胸腺（胸腺）の生理学

胸腺は長らく内分泌器官と考えられてきましたが、多くの観察結果から、特定のホルモンの供給源というよりも、むしろホルモンの影響を受ける対象である可能性が高いことが示されています。しかし近年、胸腺から、主に体内の免疫プロセスに作用する活性物質がいくつか単離されています。

ヒトにおいて、胸腺は胸骨の後ろに位置し、下方から大動脈弓に達しています。胸腺は互いに近接する2つの小葉から成り、それぞれは結合組織の被膜で覆われ、そこから隔壁が伸びて器官を2つの小葉に分割しています。それぞれの小葉には皮質と髄質が区別されます。出生時の胸腺の重量は10～15gです。その後、増加し、思春期開始時に最大（30～40g）に達し、その後減少します（加齢に伴う胸腺退縮）。突然死の症例では、剖検で大きな胸腺が発見されるケースが数多くあります。この状態と、緩い（「リンパ系」の）体格との組み合わせから、胸腺とリンパ系の特殊な状態が存在するという議論が古くから行われてきました。この状態は、身体が極めて高い悪影響に感受性を持つ原因であると考えられています。現在、胸腺リンパ系の状態はそれほど重要視されておらず、むしろその存在自体に疑問が呈されている。実際、暴力的な死因の場合、胸腺の大きさは、想定される胸腺リンパ系の状態と同程度に大きくなることが多い。一方、悪性筋無力症などで見られる胸腺の明らかな肥大は、原則として突然死には至らない。胸腺の生理的退縮は、特徴的な細胞成分が徐々に消失し、脂肪細胞と線維組織に置き換わることによって起こる。また、通常はストレスと関連して起こる胸腺の急性退縮も観察される。

胸腺皮質は、小型リンパ球と少数の細網内皮細胞によって構成されています。これらの要素の比率は約100:1です。髄質には、リンパ球と好酸球を取り囲む上皮細胞の塊である、いわゆるハッサル小体が含まれます。しかし、髄質における前者の数は後者の約20分の1です。後者は絨毛を持ち、甲状腺コロイドに似たPAS陽性物質を含んでいます。電子顕微鏡による観察では、これらの細胞に粗面小胞体、よく発達した層状複合体（ゴルジ体）、そして顆粒が存在することが明らかになっており、その内容物にはホルモン活性があると考えられます。胸腺の血管壁の構造（すなわち、この器官における組織学的障壁の存在）については、統一見解が得られていません。動脈は胸腺皮質のみを通過し、静脈は髄質を通過します。有糸分裂は、胸腺皮質のリンパ球にほぼ独占的に見られます。

この臓器の構造的特徴に基づくと、体内のリンパ球の重要な供給源として機能していると考えられていますが、他の類似の構造とは異なり、免疫反応に直接関与することはありません。胸腺に存在する嚢胞状構造は、その壁の細胞が分泌特性を持っていることから、この臓器の内分泌機能を反映している可能性があります。

系統発生および個体発生において、胸腺の出現と発達と、身体の免疫反応の発現との間には明確な関連性が見られます。したがって、胸腺の主な役割は免疫プロセスの調節にあります。この器官のリンパ球造血活性は、この機能と密接に関連しています。胸腺では、ヘルパー、サプレッサー、キラー効果を持つTリンパ球の様々なサブポピュレーションが分化します。近年、胸腺の免疫調節機能とリンパ球造血機能は、体液性因子の分泌によって行われることが示されています。髄質上皮細胞は明らかに分泌活性を持っています。胸腺の身体における役割は、その機能不全または機能不全によって発症する病態の例に明確に表れています。

この表は、臨床症候群が胸腺の活動にどのような依存性を持つかという仮説的な側面を示しているが、胸腺の他の多くの実証された機能については言及していない。しかしながら、この表からさえも、胸腺の生理活動の多様性と重要性が伺える。

胸腺の機能とその破綻によって引き起こされる症候群

機能	症候群
免疫能の発達 免疫能の回復 免疫能の維持 末梢リンパ系の調節 骨髄刺激因子の産生 低血糖因子の産生 透過係数の生産 神経筋伝達阻害因子の産生	免疫不全症候群 自己免疫疾患 腫瘍形成 リンパ増殖 胸腺腫、赤血球無形成症を伴う無ガンマグロブリン血症 白血病における低血糖 遅延型過敏症 悪性筋無力症

動物（特にげっ歯類）の新生児期胸腺摘出は、いわゆる消耗症候群（成長遅延、リンパ組織の枯渇、低ガンマグロブリン血症、脱毛を伴う皮膚ジストロフィー、皮下脂肪組織の萎縮、そして最終的には早期死亡）の発症につながります。この症候群の発症には、純粋に免疫学的要因に加えて、胸腺因子と下垂体のソマトトロピン機能との相互作用の破綻が関与している可能性があります。同様の変化は、近親交配によって生まれた、先天性胸腺欠損（突然変異型胸腺欠損）のげっ歯類変異体にも見られます。このような動物はTリンパ球を完全に欠如し、細胞性免疫が発現せず、特定の種の正常個体よりもはるかに早く死亡することがあります。ヒトにおける先天性胸腺低形成症および無形成症は、全身性リンパ節の減少と末梢リンパ組織の肥大を特徴とします。免疫グロブリン合成および細胞性免疫の抑制がみられます。このような病態を有する小児は通常、1歳まで生存できません。正常な胸腺標本（チモシン）による治療は、患者の状態を改善し、血中のTリンパ球数の増加を伴います。

