Edukacja i aktywizacja

Miejsce produkcji limfocytów - Szpik kostny. Po rozmnażaniu limfocyty gromadzą się w grasicy, zwanej grasicą. Tutaj limfocyty przechodzą szereg zmian, prowadzących do ich podziału na kilka podtypów. Limfocyty T stanowią nieocenioną pomoc dla układu odpornościowego, zwalczając przeciwciała wirusowe. Kiedy pojawiają się jakiekolwiek patologie lub infekcje wirusowe, aktywowane są limfocyty T, których funkcja jest aktywowana poprzez połączenia receptorów IL-1 i CD-3.

Funkcje limfocytów T

W przypadku nabycia określonej choroby wirusowej lub zakaźnej limfocyty T włączają się do aktywnego działania.

Zadaj swoje pytanie lekarzowi zajmującemu się diagnostyką laboratoryjną

Anna Poniajewa. Jest absolwentką Akademii Medycznej w Niżnym Nowogrodzie (2007-2014) oraz rezydentury na kierunku Kliniczna Diagnostyka Laboratoryjna (2014-2016).

W zależności od rodzaju komórek wirusowych w pracy uwzględniane są określone typy leukocytów typu „T”. Typ leukocytów pod literą „B” ma imponującą pamięć dla różnych „wrogich” mikrociał. Zadaniem leukocytów tej grupy jest właśnie zapamiętywanie zakażonych „gości”, którzy już odwiedzili, i dawanie sygnału do aktywacji limfocytów T.

W procesie ewolucji ludzie rozwinęli dwa układy odpornościowe - komórkowy i humoralny. Powstały jako środek zwalczania substancji postrzeganych jako obce. Substancje te nazywane są antygeny. W odpowiedzi na wprowadzenie antygenu do organizmu, w zależności od składu chemicznego, dawki i formy podania, reakcja immunologiczna będzie różna: humoralna lub komórkowa. Podział funkcji odpornościowych na komórkowe i humoralne związany jest z występowaniem limfocytów T i B. Obie linie limfocytów rozwijają się z limfatycznych komórek macierzystych w szpiku kostnym.

Limfocyty T. Odporność komórkowa. Dzięki limfocytom T zachodzi komórkowy układ odpornościowy organizmu. Limfocyty T powstają z krwiotwórczych komórek macierzystych, które migrują ze szpiku kostnego do grasicy.

Tworzenie limfocytów T dzieli się na dwa okresy: niezależny od antygenu i zależny od antygenu. Okres niezależny od antygenu kończy się utworzeniem limfocytów T reagujących na antygen. W okresie zależnym od antygenu komórka przygotowuje się do spotkania z antygenem i rozmnaża się pod jego wpływem, w wyniku czego powstają różne typy limfocytów T. Rozpoznanie antygenu następuje dzięki temu, że na błonie tych komórek znajdują się receptory rozpoznające antygeny. W wyniku rozpoznania komórki rozmnażają się. Komórki te walczą z mikroorganizmami przenoszącymi antygen lub powodują odrzucenie obcej tkanki. Limfocyty T regularnie przemieszczają się z elementów limfoidalnych do krwi i środowiska śródmiąższowego, co zwiększa prawdopodobieństwo napotkania przez nie antygenów. Istnieją różne subpopulacje limfocytów T: limfocyty T zabójcze (tj. bojowniki), które niszczą komórki za pomocą antygenu; Komórki pomocnicze T, które pomagają limfocytom T i B reagować na antygeny itp.

Limfocyty T w kontakcie z antygenem wytwarzają limfokiny, które są substancjami biologicznie czynnymi. Za pomocą limfokin limfocyty T kontrolują funkcję innych leukocytów. Zidentyfikowano różne grupy limfokin. Mogą zarówno stymulować, jak i hamować migrację makrofagocytów itp. Interferon wytwarzany przez limfocyty T hamuje syntezę kwasów nukleinowych i chroni komórkę przed infekcjami wirusowymi.

Limfocyty B. Odporność humoralna. W okresie zależnym od antygenu limfocyty B są stymulowane przez antygen i osadzają się w śledzionie, węzłach chłonnych, pęcherzykach i ośrodkach rozrodczych. Tutaj są konwertowane na komórki plazmatyczne. Synteza przeciwciał – immunoglobulin – zachodzi w komórkach plazmatycznych. Ludzie wytwarzają pięć klas immunoglobulin. Limfocyty B biorą czynny udział w procesach immunologicznych rozpoznawania antygenu. Przeciwciała oddziałują z antygenami znajdującymi się na powierzchni komórek lub z toksynami bakteryjnymi i przyspieszają pobieranie antygenów przez fagocyty. Podstawą odporności humoralnej jest reakcja antygen-przeciwciało.

Podczas odpowiedzi immunologicznej zwykle działają mechanizmy odporności humoralnej i komórkowej, ale w różnym stopniu. Zatem w przypadku odry dominują mechanizmy humoralne, a w przypadku alergii kontaktowych lub reakcji odrzucenia dominuje odporność komórkowa.

Dobrze funkcjonujący układ odpornościowy zdrowego człowieka jest w stanie poradzić sobie z większością zagrożeń zewnętrznych i wewnętrznych. Limfocyty to komórki krwi, które jako pierwsze walczą o czystość organizmu. Wirusy, bakterie i grzyby są codziennym problemem układu odpornościowego. Ponadto funkcje limfocytów nie ograniczają się do wykrywania wrogów zewnętrznych.

Należy również wykryć i zniszczyć wszelkie uszkodzone lub wadliwe komórki własnych tkanek.

Funkcje limfocytów we krwi ludzkiej

Głównymi wykonawcami pracy odporności u ludzi są bezbarwne krwinki - leukocyty. Każda odmiana spełnia swoją funkcję, najważniejszy z nich są przydzielane specyficznie limfocytom. Ich liczba w stosunku do innych leukocytów we krwi czasami przekracza 30% . Funkcje limfocytów są dość zróżnicowane i towarzyszą całemu procesowi odpornościowemu od początku do końca.

Zasadniczo limfocyty wykrywają wszelkie fragmenty, które nie odpowiadają genetycznie organizmowi, dają sygnał do rozpoczęcia bitwy z ciałami obcymi, kontrolują cały jej przebieg, aktywnie uczestniczą w niszczeniu „wrogów” i kończą bitwę po zwycięstwie. Jako sumienni strażnicy pamiętają każdego gwałciciela z widzenia, co daje organizmowi możliwość szybszego i sprawniejszego działania na kolejnym spotkaniu. W ten sposób żywe istoty manifestują właściwość zwaną odpornością.

Najważniejsze funkcje limfocytów:

1. Wykrywanie wirusów, bakterii, innych szkodliwych mikroorganizmów, a także wszelkich nieprawidłowych komórek własnego organizmu (starych, uszkodzonych, zakażonych, zmutowanych).
2. Komunikat dla układu odpornościowego o „inwazji” i rodzaju antygenu.
3. Bezpośrednie niszczenie drobnoustrojów chorobotwórczych, wytwarzanie przeciwciał.
4. Zarządzanie całym procesem za pomocą specjalnych „substancji sygnałowych”.
5. Zakończenie aktywnej fazy „bitwy” i zorganizowanie porządków po bitwie.
6. Zachowanie pamięci o każdym pokonanym mikroorganizmie w celu późniejszego szybkiego rozpoznania.

