Т-ЛІМФОЦИТИ: БУДОВА, ФУНКЦІЇ, ТИПИ, ДОЗРІВАННЯ - БІОЛОГІЯ - 2025

У Т - лімфоцити або Т - клітини є клітинами імунної системи Біологічно активні в клітинної реакції системи імунітету і сприяють активації антитіл - продукують клітин в гуморальній системі відповіді імунної.

Такі, як В-клітини та клітини природних кілерів (NK), - це клітини крові (лейкоцити), які беруть свій початок у кістковому мозку та разом із В-клітинами складають від 20 до 40% загальної кількості лейкоцитів у кров.

Репрезентативна схема кровотворного процесу у людини, що породжує лімфоїдну лінію (Джерело: Jmarchn через Wikimedia Commons)

Його назва походить від того місця, де вони дозрівають, перш ніж виконувати свої функції ( вилочкової залози ), а термін був придуманий Ройт в 1969 році.

Існують різні типи Т-лімфоцитів, і вони відрізняються один від одного як вираженням певних поверхневих маркерів, так і функцією, яку вони виконують. Таким чином, були описані дві основні групи, які відомі як "помічники" Т-лімфоцитів і "цитотоксичні" Т-лімфоцити.

Лімфоцити Helper T беруть участь в активації B-лімфоцитів, що секретують антитіла, тоді як цитотоксичні Т-лімфоцити безпосередньо опосередковують елімінацію клітин, заражених вірусами, паразитами та іншими внутрішньоклітинними мікроорганізмами.

Ці клітини є надзвичайно важливими, оскільки виконують основні функції в різних імунологічних аспектах і є важливими для адаптивного захисту системи.

Будова

Т-лімфоцити - це дрібні клітини, розмір яких можна порівняти з розмірами середньої бактерії: діаметром від 8 до 10 мкм. Вони мають характерну сферичну форму і їх цитозол зайнятий переважно великим ядром, оточеним кількома органелами.

Всі лімфоцити виникають з попередників з "первинних" або "генеративних" лімфоїдних органів. Що стосується Т-лімфоцитів, вони виробляються в кістковому мозку і потім мігрують до вилочкової залози для дозрівання (вилочкова залоза - залозистий орган, розташований позаду грудної кістки).

Після дозрівання вони вивільняються в кров, але виконують свої функції в інших місцях, відомих як "вторинні лімфоїдні органи".

Т-лімфоцити, як це стосується лімфоцитів групи В, є клітинами крові, здатними виробляти антитіла проти конкретних антигенів, з тією різницею, що вони не можуть випустити їх у циркуляцію.

Антитіла, експресовані Т-клітинами, є білками, зв’язаними з плазматичною мембраною, з ділянками розпізнавання антигенів, "зверненими" до позаклітинного середовища. Ці антитіла відомі як "рецептори Т-клітинних антигенів" або TCR (Т-клітинний рецептор).

TCR - трансмембранні гетеродимери, складені з двох поліпептидних ланцюгів, з'єднаних між собою дисульфідними мостами. Кожна Т-клітина представляє TCR з унікальною специфікою.

Особливості

Т-лімфоцити відіграють фундаментальну роль у розвитку адаптивної або специфічної системи імунної відповіді. Вони є багатофункціональними клітинами, оскільки служать різним цілям у «битві» проти вторгнення та потенційно патогенних антигенів.

Деякі Т-клітини допомагають виробляти антитіла, опосередковані В-лімфоцитами; інші здатні взаємодіяти з клітинами крові мієлоїдної лінійки, щоб допомогти їм ефективніше знищувати патогени, а інші функціонують безпосередньо в знищенні вірусних клітин або пухлинних клітин.

Інша їх функція - як регуляторні клітини, надаючи імунологічну "толерантність" до організмів, де вони діють, або встановлюючи певні "межі" амплітуди реакцій, що викликаються.

Типи

Лімфоцити різних типів відрізняються один від одного за експресією специфічних мембранних рецепторів, які експериментально розпізнаються штучними моноклональними антитілами.

Ці рецептори, розпізнавані згаданими антитілами, належать до того, що відомо як "група диференціювання" або CD (Cluster of Diferenciation).

Позначення CD відноситься до фенотипу клітини і, хоча воно не обов'язково є специфічним для клітинного типу або цілої клітинної лінії, воно було корисним для характеристики лімфоцитів.

Функціонально деякі автори вважають, що Т-лімфоцити можна класифікувати як допоміжні Т-лімфоцити та цитотоксичні або цитолітичні Т-лімфоцити. Обидва типи клітин експресують схожі рецептори Т-лімфоцитів (TCR), але відрізняються експресією білків CD.

Однак інші автори вводять додаткову категорію, визначену як "Т-клітини пам'яті" або "Т-лімфоцити пам'яті".

Лімфоцити Helper T або "

Клітини Helper T не мають первинної функції безпосередньо «атакувати» або «розпізнавати» будь-яку антигенну молекулу, натомість вони спеціалізуються на секреції цитокінів, які сприяють або посилюють функції інших клітин, таких як лімфоцити В.

