Kateenkorvan rauhasen (kateenkorvan) fysiologia

Kateenrauhasta on pitkään pidetty umpierityselimenä, vaikka lukuisat havainnot ovat osoittaneet, että se on todennäköisemmin hormonaalisten vaikutusten kohde kuin tiettyjen hormonien lähde. Viime vuosina kateenrauhasesta on kuitenkin eristetty useita vaikuttavia aineita, jotka vaikuttavat ensisijaisesti kehon immuuniprosesseihin.

Ihmisillä kateenkorva sijaitsee rintalastan takana ja ulottuu aortankaareen alhaalta. Se koostuu kahdesta lähekkäisestä lohkosta, jotka on peitetty sidekudoskapselilla, joista ulottuvat väliseinät, jotka jakavat elimen erillisiin lohkoihin. Kummassakin lohkossa erottuu aivokuori ja ydin. Syntymässä kateenkorvan massa on 10–15 g. Myöhemmin se kasvaa ja saavuttaa maksiminsa murrosiän alussa (30–40 g), ja sitten pienenee (kateenkorvan ikään liittyvä involuutio). Useissa äkkikuoleman tapauksissa ruumiinavauksessa on löydetty suuri kateenkorva. Tämän yhdistäminen löysään ("imusuonten") fysiikkaan on jo pitkään antanut syyn puhua erityisen kateenkorva-imusuonten tilan olemassaolosta, jonka oletetaan aiheuttavan elimistön erittäin suuren alttiuden haittavaikutuksille. Tällä hetkellä kateenkorva-imusuonten tilalle ei anneta niin suurta painoarvoa, ja jopa sen olemassaolosta ilmaistaan epäilyksiä. Väkivaltaisissa kuolemantapauksissa kateenkorvan koko on yleensä yhtä suuri kuin oletetussa kateenkorva-imusuonten tilassa. Toisaalta kateenkorvan ilmeinen hyperplasia, jota esiintyy esimerkiksi pahanlaatuisessa myastheniassa, ei yleensä johda äkilliseen kuolemaan. Kateenkorvan fysiologinen involuutio koostuu siitä ominaisten soluelementtien asteittaisesta katoamisesta ja niiden korvaamisesta rasvasoluilla ja sidekudoksella. Havaitaan myös kateenkorvan akuutti involuutio, joka yleensä liittyy stressiin.

Kateenkorvan kuorta edustavat pienet lymfosyytit ja pieni määrä retikuloendoteliaalisoluja. Näiden alkuaineiden suhde on noin 100:1. Ydin sisältää niin kutsuttuja Hassallin verisoluja - epiteelisolujen klustereita, jotka ympäröivät lymfosyyttejä ja eosinofiilejä. Ensin mainittuja on kuitenkin ytimessä noin 20 kertaa vähemmän kuin jälkimmäisiä. Jälkimmäisillä on suolia ja ne sisältävät PAS-positiivista materiaalia, joka muistuttaa kilpirauhaskolloidia. Elektronimikroskooppiset tutkimukset paljastavat näissä soluissa karkean endoplasmisen retikulumin, hyvin kehittyneen lamellikompleksin (Golgin laite) ja rakeita, joiden sisällöllä voi olla hormonaalista aktiivisuutta. Kateenkorvan verisuonten seinämien rakenteesta (eli histohematoottisen esteen olemassaolosta tässä elimessä) ei ole yksimielisyyttä. Valtimot kulkevat vain kateenkorvan kuoressa, kun taas laskimot kulkevat ytimessä. Mitooseja esiintyy lähes yksinomaan kateenkorvan kuoren lymfosyyteissä.

Tämän elimen rakenteellisten ominaisuuksien perusteella uskotaan, että se toimii tärkeänä lymfosyyttien lähteenä kehossa, mutta toisin kuin muut vastaavat rakenteet, se ei osallistu suoraan immuunireaktioihin. Kateenkorvassa esiintyvät kystiset muodostelmat, joiden seinämien soluilla on erittäviä ominaisuuksia, voivat heijastaa tämän elimen hormonaalista toimintaa.

Fylo- ja ontogeneesissä voidaan havaita selkeä yhteys kateenkorvan ulkonäön ja kehityksen sekä kehon immunologisen reaktiivisuuden syntymisen välillä. Siksi kateenkorvan päärooli nähdään immunologisten prosessien säätelyssä. Tämän elimen lymfopoieettinen aktiivisuus liittyy läheisesti tähän toimintaan. Kateenkorvassa tapahtuu T-lymfosyyttien erittymistä, joilla on auttaja-, suppressori- ja tappajavaikutuksia. Viime vuosina on osoitettu, että kateenkorvan immunosäätely- ja lymfopoieettinen toiminta tapahtuu humoraalisten tekijöiden erityksen ansiosta. Ydinmedulla-epiteelisoluilla on ilmeisesti eritysaktiivisuutta. Kateenkorvan rooli kehossa näkyy selvästi esimerkiksi patologisissa tiloissa, jotka kehittyvät sen toimintojen puutteessa tai puuttuessa.