Produkcja takich odpornych żołnierzy zachodzi w czerwonym szpiku kostnym, mają one różną budowę i właściwości. Najwygodniej jest rozróżnić limfocyty odpornościowe na podstawie ich funkcji w mechanizmach obronnych:

• Limfocyty B rozpoznają szkodliwe wtręty i syntetyzują przeciwciała;
• Limfocyty T aktywują i hamują procesy odpornościowe, bezpośrednio niszczą antygeny;
• Limfocyty NK wykonać funkcję kontrolę nad tkankami rodzimego organizmu, są w stanie zabić zmutowane, stare, zdegenerowane komórki.

Ze względu na wielkość i strukturę rozróżnia się limfocyty duże ziarniste (NK) i małe (T, B). Każdy typ limfocytów ma swoją własną charakterystykę i ważne funkcje, nad którymi warto się bardziej szczegółowo zastanowić.

Limfocyty B

Cechą charakterystyczną jest to, że do normalnego funkcjonowania organizm potrzebuje nie tylko młodych limfocytów w dużych ilościach, ale także zahartowanych, dojrzałych żołnierzy.

Dojrzewanie i edukacja limfocytów T odbywa się w jelitach, wyrostku robaczkowym i migdałkach. Na tych „obozach szkoleniowych” młode ciała są szkolone do wykonywania trzech czynności ważne funkcje:

1. „Naiwne limfocyty” to młode, nieaktywowane krwinki, które nie mają doświadczenia w kontaktach z obcymi substancjami, a zatem nie mają ścisłej swoistości. Są w stanie wykazać ograniczoną reakcję na kilka antygenów. Aktywowane po spotkaniu z antygenem, są wysyłane do śledziony lub szpiku kostnego w celu ponownego dojrzewania i szybkiego klonowania własnego rodzaju. Po dojrzewaniu bardzo szybko wyrastają z nich komórki plazmatyczne, produkujące przeciwciała wyłącznie przeciwko temu typowi patogenu.
2. Dojrzałe komórki plazmatyczne, ściśle rzecz biorąc, nie są już limfocytami, ale fabrykami produkującymi specyficzne rozpuszczalne przeciwciała. Żyją tylko kilka dni, eliminując się, gdy tylko minie zagrożenie, które wywołało reakcję obronną. Część z nich zostanie później „konserwowana” i ponownie stanie się małymi limfocytami pamiętającymi antygen.
3. Aktywowane limfocyty B przy pomocy limfocytów T mogą stać się repozytorium pamięci o pokonanym obcym agencie; żyją przez dziesięciolecia, wykonać funkcję przekazywanie informacji swoim „potomkom”, zapewniając długoterminową odporność, przyspieszając reakcję organizmu na spotkanie tego samego rodzaju agresywnego wpływu.

Komórki B są bardzo specyficzne. Każdy z nich aktywuje się dopiero w momencie napotkania określonego rodzaju zagrożenia (szczep wirusa, rodzaj bakterii lub pierwotniaka, białko, substancja chemiczna). Limfocyt nie będzie reagował na patogeny o innym charakterze. Zatem główną funkcją limfocytów B jest zapewnienie odporności humoralnej i wytwarzanie przeciwciał.

Limfocyty T

Młode ciała T są również wytwarzane w szpiku kostnym. Ten typ czerwonych krwinek poddawany jest najbardziej rygorystycznej selekcji krok po kroku, w wyniku której odrzuca się ponad 90% młodych komórek. „Wychowanie” i selekcja zachodzą w grasicy (grasicy).

Notatka!Grasica jest narządem, który w fazę największego rozwoju wchodzi między 10 a 15 rokiem życia, kiedy jej masa może osiągnąć 40 g. Po 20 latach zaczyna spadać. U osób starszych grasica waży tyle samo, co u niemowląt, nie więcej niż 13 g. Pracujące tkanki gruczołu po 50 latach zastępują tkankę tłuszczową i łączną. W związku z tym liczba limfocytów T maleje, a mechanizmy obronne organizmu słabną.

W wyniku selekcji zachodzącej w grasicy eliminowane są limfocyty T, które nie są zdolne do wiązania żadnego obcego czynnika, a także te, które wykryły reakcję na białka organizmu natywnego. Pozostałe dojrzałe ciała uważa się za odpowiednie i są rozproszone po całym ciele. W krwioobiegu krąży ogromna liczba limfocytów T (około 70% wszystkich limfocytów), ich duże stężenie występuje w węzłach chłonnych i śledzionie.

Trzy typy dojrzałych limfocytów T opuszczają grasicę:

• Pomocnicy T. Oni pomagają wykonywać funkcje Limfocyty B, inne czynniki odpornościowe. Kierują swoimi działaniami podczas bezpośredniego kontaktu lub wydają rozkazy, uwalniając cytokiny (substancje sygnałowe).
• Zabójcze komórki T. Limfocyty cytotoksyczne, które bezpośrednio niszczą komórki wadliwe, zakażone, nowotworowe i wszelkie zmodyfikowane. Zabójcze komórki T są również odpowiedzialne za odrzucanie obcej tkanki po wszczepieniu.
• Tłumiki T. Wykonać ważna funkcja nadzór nad pracą limfocytów B. Jeśli to konieczne, spowolnij lub zatrzymaj reakcję immunologiczną. Ich bezpośrednią odpowiedzialnością jest zapobieganie reakcjom autoimmunologicznym, gdy ciała ochronne mylą swoje komórki z wrogimi i zaczynają je atakować.

Limfocyty T mają główne właściwości: regulują szybkość reakcji ochronnej, jej czas trwania, służą jako obowiązkowy uczestnik niektórych przemian i zapewniają odporność komórkową.

Limfocyty NK

W przeciwieństwie do małych form, komórki NK (limfocyty zerowe) są większe i zawierają granulki składające się z substancji, które niszczą błonę zakażonej komórki lub niszczą ją całkowicie. Zasada pokonywania wrogich wtrąceń jest podobna do odpowiedniego mechanizmu u zabójców T, ale jest potężniejsza i nie ma wyraźnej specyficzności.

Limfocyty NK nie podlegają procesowi dojrzewania w układzie limfatycznym, są w stanie zareagować na wszelkie antygeny i zabić formacje, wobec których limfocyty T są bezsilne. Ze względu na tak wyjątkowe cechy nazywane są „naturalnymi zabójcami”. Limfocyty NK są głównymi zabójcami komórek nowotworowych. Zwiększanie ich liczby i zwiększanie aktywności to jeden z obiecujących kierunków rozwoju onkologii.

Ciekawy! Limfocyty przenoszą duże cząsteczki, które przekazują informację genetyczną po całym organizmie. Ważna funkcja tych krwinek nie ogranicza się do ochrony, ale rozciąga się na regulację naprawy, wzrostu i różnicowania tkanek.

W razie potrzeby limfocyty zerowe mogą pełnić funkcję limfocytów B lub T, pełniąc w ten sposób rolę uniwersalnych żołnierzy układu odpornościowego.

W złożonym mechanizmie procesów immunologicznych limfocyty odgrywają wiodącą rolę regulacyjną. Co więcej, wykonują swoją pracę zarówno poprzez kontakt, jak i na odległość, wytwarzając specjalne chemikalia. Rozpoznając te sygnały poleceń, wszystkie ogniwa łańcucha odpornościowego są koordynowane w procesie i zapewniają czystość i trwałość ludzkiego ciała.

agammaglobulinemia(agammaglobulinemia; a- + gammaglobuliny + grecki. haima krew; synonim: hipogammaglobulinemia, zespół niedoboru przeciwciał) to ogólna nazwa grupy chorób charakteryzujących się brakiem lub gwałtownym spadkiem poziomu immunoglobulin w surowicy krwi;

autoantygeny(antygeny auto-+) - normalne antygeny własne organizmu, a także antygeny powstające pod wpływem różnych czynników biologicznych i fizykochemicznych, w stosunku do których powstają autoprzeciwciała;

reakcja autoimmunologiczna-- odpowiedź immunologiczna organizmu na autoantygeny;

alergia (alergia; grecki allos inny, inny + erg działanie) – stan zmienionej reaktywności organizmu w postaci zwiększonej wrażliwości na wielokrotne narażenie na jakiekolwiek substancje lub składniki własnych tkanek; Alergia opiera się na odpowiedzi immunologicznej, która powoduje uszkodzenie tkanki;

odporność czynna odporność wynikająca z odpowiedzi immunologicznej organizmu na wprowadzenie antygenu;

Głównymi komórkami przeprowadzającymi reakcje immunologiczne są limfocyty T i B (oraz ich pochodne - plazmocyty), makrofagi, a także szereg komórek z nimi oddziałujących (komórki tuczne, eozynofile itp.).