Ці клітини експресують білки групи CD4 на їх поверхні, які функціонують як ядрорецептори для білків основного комплексу гістосумісності класу II. Іншими словами, ці білки розпізнають антигени, представлені в контексті МНС класу II.

У літературі можна отримати назви різних типів Т-хелперів, які відрізняються один від одного секрецією різних типів цитокінів та реакцією на певні інтерлейкіни.

Потім були визначені хелперні Т-лімфоцити (TH1), які секретують цитокін IFN-γ (корисний для активації макрофагів та елімінації збудника); лімфоцити Т-типу 2 (TH2), які виділяють великі кількості IL-4, IL-5 та IL-13 (ці TH2 сприяють виробленню антитіл).

Існують також інші хелперні лімфоцити, відомі як "фолікулярні хелперні Т-лімфоцити" (ТГФ), які, як випливає з їх назви, присутні в лімфоїдних фолікулах і сприяють активації В-клітин і стимуляції вироблення антитіл.

Ці ТГФ також виділяють широкий спектр різних цитокінів, беручи участь одночасно в стимулюванні вироблення антитіл, пов'язаних з імунною відповіддю, опосередкованої клітинами TH1 та TH2.

Також описані клітини Helper типу 9, типу 17 та 22, які контролюють дуже специфічні аспекти певних імунних реакцій.

Регуляторні Т-лімфоцити (Треги)

Існує також інший набір Т-клітин, які експресують рецептори CD4, відомі як регуляторні CD4 Т-лімфоцити або "Треги". Ці лімфоцити виробляють фактор транскрипції, який називається FoxP3, і експресують інший маркер CD на своїй поверхні, який називається CD25.

Регуляторні функції Т-клітин (Джерело: Gwilz через Wikimedia Commons)

Її регуляторні механізми складаються з міжклітинних контактів, експресії поверхневих молекул, посиленої реакції на фактори росту та зміненої продукції регуляторних цитокінів, таких як TGF-β1 та IL-10.

Цитотоксичні або цитолітичні Т-лімфоцити

Цитотоксичні Т-клітини, з іншого боку, відповідають за атаку та знищення інвазивних або чужорідних клітин, завдяки їх здатності зв'язуватися з ними та вивільняти спеціальні гранули, завантажені різними типами цитотоксичних білків.

Перфорини і гранзими, що містяться в цитотоксичних гранулах цитолітичних Т-клітин, мають здатність відкривати пори в плазматичній мембрані і розщеплювати білки відповідно, внаслідок чого відбувається лізис клітин, які вони атакують.

Розмноження та дія цитотоксичних Т-лімфоцитів та їх відповідних Т-лімфоцитів (Джерело: OpenStax College через Wikimedia Commons)

Цей тип Т-лімфоцитів особливо відповідальний за деградацію клітин, які були заражені вірусами, бактеріями або внутрішньоклітинними паразитами, а також раковими або пухлинними клітинами.

Цитотоксичні Т-лімфоцити розпізнаються за мембранною експресією білків, подібних до CD8, які є білками, здатними розпізнавати та зв'язувати антигени, які представлені їй у контексті інших мембранних білків: тих, що є комплексом гістосумісності основного класу I.

Лімфоцити пам'яті Т

Як уже згадувалося, "наївні", "невинні" або "наївні" Т-лімфоцити диференціюються, коли вони контактують з антигеном. Ця диференціація спричиняє не тільки Т4-клітини CD4 та CD8, але й інший клас Т-клітин, відомий як клітини пам'яті .

Ці лімфоцити, як це стосується лімфоцитів пам'яті В, мають набагато більшу тривалість життя, і їх клітинна популяція розширюється та диференціюється в ефекторні Т-клітини, такі як CD4 та CD8, коли вони знову контактують з нею. антиген.

Клітини пам'яті можуть мати маркери CD4 або CD8, і їх основна функція полягає в наданні "молекулярної пам'яті" імунній системі проти "відомих" патогенів.

Дозрівання

Т-лімфоцити жорстко відібрані і дозрівають у тимусі. У процесі дозрівання ці клітини набувають здатності експресувати білок рецептора антигену на своїй мембрані: Т-клітинний рецептор.

Гемопоетичні клітини-попередники Т-лімфоцитів мігрують до вилочкової залози на дуже ранніх стадіях розвитку, а дозрівання полягає, по суті, в перегрупуванні генів, кодуючих рецептори TCR та інших мембранних маркерів.

Попередники Т-клітин, коли вони досягають тимусу, відомі як «тимоцити», які є тими, що розмножуються та диференціюються у різні субпопуляції зрілих Т-клітин.

У тимусі відбувається як позитивний відбір клітин, що розпізнають чужорідні антигени, так і негативний відбір, який виключає клітини, що розпізнають самомолекули.

