Thymus

Wichtiges lymphatisches Organ

Er ist äußerst wichtig für das Immunsystem und steht gleichzeitig in Verbindung mit schwerwiegenden Krankheiten, der Thymus. Er ist ein lymphatisches Organ und in ihm werden Vorgängerzellen zu T-Lymphozyten ausgebildet. Diese spielen eine wichtige Rolle bei der Immunabwehr. Manchmal richten sie sich aber gegen den eigenen Körper, das kann viele Ursachen haben, und so sind mit dem Thymus eine Menge unterschiedlicher Krankheiten verknüpft. Wenn der Thymus fehlt, besteht ein erhöhtes Infektionsrisiko. Betroffene Menschen müssen in einer sterilen Umgebung leben.


 

Was ist der Thymus?

Der Thymus ist ein zweilappiges Organ im lymphatischen System. Außer dem Thymus, gehören unteranderem das Knochenmark, die Milz, Lymphknoten und der Wurmfortsatz des Blinddarms zu diesem System. Er ist auch bei anderen Tieren vorhanden, jedoch in etwas anderer Ausprägung.
Und unter den Bezeichnungen Kalbs- oder Lammbries, sind Formen des tierischen Thymus auch als Spezialität bekannt.
Beim Säugling ist das Organ deutlich größer, im Laufe der Zeit bildet es sich fast vollständig zurück, behält aber seine Funktion. Zu Anfangs sind die beiden Lappen 5 cm lang und 2 cm breit. Bis ins Kleinkindalter nimmt der Thymus noch an Größe zu, erst nach der Pubertät bildet er sich zurück. Nach und nach wird er durch Fettgewebe ersetzt; diesen Vorgang nennt man Involution (später mehr dazu).

Während der Entwicklung der befruchteten Eizelle zum Embryo (Embryogenese), entsteht innerhalb der Blastozyste, im Embryoblasten, der Thymus. Der Embryoblast besteht aus drei sogenannten Keimblättern. Diese heißen Entoderm, Mesoderm und Ektoderm. Daraus entwickelt sich der ganze Körper. Doch während andere Organe des Lymphsystems, sich nur aus dem Mesoderm heraus entwickeln, sind beim Thymus alle Keimblätter an der Herausbildung beteiligt. Deshalb nennt man ihn auch lymphoepitheliales Organ.

Das Grundgerüst des Thymus bilden im Inneren, Mark und Rinde. Hauptsächlich im Mark befinden sich die Hassall-Körperchen, deren Funktion bis heute nicht bekannt ist. Da sie das Zytokin TSLP (thymic stromal lymphopoietin) enthalten, könnten sie beim programmierten Zelltod fehlentwickelter Thymozyten oder bei der Reifung von T-Lymphozyten wichtig sein. Thymozyten sind dann fehlentwickelt, wenn sie keine funktionierenden T-Zell-Rezeptoren ausgebildet haben und körpereigene Antigene (MHC-Moleküle) nicht erkennen.
Im Thymus entwickeln sich funktionierende Thymozyten zu T-Lymphozyten. Erstere gelangen aus dem Knochenmark, über die Blutbahn, in die Läppchenrinde des Thymus und wandeln sich anschließend zu T-Lymphozyten um. Danach gelangen sie wieder ins Blut und spielen bei der Immunabwehr eine wichtige Rolle.

Doch wie jedes Organ, kann auch der Thymus von Krankheiten befallen werden oder sich von Anfang an falsch herausbilden. Schlimmstenfalls fehlt er ganz, dann spricht man vom DiGeorge-Syndrom. Zu dieser und weiteren Krankheiten später mehr.


 

Funktionen & Aufgaben

Die Aufgabe des Thymus ist maßgeblich die Umwandlung, von aus dem Blutkreislauf in das Organ gelangten Thymozyten, in funktionsfähige, immunkompetente und selbsttolerante, T-Lymphozyten. T-Lymphozyten (auch T-Zellen) sind weiße Blutzellen. Sie dienen der Immunabwehr. Wie gesagt, werden fehlentwickelte Thymozyten in den programmierten Zelltod geschickt. Auch das reguliert der Thymus, und zwar durch die Blut-Thymus-Schranke. Sie schützt die reifenden T-Lymphozyten vor der Konfrontation mit körperfremden Antigenen.
Antigene sind in der Regel Proteine, Lipide, Kohlenhydrate und andere Stoffe. Hauptsächlich jedoch Proteine.