• Limfocyty

Populacja limfocytów jest funkcjonalnie niejednorodna. Istnieją trzy główne typy limfocytów: Limfocyty T, Limfocyty B i tzw zero limfocyty (komórki 0). Limfocyty rozwijają się z niezróżnicowanych limfoidalnych prekursorów szpiku kostnego i po różnicowaniu uzyskują cechy funkcjonalne i morfologiczne (obecność markerów, receptorów powierzchniowych), wykrywane metodami immunologicznymi. Limfocyty 0 (null) są pozbawione markerów powierzchniowych i są uważane za populację rezerwową niezróżnicowanych limfocytów.

Limfocyty T- najliczniejsza populacja limfocytów, stanowiąca 70-90% limfocytów we krwi. Różnicują się w grasicy – ​​grasicy (stąd ich nazwa), przedostają się do krwi i limfy oraz zasiedlają strefy T w narządach obwodowych układu odpornościowego – węzły chłonne (głęboka część kory), śledziona (okołotętnicze osłonki limfatyczne). guzki), w pojedynczych i mnogich pęcherzykach różnych narządów, w których pod wpływem antygenów powstają immunocyty T (efektorowe) i komórki T pamięci. Limfocyty T charakteryzują się obecnością specjalnych receptorów na plazmalemie, które są zdolne do specyficznego rozpoznawania i wiązania antygenów. Receptory te są produktami genów odpowiedzi immunologicznej. Limfocyty T zapewniają komórkowy odporności, uczestniczą w regulacji odporności humoralnej, pod wpływem antygenów wytwarzają cytokiny.

W populacji limfocytów T wyróżnia się kilka grup funkcjonalnych komórek: limfocyty cytotoksyczne (TC), czyli Zabójcze komórki T(Tk), Komórki pomocnicze T(TX), Tłumiki T(Tch). Tc biorą udział w reakcjach odporności komórkowej, zapewniając zniszczenie (lizę) obcych komórek i własnych zmienionych komórek (na przykład komórek nowotworowych). Receptory pozwalają im rozpoznawać na swojej powierzchni białka wirusów i komórek nowotworowych. W tym przypadku aktywacja TC (zabójców) następuje pod wpływem antygeny zgodności tkankowej na powierzchni obcych komórek.

Ponadto limfocyty T biorą udział w regulacji odporności humoralnej za pomocą Tx i Tc. Tx stymulują różnicowanie limfocytów B, tworzenie z nich komórek plazmatycznych i produkcję immunoglobulin (Ig). Tx mają receptory powierzchniowe, które wiążą się z białkami na plazmalemie komórek B i makrofagów, stymulując Tx i makrofagi do proliferacji, wytwarzania interleukin (hormonów peptydowych) i komórek B do wytwarzania przeciwciał.

Zatem główną funkcją Tx jest rozpoznawanie obcych antygenów (prezentowanych przez makrofagi), wydzielanie interleukin, które stymulują limfocyty B i inne komórki do udziału w reakcjach immunologicznych.

Spadek liczby Tx we krwi prowadzi do osłabienia reakcji obronnych organizmu (osoby te są bardziej podatne na infekcje). Zaobserwowano gwałtowny spadek liczby Tx u osób zakażonych wirusem AIDS.

Tc są zdolne do hamowania aktywności limfocytów Tx, B i komórek plazmatycznych. Biorą udział w reakcjach alergicznych i nadwrażliwości. Tc hamują różnicowanie limfocytów B.

Jedną z głównych funkcji limfocytów T jest ich produkcja cytokiny, które działają stymulująco lub hamująco na komórki biorące udział w odpowiedzi immunologicznej (czynniki chemotaktyczne, czynnik hamujący makrofagi – MIF, nieswoiste substancje cytotoksyczne itp.).

Naturalni zabójcy. Wśród limfocytów we krwi, oprócz wyżej opisanych TC, które pełnią funkcję zabójców, wyróżnia się tzw. naturalnych zabójców (NK, N.K.), które biorą również udział w odporności komórkowej. Tworzą pierwszą linię obrony przed obcymi komórkami i działają natychmiast, szybko niszcząc komórki. NK we własnym organizmie niszczą komórki nowotworowe i komórki zakażone wirusem. TC stanowią drugą linię obrony, ponieważ ich rozwój z nieaktywnych limfocytów T wymaga czasu, dlatego zaczynają działać później niż NK. NK to duże limfocyty o średnicy 12-15 mikronów, posiadające zrazikowe jądro i azurofilne granulki (lizosomy) w cytoplazmie.

• Rozwój limfocytów T i B

Przodkiem wszystkich komórek układu odpornościowego są hematopoetyczne komórki macierzyste (HSC). HSC zlokalizowane są w okresie embrionalnym w woreczku żółtkowym, wątrobie i śledzionie. W późniejszym okresie embriogenezy pojawiają się w szpiku kostnym i namnażają się w życiu poporodowym. Z BMSC w szpiku kostnym powstaje komórka progenitorowa limfopoezy (limfoidalna multipotencjalna komórka progenitorowa), która generuje dwa typy komórek: komórki prekursorowe T (komórki prekursorowe T) i komórki prekursorowe B (komórki prekursorowe B).

• Różnicowanie limfocytów T

Komórki Pre-T migrują ze szpiku kostnego poprzez krew do centralnego narządu układu odpornościowego – grasicy. Już podczas rozwoju embrionalnego w grasicy tworzy się mikrośrodowisko, które jest ważne dla różnicowania limfocytów T. W tworzeniu mikrośrodowiska szczególną rolę odgrywają komórki siatkowo-nabłonkowe tego gruczołu, zdolne do wytwarzania szeregu substancji biologicznie czynnych. Komórki Pre-T migrujące do grasicy nabywają zdolność reagowania na bodźce mikrośrodowiskowe. Komórki Pre-T w grasicy proliferują i przekształcają się w limfocyty T niosące charakterystyczne antygeny błonowe (CD4+, CD8+). Limfocyty T wytwarzają i „dostarczają” do krwiobiegu i stref zależnych od grasicy obwodowych narządów limfatycznych 3 typy limfocytów: Tc, Tx i Tc. Limfocyty T „dziewicze” migrujące z grasicy (limfocyty T z pierwszego tłoczenia) są krótkotrwałe. Specyficzna interakcja z antygenem w obwodowych narządach limfatycznych stanowi początek procesów ich proliferacji i różnicowania w dojrzałe i długo żyjące komórki (komórki T efektorowe i komórki T pamięci), które stanowią większość recyrkulujących limfocytów T.

Nie wszystkie komórki migrują z grasicy. Niektóre limfocyty T obumierają. Istnieje opinia, że ​​przyczyną ich śmierci jest przyłączenie antygenu do receptora specyficznego dla antygenu. W grasicy nie ma obcych antygenów, zatem mechanizm ten może służyć do usuwania limfocytów T, które mogą reagować z własnymi strukturami organizmu, tj. pełnią funkcję ochronną przed reakcjami autoimmunologicznymi. Śmierć niektórych limfocytów jest zaprogramowana genetycznie (apoptoza).