Taulukko esittää joitakin hypoteettisia kliinisten oireyhtymien riippuvuuksia kateenkorvan aktiivisuudesta, mutta siinä ei ole viitteitä useista sen muista todistetuista toiminnoista. Kuitenkin jo tässä muodossa se antaa kuvan kateenkorvan fysiologisen aktiivisuuden monimuotoisuudesta ja tärkeydestä.

Kateenrauhasen toiminnot ja niiden toimintahäiriöistä johtuvat oireyhtymät

Toiminnot	Oireyhtymät
Immunokompetenssin kehittyminen Immunokompetenssin palauttaminen Immunokompetenssin ylläpito Perifeerisen imukudoksen säätely Luuydintä stimuloivan tekijän tuotanto Hypoglykeemisen tekijän tuotanto Läpäisevyystekijän tuotanto Neuromuskulaarisen transmission estävän tekijän tuotanto	Immuunikato-oireyhtymä Autoimmuunisairaudet Neoplasia Lymfoidisen proliferaation Tymooma, agammaglobulinemia ja punasolujen aplasia Hypoglykemia leukemiassa Viivästynyt yliherkkyys Pahanlaatuinen myasthenia

Eläinten (erityisesti jyrsijöiden) vastasyntyneen tymektomia johtaa niin sanotun kuihtumisoireyhtymän kehittymiseen – kasvun hidastumiseen, imukudoksen vähenemiseen, hypogammaglobulinemiaan, ihon dystrofisiin muutoksiin ja karvanlähtöön, ihonalaisen rasvakudoksen surkastumiseen ja lopulta ennenaikaiseen kuolemaan. Puhtaasti immunologisten syiden lisäksi tämän oireyhtymän synnyssä voi olla osansa joidenkin kateenkorvan tekijöiden ja aivolisäkkeen somatotrooppisen toiminnan vuorovaikutuksen häiriintymisellä. Samanlaisia muutoksia kehittyy mutanttijyrsijälinjoissa, joilla on synnynnäinen kateenkorvan puuttuminen (mutantti atimia) ja jotka on jalostettu sisäsiittoisuudella. Tällaisilta eläimiltä voi puuttua kokonaan T-lymfosyytit, soluvälitteinen immuniteetti ei ilmene, ja ne kuolevat paljon aikaisemmin kuin tietyn lajin normaalit yksilöt. Ihmisten synnynnäiselle kateenkorvan hypoplasialle ja aplasialle on ominaista yleistynyt imukudoksen väheneminen ja perifeeristen imukudosrakenteiden hypertrofia. Immunoglobuliinien ja soluimmuniteetin synteesi heikkenee. Yleensä tällaisesta sairaudesta kärsivät lapset eivät elä 1-vuotiaaksi. Normaalin kateenkorvan lääkkeen (tymosiinin) anto potilaille parantaa heidän tilaansa, johon liittyy T-lymfosyyttien määrän lisääntyminen veressä.

Kateenkorvan poiston seuraukset aikuisilla ovat paljon vähemmän havaittavia, ja ne ilmenevät melko pitkän ajan kuluttua. Leikatuilla hiirillä "graft versus host" -reaktio on vähentynyt. Immuunipuutos tällaisissa olosuhteissa voidaan havaita vain pitkäikäisten immunokompetenttien solujen populaation palautumisen hidastumisena, jota esimerkiksi röntgensäteilytys vähentää.

Useat autoimmuunisairaudet, joissa veressä esiintyy vasta-aineita elimistön omien kudosten antigeeneille, liittyvät kateenkorvan tuottamiin tekijöihin. Näistä sairauksista merkittävintä huomiota herättää pahanlaatuinen myasthenia, johon liittyy selkeitä muutoksia kateenkorvassa (autoimmuuni tymiitti). Normaalista kateenkorvasta on eristetty tekijä (tymiini), joka hidastaa hermoimpulssien siirtymistä lihassoluihin. Sen liikatuotanto voi olla pahanlaatuisen myasthenian kehittymisen taustalla. Lisäksi kateenkorvan tekijät (tai niiden puutos) voivat vaikuttaa immunokompetentteihin soluihin ja edistää asetyylikoliinireseptoreita ja muita lihassolujen antigeenejä vastaan suunnattujen "kloonikiellettyjen" lymfosyyttivasta-aineiden tuotantoa.

On myös muita tietoja, jotka viittaavat kateenrauhasen hormonaaliseen aktiivisuuteen. Ikään liittyvä kateenrauhasen koon dynamiikka on jo pitkään viitannut sen osallistumiseen kehon kasvun säätelyyn. Vaikka kateenrauhakudoksesta on eristetty kasvuun vaikuttavia aineita, niiden läsnäoloa on havaittu myös muissa kudoksissa. On kuitenkin osoitettu, että kateenrauhasen poiston jälkeen somatotrooppisen hormonin kasvuvaikutukset heikkenevät merkittävästi. Suoraa näyttöä kateenrauhastekijöiden systeemisestä tuotannosta saatiin kokeilla, joissa kateenrauhanen siirrettiin hienojakoisiin diffuusiokammioihin. Tämä leikkaus edisti kateenrauhasen poiston oireiden poistamista tai lieventämistä.