Funktionierende Thymozyten werden von nicht funktionierenden getrennt. Bei dieser Trennung wird unterschieden, zwischen positiver Selektion und der negativen Selektion. Letztere meint den programmierten Zelltod (Apoptose). Die Trennung findet in der Rinde statt, die negative Selektion im Mark. Damit die Thymozyten überleben, müssen sie die körpereigenen Antigene (MHC-Moleküle) erkennen; in der Immunabwehr Gehen sie gegen Antigene vor, könnten sie die körpereigenen nicht erkennen, würden sie diese bekämpfen und somit dem gesamten Organismus schaden. Die Folgen wären z. B. Autoimmunkrankheiten. Deshalb werden sie aussortiert, wenn sie diese Unterscheidung nicht treffen können. Im Mark bekommen sie zur Prüfung, von den Epithelzellen körpereigene Antigene angeboten. Solche Thymozyten, deren T-Zell-Rezeptoren auf sie anspringen, werden von Makrophagen aufgelöst. Lediglich 3 – 5 % aller Thymozyten im Thymus werden nicht aussortiert und gelangen als T-Lymphozyten in die Blutzirkulation.

Durch Chemo- und Zytokine, steuern die Thymusepithelzellen diesen Reifungsprozess der Thymozyten.

  • Ausbildung von T-Lymphozyten
  • positive und negative Selektion
  • aussortiert werden T-Zellen die nicht selbsttolerant sind
  • funktionierende T-Zellen wehren körperfremde Antigene ab
  • lediglich 5 % der Thymozyten überstehen den Umwandlungsprozess
  • alle anderen werden von Markrophagen zerstört
  • Zytokine sind für die Ausbildung verantwortlich

 


 

Anatomie & Aufbau

Der Thymus liegt im Mediastinum (Mittelfellraum); dieses reicht vom Hals zum Zwerchfell und von der Wirbelsäule bis zum Brustbein. Innerhalb des Mediastinum lässt sich der Thymus unmittelbar hinter dem Brustbein (Sternum) verorten, mit diesem ist er über lockeres Bindegewebe verbunden. Hinter ihm (Dorsal) verlaufen mehrere große Blutgefäße und der Herzbeutel. Umgeben ist der Thymus von Teilen des Brustfells, dem sogenannten Pleura mediastinalis.

Die Größe des Thymus verringert sich durch (die weiter oben erwähnte) Involution im Erwachsenenalter. Zurück bleibt ein Restkörper, der reich an Fettgewebe ist und eine hohe Dichte an Blutgefäßen aufweist. Die Funktion, Ausbildung und Aussortierung der T-Lymphozyten, verringert sich danach, bleibt aber bis ins Alter erhalten.

Der Thymus besteht aus zwei Lappen, diese werden im Inneren von Mark (Medulla) durchzogen. Darüber umgibt eine Rinde (Cortex) das Organ. Das Mark ist gegenüber der Rinde zellärmer. Beide
bestehen aus epithelialen Zellen. Die Hassall-Körperchen sind auch aus solchen Zellen gemacht und sind im Mark anzutreffen, sie haben eine zwiebelschalartige Struktur. Wofür genau sie gemacht sind, ist der Forschung noch nicht bekannt. Das Thymus-Gerüst ist netzförmig strukturiert.

Die Blutversorgung erfolgt aus Teilen der Aorta, und zwar aus der A. thoracica interna und der A. thyroidea inferior und durch die Vena thymicae.

Involution des Thymus

Die spontane Rückbildung des Bries ist kein Phänomen das ausschließlich beim Menschen eintritt. Alle Wirbeltiere sind davon betroffen. Die Rückbildung geschieht, weil der Thymus nicht mehr gebraucht wird. Das klingt so einfach wie es ist, denn nach dem bereits ein großer Speicher an T-Lymphozyten ausgebildet wurde, geschieht die weitere Vermehrung bei Bedarf in den sekundären
lymphatischen Organen, hauptsächlich in den Lymphknoten und der Milz. Bedarf besteht, wenn Antigene in den Körper gelangen auf welche die T-Zellen reagieren.