Antygeny różnicujące komórki T. W procesie różnicowania limfocytów na ich powierzchni pojawiają się specyficzne cząsteczki błonowe glikoprotein. Takie cząsteczki (antygeny) można wykryć za pomocą specyficznych przeciwciał monoklonalnych. Uzyskano przeciwciała monoklonalne, które reagują tylko z jednym antygenem błony komórkowej. Za pomocą zestawu przeciwciał monoklonalnych można zidentyfikować subpopulacje limfocytów. Istnieją zestawy przeciwciał przeciwko antygenom różnicowania ludzkich limfocytów. Przeciwciała tworzą stosunkowo niewiele grup (lub „skupisek”), z których każda rozpoznaje pojedyncze białko powierzchniowe komórki. Stworzono nazewnictwo antygenów różnicujących leukocyty ludzkie wykrywane przez przeciwciała monoklonalne. Ta nomenklatura płyt CD ( płyta CD - Klaster zróżnicowania- klaster różnicowania) opiera się na grupach przeciwciał monoklonalnych, które reagują z tymi samymi antygenami różnicowania.

Otrzymano przeciwciała multiklonalne przeciwko wielu antygenom różnicującym ludzkich limfocytów T. Do określenia całkowitej populacji limfocytów T można zastosować przeciwciała monoklonalne o specyficzności CD (CD2, CD3, CDS, CD6, CD7).

Znane są antygeny różnicujące limfocytów T, które są charakterystyczne albo dla określonych etapów ontogenezy, albo dla subpopulacji różniących się aktywnością funkcjonalną. Zatem CD1 jest markerem wczesnej fazy dojrzewania komórek T w grasicy. W procesie różnicowania tymocytów na ich powierzchni ulegają jednoczesnej ekspresji markery CD4 i CD8. Jednakże później marker CD4 znika z niektórych komórek i pozostaje jedynie w subpopulacji, która przestała wyrażać antygen CD8. Dojrzałe komórki CD4+ to Tx. Antygen CD8 ulega ekspresji na około ⅓ obwodowych limfocytów T, które dojrzewają z limfocytów T CD4+/CD8+. Podzbiór limfocytów T CD8+ obejmuje limfocyty T cytotoksyczne i supresorowe. Przeciwciała przeciwko glikoproteinom CD4 i CD8 są szeroko stosowane do rozróżniania i rozdzielania limfocytów T odpowiednio na Tx i Tx.

Oprócz antygenów różnicujących znane są specyficzne markery limfocytów T.

Receptory antygenów komórek T są heterodimerami podobnymi do przeciwciał, składającymi się z łańcuchów α i β polipeptydów. Każdy łańcuch ma długość 280 aminokwasów, a duża zewnątrzkomórkowa część każdego łańcucha jest złożona w dwie domeny Ig-podobne: jedną zmienną (V) i jedną stałą (C). Heterodimer podobny do przeciwciała jest kodowany przez geny, które składają się z wielu segmentów genów podczas rozwoju komórek T w grasicy.

Wyróżnia się różnicowanie i specjalizację limfocytów B i T niezależne od antygenu i zależne od antygenu.

Niezależny od antygenu proliferacja i różnicowanie są genetycznie zaprogramowane w celu wytworzenia komórek zdolnych do udzielenia określonego rodzaju odpowiedzi immunologicznej w przypadku napotkania określonego antygenu w wyniku pojawienia się specjalnych „receptorów” na plazmalemie limfocytów. Zachodzi w ośrodkowych narządach układu odpornościowego (grasica, szpik kostny czy kaletka Fabriciusa u ptaków) pod wpływem specyficznych czynników wytwarzanych przez komórki tworzące mikrośrodowisko (zręb siatkowy lub komórki siatkowo-nabłonkowe w grasicy).

Zależne od antygenu proliferacja i różnicowanie limfocytów T i B następuje, gdy napotykają one antygeny w obwodowych narządach limfatycznych, powstają komórki efektorowe i komórki pamięci (przechowujące informację o aktywnym antygenie).

Powstałe limfocyty T tworzą pulę długowieczny, limfocyty krążące i limfocyty B - krótkotrwały komórki.

66. Charakterystyka limfocytów B.

Limfocyty B są głównymi komórkami biorącymi udział w odporności humoralnej. U ludzi powstają z HSC czerwonego szpiku kostnego, następnie przedostają się do krwi i dalej zasiedlają strefy B obwodowych narządów limfatycznych – śledziony, węzłów chłonnych i pęcherzyków limfatycznych wielu narządów wewnętrznych. Ich krew zawiera 10-30% całej populacji limfocytów.

Limfocyty B charakteryzują się obecnością powierzchniowych receptorów immunoglobulin (SIg lub MIg) dla antygenów na plazmalemie. Każda komórka B zawiera 50 000...150 000 cząsteczek SIg specyficznych dla antygenu. W populacji limfocytów B występują komórki o różnym SIg: większość (⅔) zawiera IgM, mniejsza liczba (⅓) – IgG i około 1-5% – IgA, IgD, IgE. Plazlemoma limfocytów B zawiera także receptory dopełniacza (C3) i receptory Fc.

Pod wpływem antygenu limfocyty B w obwodowych narządach limfatycznych ulegają aktywacji, proliferacji i różnicowaniu w komórki plazmatyczne, które aktywnie syntetyzują przeciwciała różnych klas, które przedostają się do krwi, limfy i płynu tkankowego.

Różnicowanie komórek B

Prekursory komórek B (komórki pre-B) rozwijają się dalej u ptaków w kaletce Fabriciusa (bursa), od której pochodzi nazwa limfocyty B, oraz u ludzi i ssaków - w szpiku kostnym.

Kaletka Fabriciusa (bursa Fabricii) jest centralnym narządem immunopoezy u ptaków, w którym następuje rozwój limfocytów B, zlokalizowanych w kloace. Jego mikroskopijną strukturę charakteryzuje obecność licznych fałdów pokrytych nabłonkiem, w których zlokalizowane są guzki limfatyczne, ograniczonych błoną. Guzki zawierają komórki nabłonkowe i limfocyty na różnych etapach różnicowania. Podczas embriogenezy w centrum pęcherzyka tworzy się strefa rdzeniowa, a na obrzeżach (poza błoną) strefa korowa, do której prawdopodobnie migrują limfocyty ze strefy szpikowej. Ze względu na fakt, że u ptaków w kaletce Fabriciusa powstają wyłącznie limfocyty B, jest to dogodny obiekt do badania budowy i cech immunologicznych tego typu limfocytów. Ultramikroskopowa struktura limfocytów B charakteryzuje się obecnością w cytoplazmie grup rybosomów w postaci rozet. Komórki te mają większe jądra i mniej gęstą chromatynę niż limfocyty T ze względu na zwiększoną zawartość euchromatyny.

Limfocyty B różnią się od innych typów komórek zdolnością do syntezy immunoglobulin. Dojrzałe limfocyty B wyrażają Ig na błonie komórkowej. Takie immunoglobuliny błonowe (MIg) działają jako receptory specyficzne dla antygenu.

Komórki Pre-B syntetyzują wewnątrzkomórkowe cytoplazmatyczne IgM, ale nie mają powierzchniowych receptorów immunoglobulin. Limfocyty B szpiku kostnego mają na swojej powierzchni receptory IgM. Dojrzałe limfocyty B niosą na swojej powierzchni receptory immunoglobulin różnych klas - IgM, IgG itp.