成人における胸腺摘出の影響ははるかに顕著ではなく、かなり長い期間を経てから明らかになります。手術を受けたマウスでは、「移植片対宿主」反応が減少します。このような状況における免疫不全は、例えばX線照射によって減少した長寿命免疫担当細胞集団の回復の遅延によってのみ観察されます。

自己組織の抗原に対する抗体が血液中に出現する多くの自己免疫疾患は、胸腺で産生される因子と関連しています。こうした疾患の中でも、胸腺に顕著な変化を伴う悪性筋無力症（自己免疫性胸腺炎）は最も注目されています。正常な胸腺からは、神経インパルスの筋細胞への伝達を遅らせる因子（チミン）が単離されています。この因子の過剰分泌が、悪性筋無力症の発症の根底にある可能性があります。さらに、胸腺因子（またはその欠乏）は免疫担当細胞に作用し、アセチルコリン受容体や筋細胞の他の抗原を標的とする「クローン阻害型」リンパ球抗体の産生を促進する可能性があります。

胸腺のホルモン活性を示唆するデータは他にも存在します。加齢に伴う胸腺の大きさの変化は、胸腺が身体の成長調節に関与していることを長年示唆してきました。しかし、成長に影響を与える物質は胸腺組織から単離されているものの、他の組織にも存在することが確認されています。それでもなお、胸腺摘出後、成長ホルモンの成長作用は著しく弱まることが示されています。胸腺因子の全身的産生の直接的な証拠は、微細孔拡散チャンバーに封入した胸腺移植実験によって得られました。この手術は、胸腺摘出術の症状の消失または緩和に貢献しました。

現在、様々な試験系において生物学的活性を示す多くの（20種類以上）物質が胸腺組織から単離されています。しかし、そのほとんどは十分に研究されていません。中には、それらが実際に異なる化合物なのか、抽出方法のみが異なるだけなのかさえ不明なものもあります。胸腺で産生される物質には、分子量900～14,000ダルトンのポリペプチド（チモシン分画-5、チモポエチン、血液胸腺因子、活性胸腺因子-AFT-6、チマリン）や、T細胞マーカーの発現、消耗症候群の解消、無胸腺マウスにおけるTリンパ球集団の回復、DNA合成の促進、腫瘍増殖などの現象に関連して様々な活性を示す因子が含まれます。多くの場合、そのような因子（例えば、血液中の胸腺因子）のアミノ酸配列、分子の活性部位の局在、さらにはそれらの作用機序（cAMPおよびプロスタグランジンを介した作用）までもが解明されています。チモポエチンは、49個のアミノ酸残基からなる単鎖ペプチドです。前胸腺細胞を、表面抗原を完全に発現する免疫能のあるT細胞へと分化させます。天然チモポエチン分子の効果は、32番目から36番目のアミノ酸配列を含む合成ペンタペプチドによって再現されます。静脈内投与すると、関節リウマチの症状を緩和することができます。

ウシ胸腺抽出物から単離されたα1-チモシンは、28個のアミノ酸残基から構成されています。現在、遺伝子工学によって得られています。無胸腺矮小マウスに注射すると、リンパ球の増殖が観察され、体の成長速度が上昇し、同種移植片の拒絶能が回復します。臨床的に興味深いのは、遺伝性免疫不全の小児、および悪性腫瘍に対する放射線療法または化学療法後のリンパ球減少症患者におけるチモシン注射の有益な効果に関するデータです。

関連因子は主に免疫反応を制御するため、免疫学の教科書にはより詳細な説明が記載されています。同時に、胸腺を体内のより伝統的な内分泌調節システムに含めることを可能にするデータも存在します。これらのデータは、胸腺と他の内分泌腺の活動との関係を示しています。例えば、下垂体組織に対する抗血清は、新生児マウスの胸腺萎縮を引き起こします。一方、抗リンパ球血清は、成長ホルモンが合成される下垂体前葉の好酸性細胞の脱顆粒を引き起こします。新生児胸腺摘出術もまた、下垂体に同様の変化をもたらします。成体ラットでは、胸腺の摘出により血中の成長ホルモン濃度が上昇し、TSH含有量も増加します。胸腺摘出術は副腎重量の増加とアスコルビン酸およびコレステロール含量の減少を引き起こし、これは副腎皮質の分泌活動の亢進の兆候となります。胸腺摘出動物では、血中コルチコステロイド（特にアルドステロン）濃度の上昇も認められています。これらの物質（および性ホルモン）が胸腺の状態に与える影響に関するデータはよく知られています。胸腺因子が他の内分泌腺の機能に及ぼす影響については、実験研究の結果は必ずしも確実ではなく、臨床データからも相互作用の存在が明確に示唆されていません。

胸腺摘出とチモシンの代謝効果の中で、胸腺摘出動物の血清中のトリグリセリド値の上昇とチモシンの影響下でのその正常化は注目に値します。

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