Weil die Rückbildung bei alten Menschen soweit vorangeschritten ist, sind sie anfälliger für eine ganze Reihe von Erkrankungen. Für Infektionen, Autoimmunerkrankungen und Erkrankungen die mit Entzündungsprozessen zusammenhängen, z. B. Alzheimer und Herz-Kreislauferkrankungen. Diese Verschlechterung der Immunabwehr nennt man Immunoseneszenz.

Der Thymus besteht bei fortgeschrittener Involution, nur noch aus einem Restkörper und Fettgewebe (retrosternaler Fettkörper).


 

Krankheiten, Beschwerden & Störungen

Als zentrales Organ des Immunsystems, verursacht ein geschädigter Thymus direkt und indirekt viele schwerwiegende Krankheiten. Eine Aplasie, also ein Fehlen des Organs, sorgt für eine hohe Infektanfälligkeit der Betroffenen. Andererseits verursachen Tumoren am Thymus, sogenannte Thymome, schwere Defekte. Der Thymus muss jedoch nicht selbst erkrankt sein, damit auffällige Krankheiten auftreten. Autoimmunkrankheiten entwickeln sich dadurch, dass B- und T-Lymphozyten sich gegen den eigenen Körper wenden, wodurch dieser erheblich geschwächt wird. Typ-1-Diabetes und auch Myasthenia gravis und rheumatoide Arthritis sind Autoimmunerkrankungen. Bei einer Myasthenie treten häufig Thymome auf, die dann operativ entfernt werden müssen. Auch einige Krankheiten, welche durch Fehlbildungen an den Chromosomen entstehen, beinhalten eine Schädigung oder ein Fehlen des Thymus. Beispielhaft dafür, das DiGeorge-Syndrom. Atopien gehen ebenfalls auf einen Defekt der T-Zellen zurück.
HI-Viren (hiv, aids) sorgen für eine Schwächung des Immunsystems.

DiGeorge-Syndrom

Das DiGeorge-Syndrom wird zusammen mit einer Zahl ähnlicher Erkrankungen, unter dem Begriff Mikrodeletionssyndrom 22q11 zusammengefasst. Das ist ein Fehler in Chromosom 22 an elfter Stelle. Das Syndrom gehört zu den häufigsten, der sogenannten Deletionssyndrome und kommt bei einer von 4000 Geburten vor. Mit dieser Krankheit gehen Fehlbildungen am Körper einher. Das muss allgemein so gesagt werden, denn betroffen sind zum Beispiel Gesicht, Herz, Schilddrüsen und Thymus, und somit mehr als ein Körperteil. Da es sich um eine Zusammenfassung mehrerer Krankheiten unter einen einheitlichen Begriff handelt, müssen nicht alle beschriebenen Symptome beim Betroffenen auftreten. Das Fehlen einiger Symptome oder abgemilderte Formen in einigen Bereichen, sind entsprechend nichts ungewöhnliches. Abzugrenzen ist dieses Krankheitsbild vom Floating-Harbor-Syndrom (Eine Form des Minderwuchses).

Die prägnantesten Symptome sind Herz- und Gefäßfehlbildungen, Gesichtsfehlbildungen, Kalziummangel, ein unterentwickelter Thymus und eine Gaumenspalte.

Das Krankheitsbild kehrt sich schon während der Schwangerschaft heraus, durch eine fehlerhafte Entwicklung der 3. und 4. Schlundtasche des Embryos. Wenn die Nebenschilddrüsen nicht herausgebildet werden, führt dies zu besagtem Kalziummangel. Der Thymus ist entweder unterentwickelt oder fehlt vollkommen (Thymusaplasie). Die Fehlbildungen im Gesicht zeigen sich unter anderem durch Hypertelorismus (weit auseinander stehende Augen), Epikanthus, verlängerten Nasenrücken, breite Nasenwurzel und Spitze, verkürztes Philtrum, Ohrmuschelfehlbildungen.