Zróżnicowane limfocyty B przedostają się do obwodowych narządów limfatycznych, gdzie pod wpływem antygenów następuje proliferacja i dalsza specjalizacja limfocytów B wraz z utworzeniem plazmocytów i komórek B pamięci (MB).

W trakcie rozwoju wiele limfocytów B przechodzi od wytwarzania przeciwciał jednej klasy do wytwarzania przeciwciał innych klas. Proces ten nazywany jest przełączaniem klas. Wszystkie komórki B rozpoczynają syntezę przeciwciał od wytwarzania cząsteczek IgM, które są osadzone w błonie komórkowej i służą jako receptory dla antygenu. Następnie, jeszcze przed interakcją z antygenem, większość limfocytów B przystępuje do jednoczesnej syntezy cząsteczek IgM i IgD. Kiedy dziewicza komórka B przechodzi z wytwarzania samej IgM związanej z błoną do jednoczesnego wytwarzania IgM i IgD związanych z błoną, zmiana ta prawdopodobnie następuje w wyniku zmiany w przetwarzaniu RNA.

Po stymulacji antygenem niektóre z tych komórek ulegają aktywacji i zaczynają wydzielać przeciwciała IgM, które dominują w pierwotnej odpowiedzi humoralnej.

Inne komórki stymulowane antygenem zaczynają wytwarzać przeciwciała IgG, IgE lub IgA; Komórki B pamięci niosą te przeciwciała na swojej powierzchni, a aktywne komórki B je wydzielają. Cząsteczki IgG, IgE i IgA są wspólnie nazywane przeciwciałami klasy drugorzędowej, ponieważ wydają się powstawać dopiero po stymulacji antygenowej i dominują we wtórnych odpowiedziach humoralnych.

Za pomocą przeciwciał monoklonalnych udało się zidentyfikować pewne antygeny różnicujące, które jeszcze przed pojawieniem się cytoplazmatycznych łańcuchów µ pozwalają na zaklasyfikowanie niosących je limfocytów do linii komórek B. Zatem antygen CD19 jest najwcześniejszym markerem pozwalającym zaklasyfikować limfocyt jako limfocyt B. Jest obecny na komórkach pre-B w szpiku kostnym i na wszystkich obwodowych komórkach B.

Antygen wykrywany przez przeciwciała monoklonalne z grupy CD20 jest specyficzny dla limfocytów B i charakteryzuje późniejsze etapy różnicowania.

Na skrawkach histologicznych antygen CD20 wykrywa się na limfocytach B ośrodków rozrodczych guzków limfatycznych oraz w korze węzłów chłonnych. Limfocyty B niosą także szereg innych markerów (np. CD24, CD37).

67. Makrofagi odgrywają ważną rolę zarówno w naturalnej, jak i nabytej odporności organizmu. Udział makrofagów w naturalnej odporności objawia się ich zdolnością do fagocytozy oraz syntezą szeregu substancji czynnych - enzymów trawiennych, składników układu dopełniacza, fagocytyny, lizozymu, interferonu, endogennego pirogenu itp., które są głównymi czynniki naturalnej odporności. Ich rola w odporności nabytej polega na biernym przeniesieniu antygenu do komórek immunokompetentnych (limfocytach T i B) i wywołaniu specyficznej odpowiedzi na antygeny. Makrofagi biorą także udział w zapewnieniu homeostazy immunologicznej poprzez kontrolowanie proliferacji komórek charakteryzujących się szeregiem nieprawidłowości (komórki nowotworowe).

Dla optymalnego rozwoju reakcji immunologicznych pod wpływem większości antygenów niezbędny jest udział makrofagów zarówno w pierwszej fazie indukcyjnej odporności, gdy stymulują limfocyty, jak i w jej fazie końcowej (produkcyjnej), gdy biorą udział w wytwarzaniu przeciwciała i zniszczenie antygenu. Antygeny fagocytowane przez makrofagi indukują silniejszą odpowiedź immunologiczną w porównaniu do tych, które nie są przez nie fagocytowane. Blokada makrofagów poprzez wprowadzenie do organizmu zwierzęcia zawiesiny obojętnych cząstek (np. tuszy) znacznie osłabia odpowiedź immunologiczną. Makrofagi są zdolne do fagocytozy zarówno rozpuszczalnych (na przykład białek), jak i antygenów korpuskularnych. Antygeny korpuskularne powodują silniejszą odpowiedź immunologiczną.

Niektóre typy antygenów, np. pneumokoki, zawierające na powierzchni składnik węglowodanowy, mogą ulegać fagocytozie dopiero po wstępnym opsonizacja. Fagocytoza jest znacznie ułatwiona, jeśli determinanty antygenowe obcych komórek zostaną opsonizowane, tj. połączony z przeciwciałem lub kompleksem przeciwciała i dopełniacza. Proces opsonizacji zapewnia obecność na błonie makrofagów receptorów, które wiążą część cząsteczki przeciwciała (fragment Fc) lub część dopełniacza (C3). Tylko przeciwciała klasy IgG mogą bezpośrednio wiązać się z błoną makrofagów u ludzi, gdy występują w połączeniu z odpowiednim antygenem. IgM może wiązać się z błoną makrofagów w obecności dopełniacza. Makrofagi potrafią „rozpoznawać” rozpuszczalne antygeny, takie jak hemoglobina.

Istnieją dwa etapy mechanizmu rozpoznawania antygenu, które są ze sobą ściśle powiązane. Pierwszy etap polega na fagocytozie i trawieniu antygenu. W drugim etapie w fagolizosomach makrofagów gromadzą się polipeptydy, rozpuszczalne antygeny (albumina surowicy) i korpuskularne antygeny bakteryjne. W tych samych fagolizosomach można znaleźć kilka wprowadzonych antygenów. Badanie immunogenności różnych frakcji subkomórkowych wykazało, że najbardziej aktywne powstawanie przeciwciał następuje na skutek wprowadzenia do organizmu lizosomów. Antygen występuje także w błonach komórkowych. Większość przetworzonego materiału antygenowego uwalnianego przez makrofagi ma stymulujący wpływ na proliferację i różnicowanie klonów limfocytów T i B. Niewielka ilość materiału antygenowego może utrzymywać się przez długi czas w makrofagach w postaci związków chemicznych składających się z co najmniej 5 peptydów (ewentualnie w połączeniu z RNA).

W strefach B węzłów chłonnych i śledziony znajdują się wyspecjalizowane makrofagi (komórki dendrytyczne), na powierzchni ich licznych procesów magazynowanych jest wiele antygenów, które dostają się do organizmu i są przekazywane do odpowiednich klonów limfocytów B. W strefach T pęcherzyków limfatycznych znajdują się komórki krzyżujące się, które wpływają na różnicowanie klonów limfocytów T.

Zatem makrofagi biorą bezpośredni, aktywny udział we współdziałaniu komórek (limfocytów T i B) w reakcjach immunologicznych organizmu.

Głównym zadaniem limfocytów T jest rozpoznawanie obcych lub zmienionych autoantygenów jako części kompleksu z cząsteczkami MHC. Jeśli na powierzchni komórek znajdują się obce lub zmienione cząsteczki, limfocyt T powoduje ich zniszczenie.

W przeciwieństwie do limfocytów B, limfocyty T nie wytwarzają rozpuszczalnych form cząsteczek rozpoznających antygen. Co więcej, większość limfocytów T nie jest w stanie rozpoznać i związać rozpuszczalnych antygenów.

