более того, совокупность научных данных ясно указывает на то, что в возрастной атрофии тимуса должны быть вовлечены и другие факторы.
Чтобы ответить на этот вопрос, Петри и первый автор Энн Гриффит, в настоящее время работающая в Центре медицинских наук Техасского университета в Сан-Антонио, разработали вычислительный подход для анализа активности генов в двух основных типах клеток тимуса — стромальных и лимфоидных клетках. в тканях мыши, которые очень похожи на ткани тимуса человека с точки зрения функции и свойств атрофии.
Они обнаружили, что стромальные клетки испытывают дефицит антиоксидантного фермента, называемого каталазой, что приводит к накоплению свободных радикалов и метаболическим повреждениям.
Чтобы проверить, играет ли дефицит каталазы причинную роль в атрофии тимуса, исследователи провели генетические эксперименты по повышению уровня каталазы у мышей. К 6 месяцам размер вилочковой железы у генетически модифицированных мышей был более чем вдвое больше, чем у нормальных мышей.
Более того, мыши, которых лечили двумя общими антиоксидантами с момента отъема, достигли почти нормального размера тимуса к 10-недельному возрасту.
Взятые вместе, результаты подтверждают свободнорадикальную теорию старения, которая предполагает, что активные формы кислорода, такие как перекись водорода, вызывают повреждение клеток, что способствует старению и различным возрастным заболеваниям. Эти токсичные молекулы, которые образуются в клетках как естественный побочный продукт метаболизма кислорода, связаны с прогрессирующей атрофией многих органов и тканей как частью нормального процесса старения.
Однако, как правило, это медленные, прогрессирующие процессы, которые не проявляются до позднего возраста и часто остаются незамеченными.
«В случае вилочковой железы атрофия происходит быстрее, чем в других тканях, что, как мы теперь показываем, является следствием дефицита стромальной каталазы в контексте высоко метаболической среды, предназначенной для поддержки требований пролиферации Т-клеток», — говорит Петри. "Наши исследования показывают, что атрофия тимуса, а не идиосинкразическая связь с половыми стероидами, представляет собой широко признанный процесс накопленного клеточного повреждения, возникающего в результате пожизненного воздействия побочных продуктов окисления аэробного метаболизма."
В будущих исследованиях исследователи изучат, улучшают ли антиоксидантные добавки работу тимуса и иммунной системы во время старения.
Если эти исследования подтвердят эту идею, они могут привести к разработке новых клинических рекомендаций по профилактике или лечению возрастной атрофии тимуса у людей.