Bei vollständig fehlendem Thymus, besteht eine erhöhte Infektionsgefahr, da keine T-Lymphozyten ausgebildet werden können. Dieser Defekt sorgt dafür, dass Patienten in einer sterilen Umgebung gehalten werden müssen. Nur bei ausreichender Restfunktion, ist die Infektionsgefahr nicht erhöht. Das bedeutet, dass auch bei einem deutlich unterentwickelten Thymus, also ähnlich wie es bei alten Menschen auch ist, die Infektanfälligkeit hoch bleibt.

Die Krankheit selbst ist nicht heilbar, allerdings können Begleitsymptome korrigiert werden. Bei einem fehlenden Thymus, ist eine Thymustransplantation angeraten.

Myasthenia gravis

Die Myasthenie ist eine Muskelschwäche. Die Signalübertragung des Nervs an den Muskel ist durch fehlgeleitete Antikörper gestört. In schlimmen Fällen ist die Atemmuskulatur und die Muskulatur des Schlundes betroffen, Patienten müssen in erstgenanntem Fall künstlich beatmet werden.

Normalerweise erreichen Nervensignale den zugehörigen Muskel, an der motorischen Endplatte. Eine Muskelkontraktion wird durch den Signalstoff Acetylcholin (ACh) ausgelöst. Die Ausschüttung erfolgt, wenn ein ein elektrischer Nervenimpuls das Nervenende erreicht. Das Acetylcholin bindet sich an die entsprechenden Rezeptoren am Muskel. Die Myasthenie stört die neuromuskuläre Erregungsübertragung. Der Körper bildet Antikörper, die sich an die ACh-Rezeptoren der entsprechenden Muskeln binden, das ACh wird abgebaut. Die Muskelkraft nimmt ab.

Die Krankheit entwickelt sich, wenn sie es tut, nur, wenn die Veranlagung dafür bereits vorhanden ist. Bei der Myasthenia gravis liegen deutliche Auffälligkeiten am Thymus vor, 15 % der Betroffenen haben Thymome, das sind Tumore am Thymus. Diese Wucherungen müssen aber nicht bösartig sein. Myasthenie ist eine Autoimmunkrankheit.

Die Krankheit führt an verschiedenen Stellen zu Muskelschwäche, am auffälligsten sind herabhängende Augenlider. Ist nur diese Körperregion betroffen, spricht man von einer okulären Myasthenie. Außer einem herabhängenden Augenlid, sehen betroffene Menschen doppelt.
Wenn eine generalisierte Myasthenie vorliegt, sind auch Arme, Beine, und die Schlundmuskulatur betroffen. Es besteht die Gefahr einer myasthenen Krise, sofern die Behandlung unzureichend ist oder ein Infekt vorliegt. Handelt es sich um eine generalisierte Form, mit betroffener Muskulatur des Sprech- und Schluckapparates, artikuliert sich dies durch Sprachstörungen und gehäuften Luftholen beim Sprechen. Außerdem wird in schweren Fällen eine künstliche Beatmung notwendig.

Myasthenia gravis lässt sich gut behandeln, die Medikamente haben aber oft starke Nebenwirkungen und sollten nach einigen Jahren gegen andere ausgetauscht werden, da sie weitere schwere Schädigungen des Körpers an Leber und Nieren mit sich bringen können. Die Medikamente blockieren die Herausbildung von Antikörpern oder behandeln nur die auftretende Symptomatik, ohne die ursächliche Fehlleitung von Antikörpern aufzuheben. In diesem Fall wird nur der Abbau von Acetylcholin verhindert. Wenn die konventionellen Mittel nicht helfen, werden sogenannte Rituximab-Antikörper verabreicht. Rituximab-Antikörper werden künstlich hergestellt und kommen bei Krebserkrankungen und Autoimmunkrankheiten zum Einsatz.

Antibiotika, Betablocker, Psychopharmaka, Muskelrelaxanzien und weitere Wirkstoffe, verstärken die Beschwerden.