Aby limfocyt T „zwrócił uwagę na antygen”, inne komórki muszą w jakiś sposób „przepuścić” antygen przez siebie i wyświetlić go na swojej błonie w kompleksie z MHC-I lub MHC-II. Jest to zjawisko prezentacji antygenu limfocytowi T. Rozpoznanie takiego kompleksu przez limfocyty T jest podwójnym rozpoznaniem, czyli restrykcją MHC limfocytów T.

RECEPTOR ROZPOZNAWANIA ANTYGENU LIMFOCYT T

Receptory rozpoznające antygen limfocytów T, TCR, składają się z łańcuchów należących do nadrodziny immunoglobulin (patrz Rysunek 5-1). Region rozpoznawania antygenu TCR wystający ponad powierzchnię komórki jest heterodimerem, tj. składa się z dwóch różnych łańcuchów polipeptydowych. Istnieją dwa znane warianty TCR, oznaczone jako αβTCR i γδTCR. Warianty te różnią się składem łańcuchów polipeptydowych regionu rozpoznawania antygenu. Każdy limfocyt T wyraża tylko 1 wariant receptora. Komórki αβT odkryto wcześniej i zbadano bardziej szczegółowo niż limfocyty γδT. W związku z tym wygodniej jest opisać strukturę receptora rozpoznającego antygen limfocytów T na przykładzie αβTCR. Kompleks TCR zlokalizowany przezbłonowo składa się z 8 polipeptydów

Ryż. 6-1. Schemat receptora komórek T i związanych z nim cząsteczek

łańcuchy (heterodimer łańcuchów α i β samego TCR, dwa pomocnicze łańcuchy ζ, a także po jednym heterodimerze każdego z łańcuchów ε/δ i ε/ γ cząsteczki CD3) (ryc. 6- 1).

. Łańcuchy transbłonoweα i β TCR. Są to 2 łańcuchy polipeptydowe o mniej więcej tej samej wielkości -α (masa cząsteczkowa 40-60 kDa, kwaśna glikoproteina) iβ (masa cząsteczkowa 40-50 kDa, glikoproteina obojętna lub zasadowa). Każdy z tych łańcuchów zawiera 2 glikozylowane domeny w zewnątrzkomórkowej części receptora, hydrofobową (naładowaną dodatnio resztami lizyny i argininy) część transbłonową i krótki (5-12 reszt aminokwasowych) region cytoplazmatyczny. Zewnątrzkomórkowe części obu łańcuchów są połączone pojedynczym wiązaniem dwusiarczkowym.

- Region V. Zewnętrzne domeny zewnątrzkomórkowe (dystalne) obu łańcuchów mają zmienny skład aminokwasów. Są homologiczne do regionu V cząsteczek immunoglobulin i stanowią region V TCR. To regiony V łańcuchów α i β oddziałują z kompleksem MHC-peptyd.

-Strefa C. Domeny bliższe obu łańcuchów są homologiczne do regionów stałych immunoglobulin; są to regiony C TCR.

Krótki region cytoplazmatyczny (zarówno łańcuchy α, jak i β) nie może niezależnie zapewnić przewodzenia sygnału do komórki. W tym celu wykorzystuje się 6 dodatkowych łańcuchów polipeptydowych: γ, δ, 2ε i 2ζ.

.Kompleks CD3. Więzyγ, δ, ε tworzą między sobą heterodimeryγε i δε (razem nazywane są kompleksem CD3). Kompleks ten jest niezbędny do ekspresjiα- i β, ich stabilizacja i przekazywanie sygnału do komórki. Kompleks ten składa się z zewnątrzkomórkowej, transbłonowej (naładowanej ujemnie, a zatem elektrostatycznie powiązanej z obszarami transbłonowymi).α- i łańcuchy β) oraz części cytoplazmatyczne. Ważne jest, aby nie mylić łańcuchów kompleksu CD3 zγ Łańcuchy δ dimeru TCR.

.ζ -Więzy połączone ze sobą mostkiem dwusiarczkowym. Większość tych łańcuchów znajduje się w cytoplazmie. Łańcuchy ζ przenoszą sygnał do komórki.

.Sekwencje ITAM. Regiony cytoplazmatyczne łańcuchów polipeptydowychγ, δ, ε i ζ zawierają 10 sekwencji ITAM (1 sekwencja w każdejγ-, ε- i łańcuchy δ oraz 3 w każdym łańcuchu ζ), oddziałując z Fyn, cytozolową kinazą tyrozynową, której aktywacja inicjuje początek reakcji biochemicznych w celu przekazania sygnału (patrz ryc. 6-1).

Wiązanie antygenu obejmuje siły jonowe, wodorowe, van der Waalsa i hydrofobowe; konformacja receptora zmienia się znacząco. Teoretycznie każdy TCR jest zdolny do wiązania około 105 różnych antygenów, nie tylko powiązanych strukturą (reagowanie krzyżowe), ale także niehomologicznych w strukturze. Jednak w rzeczywistości polispecyficzność TCR ogranicza się do rozpoznawania tylko kilku strukturalnie podobnych peptydów antygenowych. Strukturalną podstawą tego zjawiska jest cecha jednoczesnego rozpoznawania TCR kompleksu MHC-peptyd.

Cząsteczki koreceptorów CD4 i CD8

Oprócz samego TCR, każdy dojrzały limfocyt T wykazuje ekspresję jednej z tzw. cząsteczek koreceptorowych – CD4 lub CD8, które również oddziałują z cząsteczkami MHC na APC czyli komórkach docelowych. Z każdym z nich związany jest region cytoplazmatyczny

z kinazą tyrozynową Lck i prawdopodobnie przyczynia się do przekazywania sygnału do komórki podczas rozpoznawania antygenu.

.CD4(domena β2) cząsteczki MHC-II (należy do nadrodziny immunoglobulin, patrz ryc. 5-1, b). CD4 ma masę cząsteczkową 55 kDa i 4 domeny w części zewnątrzkomórkowej. Kiedy limfocyt T jest aktywowany, jedna cząsteczka TCR jest „obsługiwana” przez 2 cząsteczki CD4: prawdopodobnie zachodzi dimeryzacja cząsteczek CD4.

.CD8 powiązany z częścią stałą(domena α3) cząsteczki MHC-I (należy do nadrodziny immunoglobulin, patrz ryc. 5-1, a). CD8 - heterodimer łańcuchaα i β, połączone wiązaniem dwusiarczkowym. W niektórych przypadkach spotyka się homodimer dwóch łańcuchów α, który również może oddziaływać z MHC-I. W części zewnątrzkomórkowej każdy z łańcuchów posiada jedną domenę immunoglobulinopodobną.

Geny receptorów komórek T

Geny Łańcuchy α, β, γ i δ (ryc. 6-2, patrz także ryc. 5-4) są homologiczne do genów immunoglobulin i ulegają rekombinacji DNA podczas różnicowania limfocytów T, co teoretycznie zapewnia wytworzenie około 10 16 -10 18 wariantów receptorów wiążących antygen (w rzeczywistości różnorodność ta jest ograniczona liczbą limfocytów w organizmie do 10 9).

.Geny łańcucha α mają ~ 54 segmenty V, 61 segmentów J i 1 segment C.

.Geny łańcucha β zawierają ~65 segmentów V, 2 segmenty D, 13 segmentów J i 2 segmenty C.

.Geny łańcucha δ. Pomiędzy segmentami V i J łańcucha α znajdują się geny segmentów D-(3), J-(4) i C-(1) łańcucha δγ δTCR. Segmenty V łańcucha δ są przeplatane pomiędzy segmentami V łańcucha α.

.Geny łańcucha γ γ δTCR mają 2 segmenty C, 3 segmenty J przed pierwszym segmentem C i 2 segmenty J przed drugim segmentem C, 15 segmentów V.