Дозрівання відбувається спочатку у зовнішній корі вилочкової залози, де клітини розмножуються з дуже низькою швидкістю.

Активація

Т-лімфоцити, не контактуючи з антигеном, залишаються у фазі G0 клітинного циклу, у своєрідному старінні.

Термін активація позначає всі події, що відбуваються під час "закріплення" антигенних рецепторів в мембрані цих клітин, що заслуговує участі клітин-помічників, які в деяких текстах визначаються як антиген-презентуючі клітини або APC. (від англ. Antigen Presenting Cell).

APC містять мембранні молекули на своїй поверхні, які "демонструють" антигени до Т-клітин. Вони відомі як "Основні молекули гістологічної сумісності" або MHC (Major Histocompatibility Complex).

Процес активації лімфоциту Т. Представлені антигенні рецептори та антигени в контексті білків основного комплексу гістосумісності класу II (MHC) (Джерело: Cecilia Tejero García через Wikimedia Commons)

В процесі активації лімфоцити збільшуються в розмірах і змінюються від початкової сферичної форми до форми, подібної до дзеркала рук, і під час цієї фази лімфоцити відомі як лімфобласти.

Лімфобласти, на відміну від неактивних лімфоцитів, мають здатність мітотично розмножуватися, генеруючи інші клітини, здатні диференціюватися.

Активація хелперних Т-клітин

Лімфоцити TH можна активувати лише тоді, коли клітини APC "представляють" їм чужорідний антиген за допомогою молекул МНС класу II. Перший крок цього шляху активації полягає в розпізнаванні представленого антигену рецептором TCR.

Згодом клітина-помічник CD4 взаємодіє з областю молекули MHC II, так що між білком TCR, антигеном і молекулою MHC II утворюється комплекс, що забезпечує розпізнавання як антигену, так і молекул, представлених APC.

І Т-клітина, і клітина, що представляє антиген, потім виділяють регуляторні цитокіни, які допомагають активувати Т-клітину помічника CD4, яка активується. Після активації цей лімфоцит розмножується і продукує нові "наївні" CD4 Т-лімфоцити, які диференціюються на інші типи пам'яті або ефекторні лімфоцити.

Активація цитотоксичних Т-клітин

Послідовність етапів, яка відбувається під час активації лімфоцитів CD8, дуже схожа на послідовність T-клітин, що допомагають. Однак молекули МНС, які беруть участь, належать до I класу.

Після розпізнавання антигенів та рецепторів клітини APC, що беруть участь у цьому процесі, та активуючі цитотоксичні Т-лімфоцити виділяють цитокіни, що активують клональну проліферацію та диференціювання лімфоцитів.

Як і у CD4 Т-клітин, CD8 Т-клітини можуть диференціюватися на клітини ефектора або клітини пам'яті, і в цьому випадку вони діють відповідно як цитотоксичні, так і молекулярні клітини пам'яті.

Активація лімфоцитів CD8 T досягається завдяки участі інших хелперних Т-клітин, зокрема клітин типу 1.

Переведення сигналу

Активація лімфоцитів передбачає трансдукцію сигналів із позаклітинного середовища в цитозольний простір та ядро. Ці сигнали сприймаються антигенними рецепторами, присутніми на плазматичній мембрані і переводяться внутрішніми сигнальними шляхами.

Кінцевою метою прийому цих сигналів є активація транскрипції специфічних генів, які кодують конкретні поверхневі білки.

Важливо згадати, що лімфоцити, які активуються і не диференціюються (зрілі), виводяться з організму апоптозом або запрограмованою загибеллю клітин.

Список літератури

1. Аббас, А., Мерфі, К., Шер, А. (1996). Функціональне розмаїття хелперних Т-лімфоцитів. Природа, 383, 787-793.
2. Актор, Дж. К. (2014). Вступні основні поняття імунології для міждисциплінарних застосувань. Лондон: Академічна преса.
3. Кавана, М. (другий). Активація Т-клітин. Британське товариство імунології.
4. Хіт, В. (1998). Т-лімфоцити. В Енциклопедії імунології (с. 2341–2343). Ельзев'є.
5. Кіндт, Т., Голдсбі, Р., і Осборн, Б. (2007). Імунологія Кубі (6-е видання). Мексика DF: McGraw-Hill Interamericana з Іспанії.
6. Мартін, С. (2014). Т-лімфоцити як інструменти діагностики та імунотоксикології. Т-лімфоцити як засоби діагностики та імунотоксикології (т. 104). Спрингер.
7. Пінчук, Г. (2002). Концепція теорії та проблеми імунології Шаума. Компанії McGraw-Hill.
8. Reinherz, E., Haynes, B., Nadles, L., & Bernstein, I. (1986). Введення лейкоцитів II. Т-лімфоцити людини (т. 1). Спрингер.
9. Сміт-Гарвін, Дж. Е., Корецький, G. a, та Джордан, MS (2009). Активація клітин. Ану. Преподобний Імунол. , 27, 591–619.