Durch T-Lymphozyten verursachte Erkrankungen

Myasthenia gravis und das DiGeorge-Syndrom, betreffen den Thymus direkt. Doch auch Defekte an den im Thymus ausgebildeten T-Lymphozyten, verursachen Krankheiten. Meistens gehen diese gegen körpereigene Antigene vor, die größere Zahl an Beschwerden im Zusammenhang mit dem Thymus gehen von dieser Fehlfunktion der T-Zellen aus. Man unterscheidet zwischen angeborenen und erworbenen Immundefizienzen.

Angeborene Immundefekte betreffen nicht unbedingt nur die T-Lymphozyten. Zu den ererbten Defekten gehören z. B. das Di-George-Syndrom, das Wiskott-Aldrich-Syndrom und das Louis-Bar-Syndrom.

Erworbene Immundefizienzen teilen sich in verschiedene Krankheitsbereiche auf. Namentlich lassen sie sich in etwa in Autoimmunerkrankungen, allergische Reaktionen, Infektionskrankheiten, durch Medikamente verursachte Störungen und Tumorerkrankungen unterteilen. Zu den Autoimmunerkrankungen zählen Diabetes mellitus des Typs I, Multiple Sklerose und rheumatoide Arthritis.

Bei einer Allergie gehen besonders beim Typ I (Soforttyp) und Typ IV (verzögerter Typ), T-Zellen gegen an sich harmlose Antigene vor. Atopien wie z. B. Neurodermitis (auch atopisches Ekzem genannt) wären ein gutes Beispiel für allergische Reaktionen, in diesem Falle der Haut.

Infektionskrankheiten wie hiv oder HTLV-I und II, sorgen für schwere Immunkrankheiten. Die HTLV-Viren, die wie das HI-Virus zu den Retroviren zählen, verursachen bei einem geringen Anteil der Infizierten T-Zell-Leukämie. Auch so kann es zu Leukämien kommen, wenn T-Zellen oder deren Vorläufer, Thymozyten, bösartig entartet sind.

T-Lymphozyten werden aber auch durch medikamentöse Ursachen gehemmt. Im Falle einer Organtransplantation, ist eine Minderung der Funktion des Immunsystems nötig, damit das transplantierte Organ nicht abgestoßen wird. Bei Krebserkrankungen wird im Rahmen einer Chemotherapie Zytostatikum verabreicht, das den Zellwachstum einschränkt.

Typische & häufige Erkrankungen

 

 


 

Fragen & Antworten

 

Haben Schilddrüse und Thymus etwas gemeinsam?

Indirekt ja, denn beide sind Hormondrüsen und gehören zum endokrinen System des Körpers. Das heißt, beide geben ihre Hormone direkt ins Blut, im Gegensatz zu den exokrinen Drüsen. Sie
produzieren aber jeweils unterschiedliche Hormone, mit unterschiedlichen Wirkungen im Körper.

In Folge des DiGeorge-Syndroms, kommt es zu einer fehlenden Anlage der Nebenschilddrüsen, was zum Hypoparathyreoidismus (Kalziummangel) führt.

Welche Organe gehören sonst noch zum Lymphsystem?

Es wird zwischen den primären und den sekundären lymphatischen Organen unterschieden.
Thymus und Knochenmark sind die beiden primären Organe des Lymphsystems. Sekundär sind Lymphfollikel, Peyer-Plaques, Tonsillen (umgangssprachlich als Mandeln bezeichnet), Milz, Lymphknoten, Wurmfortsatz (wird oft mit dem Blinddarm gleichgesetzt, dessen Anhang er lediglich ist). Das Lymphsystem ist über den ganzen Körper verteilt.

Warum sind Krankheiten am Thymus so gravierend?

Das steht in direkter Verbindung mit der Produktion der T-Lymphozyten. Das sind weiße Blutkörperchen die, da sie Teil der Immunabwehr sind, hauptsächlich für Erkrankungen sorgen, wenn sie sich gegen den eigenen Körper richten. Das kann durch Viren, wie dem HI-Virus verursacht werden oder durch Fehlentwicklungen der T-Zellen. Auch bei Leukämie sind sie betroffen. Wenn der Thymus völlig fehlt, besteht unmittelbar eine erhöhte Gefahr für Infekte. Gravierend sind diese Krankheiten, eben weil T-Lymphozyten den Körper schützen und sich nicht gegen ihn richten sollten.

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