Przegrupowanie genów

.Rekombinacja DNA zachodzi, gdy segmenty V, D i J łączą się i jest katalizowana przez ten sam kompleks rekombinazy, co podczas różnicowania limfocytów B.

.Po rearanżacji VJ w genach łańcucha α i VDJ w genach łańcucha β, a także po dodaniu do DNA niekodujących nukleotydów N i P

Ryż. 6-2. Geny łańcuchów α i β receptora rozpoznającego antygen ludzkich limfocytów T

transkrybowane przez RNA. Fuzja z segmentem C i usunięcie nadmiaru (nieużywanych) segmentów J następuje podczas składania pierwotnego transkryptu.

.Geny łańcucha α można wielokrotnie przestawiać, podczas gdy geny łańcucha β są już prawidłowo przegrupowane i wyrażane. Dlatego istnieje pewne prawdopodobieństwo, że pojedyncza komórka może przenosić więcej niż jeden wariant TCR.

.Geny TCR nie podlegają hipermutagenezie somatycznej.

PRZEWODZENIE SYGNAŁÓW Z RECEPTORÓW ROZPOZNAWANIA ANTYGENÓW LIMFOCYTÓW

TCR i BCR mają wiele wspólnych wzorców rejestracji i transmisji sygnałów aktywacyjnych do komórki (patrz rys. 5-11).

. Grupowanie receptorów. Do aktywacji limfocytu konieczne jest zgrupowanie receptorów rozpoznających antygen i koreceptorów, tj. „usieciowanie” kilku receptorów z jednym antygenem.

. Kinazy tyrozynowe. W transmisji sygnału istotną rolę odgrywają procesy fosforylacji/defosforylacji białek przy reszcie tyrozynowej pod wpływem kinaz tyrozynowych i fosfataz tyrozynowych.

prowadząc do aktywacji lub inaktywacji tych białek. Procesy te są łatwo odwracalne i „wygodne” dla szybkich i elastycznych reakcji komórek na sygnały zewnętrzne.

. Kinazy Src. Bogate w tyrozynę sekwencje ITAM cytoplazmatycznych regionów immunoreceptorów są fosforylowane przez niereceptorowe (cytoplazmatyczne) kinazy tyrozynowe z rodziny Src (Fyn, Blk, Lyn w limfocytach B, Lck i Fyn w limfocytach T).

. Kinazy ZAP-70(w limfocytach T) lub Syk(w limfocytach B), wiążąc się z fosforylowanymi sekwencjami ITAM, białka adaptorowe ulegają aktywacji i zaczynają fosforylować: LAT (Linker do aktywacji limfocytów T)(kinaza ZAP-70), SLP-76 (kinaza ZAP-70) lub SLP-65 (kinaza Syk).

. Rekrutacja białek adaptorowych 3-kinaza fosfoinozytydowa(PI3K). Kinaza ta z kolei aktywuje kinazę białkową serynowo/treoninową Akt, powodując zwiększoną biosyntezę białek, co sprzyja przyspieszonemu wzrostowi komórek.

. Fosfolipaza Cγ(patrz rys. 4-8). Kinazy z rodziny Tec (Btk – w limfocytach B, Itk – w limfocytach T) wiążą białka adaptorowe i aktywują fosfolipazę Cγ(PLCγ ).

PLCγ rozszczepia difosforan fosfatydyloinozytolu (PIP 2) błony komórkowej na 1,4,5-trifosforan inozytolu (IP 3) i diacyloglicerol

(DAG).

DAG pozostaje w błonie i aktywuje kinazę białkową C (PKC), kinazę serynowo-treoninową, która aktywuje ewolucyjnie „starożytny” czynnik transkrypcyjny NFκB.

IP 3 wiąże się ze swoim receptorem w retikulum endoplazmatycznym i uwalnia jony wapnia z zapasów do cytozolu.

Wolny wapń aktywuje białka wiążące wapń – kalmodulinę, która reguluje aktywność szeregu innych białek oraz kalcyneurynę, która defosforyluje i tym samym aktywuje czynnik jądrowy aktywowanych limfocytów T NFAT (Czynnik jądrowy aktywowanych komórek T).

. Ras i inne małe białka G w stanie nieaktywnym są powiązane z PKB, ale białka adaptorowe zastępują je GTP, przenosząc w ten sposób Ras do stanu aktywnego.

Ras ma własną aktywność GTPazy i szybko odszczepia trzeci fosforan, powracając w ten sposób do stanu nieaktywnego (samoinaktywacja).

W stanie krótkotrwałej aktywacji Rasowi udaje się aktywować kolejną kaskadę kinaz zwaną MAPK (Kinaza białkowa aktywowana mitogenami), które ostatecznie aktywują czynnik transkrypcyjny AP-1 w jądrze komórkowym. Na ryc. Rysunek 6.3 przedstawia schematycznie główne ścieżki sygnalizacyjne TCR. Sygnał aktywacji zostaje włączony, gdy TCR zwiąże się z ligandem (kompleksem peptydów MHC) przy udziale koreceptora (CD4 lub CD8) i cząsteczki kostymulującej CD28. Prowadzi to do aktywacji kinaz Fyn i Lck. Regiony ITAM w cytoplazmatycznych częściach łańcuchów polipeptydowych CD3 zaznaczono na czerwono. Odzwierciedlona jest rola kinaz Src związanych z receptorem w fosforylacji białek: zarówno receptorowych, jak i sygnałowych. Na uwagę zasługuje niezwykle szeroki zakres działania kinazy Lck związanej z koreceptorami; rola kinazy Fyn jest mniej pewna (co znajduje odzwierciedlenie w nieciągłym charakterze linii).

Ryż. 6-3.Źródła i kierunek wyzwalania sygnałów aktywacyjnych podczas stymulacji limfocytów T. Oznaczenia: ZAP-70 (ζ -powiązana kinaza białkowa, Mówią masa 70 kDa) – kinaza białkowa p70 związana z łańcuchem ζ; PLCγ (Fosfolipaza Cγ ) - fosfolipaza C, izoforma γ; PI3K (3-kinaza fosfatydyloinozytolu)- 3-kinaza fosfatydyloinozytolu; Lck, Fyn -kinazy tyrozynowe; LAT, Grb, SLP, GADD, Vav – białka adaptorowe

Kinaza tyrozynowa ZAP-70 odgrywa kluczową rolę w pośredniczeniu pomiędzy kinazami receptorowymi a cząsteczkami adaptorowymi i enzymami. Aktywuje (poprzez fosforylację) cząsteczki adaptorowe SLP-76 i LAT, a ta przekazuje sygnał aktywacyjny do innych białek adaptorowych GADD, GRB i aktywuje izoformę y fosfolipazy C (PLCy). Przed tym etapem w przekazywaniu sygnału biorą udział wyłącznie czynniki związane z błoną komórkową. Istotny wkład w aktywację szlaków sygnałowych ma cząsteczka kostymulacyjna CD28, która realizuje swoje działanie poprzez związaną z nią kinazę lipidową PI3K (3-kinaza fosfatydyloinozytolu). Głównym celem kinazy PI3K jest czynnik związany z cytoszkieletem Vav.