Tällä hetkellä kateenkorvakudoksesta on eristetty useita (yli 20) aineita, joilla on biologista aktiivisuutta erilaisissa testijärjestelmissä. Useimpia niistä ei ole tutkittu hyvin. Joissakin tapauksissa ei edes tiedetä, ovatko ne todella eri yhdisteitä vai eroavatko ne toisistaan vain uuttomenetelmän suhteen. Kateenkorvassa tuotettavia aineita ovat polypeptidit (tymosiinifraktio-5, tymopoietiini, veren kateenkorvatekijä, aktiivinen kateenkorvatekijä - AFT-6, tymariini), joiden molekyylipaino on 900-14 000 daltonia, sekä muut tekijät, joilla on erilaisia vaikutuksia T-solumerkkiaineiden ilmentymiseen, laihtumisoireyhtymän poistamiseen, T-lymfosyyttipopulaation palautumiseen atymiikoissa hiirissä, DNA-synteesin stimulointiin, kasvainten kasvuun ja muihin ilmiöihin. Useissa tapauksissa tällaisten tekijöiden (esimerkiksi veren kateenkorvatekijä) aminohapposekvenssi, molekyylin aktiivisen osan lokalisaatio ja jopa niiden vaikutusmekanismi (cAMP:n ja prostaglandiinien kautta) on määritetty. Tymopoietiini on siis yksiketjuinen peptidi, joka koostuu 49 aminohappotähteestä. Se indusoi protymosyyttien erilaistumisen immunologisesti kompetenteiksi T-soluiksi, joilla on täysi pinta-antigeenien ilmentyminen. Natiivin tymopoietiinimolekyylin vaikutus toistetaan synteettisellä pentapeptidillä, joka sisältää aminohapposekvenssin 32. aminohappotähteestä 36. aminohappotähteeseen. Laskimonsisäisesti annettuna se voi lievittää nivelreuman oireita.

Naudan kateenkorvauutteesta eristetty alfa1-tymosiini sisältää 28 aminohappotähtettä. Sitä saadaan tällä hetkellä geenitekniikan avulla. Kun sitä injektoidaan atymiikkoihin kääpiöhiiriin, havaitaan lymfosyyttien lisääntymistä, kehon kasvuvauhti kiihtyy ja kyky hylkiä allograftteja palautuu. Kliinisesti kiinnostavia ovat tiedot tymosiini-injektioiden hyödyllisestä vaikutuksesta perinnöllistä immuunipuutosta sairastaviin lapsiin sekä lymfopeniaa sairastaviin potilaisiin pahanlaatuisten kasvainten sädehoidon tai kemoterapian jälkeen.

Tarkempi kuvaus asiaankuuluvista tekijöistä annetaan immunologian käsikirjoissa, koska ne pääasiassa säätelevät immunologisia reaktioita. Samalla on olemassa tietoa, joka mahdollistaa kateenrauhasen sisällyttämisen perinteisempään hormonaaliseen säätelyjärjestelmään kehossa. Nämä tiedot viittaavat kateenrauhasen ja muiden hormonaalisten rauhasten toiminnan väliseen yhteyteen. Siten aivolisäkekudosta vastaan kohdistettu seerumi aiheuttaa kateenrauhasen surkastumista vastasyntyneillä hiirillä. Sitä vastoin lymfosyyttien vastainen seerumi aiheuttaa aivolisäkkeen etulohkon asidofiilisten solujen degranulaatiota, joissa kasvuhormonia syntetisoidaan. Vastasyntyneen tymektomia johtaa myös samanlaisiin muutoksiin aivolisäkkeessä. Aikuisilla rotilla rauhasen poistaminen johtaa kasvuhormonin pitoisuuden nousuun veressä. Myös TSH:n pitoisuus kasvaa. Tymektomia aiheuttaa lisämunuaisten massan kasvua, samalla kun askorbiinihapon ja kolesterolin pitoisuudet vähenevät niissä, mikä toimii merkkinä lisämunuaisen kuoren eritystoiminnan lisääntymisestä. Myös kortikosteroidien (erityisesti aldosteronin) pitoisuuden nousua tymektomoitujen eläinten veressä on havaittu. Tiedot näiden aineiden (sekä sukupuolihormonien) vaikutuksesta kateenkorvan tilaan ovat hyvin tiedossa. Kateenkorvan tekijöiden vaikutuksesta muiden umpieritysrauhasten toimintaan kokeellisten tutkimusten tulokset ovat vähemmän varmoja, eivätkä kliiniset tiedot anna selviä viitteitä vastaavien yhteisvaikutusten olemassaolosta.

Tymektomian ja tymosiinin metabolisiin vaikutuksiin kuuluu triglyseridien määrän nousu tymektomoitujen eläinten seerumissa ja sen normalisoituminen tymosiinin vaikutuksesta.

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