W wyniku powstania sygnału i jego przekazania z receptora komórek T do jądra powstają 3 czynniki transkrypcyjne – NFAT, AP-1 i NF-kB, które indukują ekspresję genów kontrolujących proces aktywacji limfocytów T (ryc. 6-4). Powstawanie NFAT jest spowodowane szlakiem sygnalizacyjnym niezależnym od kostymulacji, który jest aktywowany w wyniku aktywacji fosfolipazy C i odbywa się przy udziale jonów

Ryż. 6-4. Schemat szlaków sygnalizacyjnych podczas aktywacji limfocytów T. NFAT (Czynnik jądrowy aktywowanych limfocytów T), AP-1 (białko aktywacyjne-1), NF-κB (Czynnik nuklearnyDo -gen komórek B)- czynniki transkrypcyjne

Ca2+. Szlak ten powoduje aktywację kalcyneuryny, która wykazując aktywność fosfatazy, defosforyluje czynnik cytozolowy NFAT-P. Dzięki temu NFAT-P nabywa zdolność migracji do jądra i wiązania się z promotorami genów aktywujących. Czynnik AP-1 powstaje w postaci heterodimeru białek c-Fos i c-Jun, którego powstawanie indukowane jest w wyniku aktywacji odpowiednich genów pod wpływem czynników powstałych w wyniku realizacji trzech elementy kaskady MAP. Szlaki te są aktywowane przez krótkie białka wiążące GTP Ras i Rac. Znaczący wkład w realizację kaskady MAP mają sygnały zależne od kostymulacji poprzez cząsteczkę CD28. Trzeci czynnik transkrypcyjny, NF-kB, jest znany jako główny czynnik transkrypcyjny wrodzonych komórek odpornościowych. Jest aktywowana przez rozszczepienie blokującej podjednostki IκB przez kinazę IKK, która w limfocytach T jest aktywowana przez sygnalizację zależną od izoformy ϴ kinazy białkowej C (PKC9). Główny wkład w aktywację tego szlaku sygnałowego mają sygnały kostymulujące z CD28. Powstałe czynniki transkrypcyjne wiążą się z regionami promotorowymi genów i indukują ich ekspresję. Ekspresja genów jest szczególnie ważna na początkowych etapach odpowiedzi komórek T na stymulację IL2 I IL2R, który określa wytwarzanie czynnika wzrostu komórek T IL-2 i ekspresję jego receptora o wysokim powinowactwie na limfocytach T. W rezultacie IL-2 działa jako autokrynny czynnik wzrostu, powodując proliferacyjną ekspansję klonów komórek T biorących udział w odpowiedzi na antygen.

RÓŻNICOWANIE LIMFOCYTÓW T

Podstawą identyfikacji etapów rozwoju limfocytów T jest stan genów receptora V i ekspresja TCR, a także koreceptorów i innych cząsteczek błonowych. Schemat różnicowania limfocytów T (ryc. 6-5) jest podobny do powyższego schematu rozwoju limfocytów B (patrz ryc. 5-13). Przedstawiono kluczową charakterystykę fenotypu i czynników wzrostu rozwijających się limfocytów T. Przyjęte oznaczenia etapów rozwoju komórek T są określone przez ekspresję koreceptorów: DN (od Podwójnie ujemny CD4CD8) - podwójnie ujemny, DP (od Podwójnie dodatni, CD4 + CD8 +) - podwójnie dodatni, SP (od Pojedynczy dodatni, CD4 + CD8 - i CD4CD8 +) są pojedynczo dodatnie. Podział DNtymocytów na stadia DN1, DN2, DN3 i DN4 wynika z charakteru

Ryż. 6-5. Rozwój limfocytów T

ekspresja cząsteczek CD44 i CD25. Inne symbole: SCF (od Czynnik komórek macierzystych)- współczynnik komórek macierzystych, lo (niski; znak indeksu) - niski poziom ekspresji. Etapy rearanżacji: D-J - etap wstępny, połączenie segmentów D i J (tylko w genach łańcuchów β i δ TCR, patrz ryc. 6-2), V-DJ - etap końcowy, połączenie zarodkowego genu V z połączonym segmentem DJ.

.Tymocyty odróżniają się od zwykłych komórek prekursorowych, które, będąc jeszcze poza grasicą, wyrażają markery błonowe, takie jak CD7, CD2, CD34 i cytoplazmatyczną postać CD3.

.Komórki prekursorowe zaangażowane w różnicowanie w limfocyty T migrują ze szpiku kostnego do strefy podtorebkowej kory grasicy, gdzie powoli proliferują przez około tydzień. Na tymocytach pojawiają się nowe cząsteczki błonowe CD44 i CD25.

.Następnie komórki wnikają głębiej w korę grasicy, a cząsteczki CD44 i CD25 znikają z ich błony. Na tym etapie rozpoczyna się rearanżacja genów β-, γ- i łańcuchy δ TCR. Jeśli genyγ- i łańcuchy δ mają czas, aby być produktywnymi, tj. bez przesunięcia ramki odczytu ulegają rearanżacji wcześniej niż geny łańcucha β, wówczas limfocyt różnicuje się dalej w miaręγ δT. W przeciwnym razie łańcuch β ulega ekspresji na membranie w kompleksie z pTα (niezmienny łańcuch zastępczy, który na tym etapie zastępuje prawdziwy łańcuch α) i CD3. To służy

sygnał do zatrzymania rearanżacji genów łańcuchów γ i δ. Komórki zaczynają się proliferować i wyrażać zarówno CD4, jak i CD8 - podwójnie pozytywny tymocyty. W tym przypadku gromadzi się masa komórek z gotowym łańcuchem β, ale z jeszcze niezreorganizowanymi genami łańcucha α, co przyczynia się do różnorodności αβ-heterodimerów.

.W kolejnym etapie komórki przestają się dzielić i zaczynają przestawiać geny Vα kilkukrotnie w ciągu 3-4 dni. Rearanżacja genów łańcucha α powoduje nieodwracalną delecję locus δ zlokalizowanego pomiędzy segmentami genów łańcucha α.

.Ekspresja TCR zachodzi z każdym nowym wariantem łańcucha α oraz selekcja (selekcja) tymocytów na podstawie siły wiązania kompleksu MHC-peptyd na błonach komórek nabłonka grasicy.

Selekcja pozytywna: tymocyty, które nie związały się z żadnym z dostępnych kompleksów MHC-peptyd, giną. W wyniku pozytywnej selekcji około 90% tymocytów obumiera w grasicy.

Selekcja negatywna eliminuje klony tymocytów, które wiążą kompleksy MHC-peptyd ze zbyt dużym powinowactwem. Selekcja negatywna eliminuje od 10 do 70% komórek, które przeszły selekcję pozytywną.

Tymocyty, które związały którykolwiek z kompleksów MHC-peptyd z właściwym, tj. przy średniej sile i powinowactwie otrzymują sygnał przeżycia i dalszego różnicowania.

.Na krótki czas obie cząsteczki koreceptora znikają z błony tymocytów, a następnie ulega ekspresji jedna z nich: tymocyty rozpoznające peptyd w kompleksie z MHC-I wyrażają koreceptor CD8, a z MHC-II koreceptor CD4. W związku z tym na obwód docierają dwa typy limfocytów T (w stosunku około 2:1): CD8+ i CD4+, których funkcje w nadchodzących odpowiedziach immunologicznych są odmienne.

-Limfocyty T CD8+ pełnią rolę cytotoksycznych limfocytów T (CTL) - rozpoznają i bezpośrednio zabijają komórki zmodyfikowane przez wirusa, nowotwór i inne „zmienione” komórki (ryc. 6-6).

-Limfocyty T CD4+. Specjalizacja funkcjonalna limfocytów T CD4+ jest bardziej zróżnicowana. Znaczna część limfocytów T CD4 + podczas rozwoju odpowiedzi immunologicznej staje się pomocnikami T (pomocnikami), oddziałując z limfocytami B, limfocytami T i innymi komórkami podczas

Ryż. 6-6. Mechanizm działania cytotoksycznego limfocytu T na komórkę docelową. W limfocytach T zabójczych, w odpowiedzi na wzrost stężenia Ca 2+, granulki z perforyną (fioletowe owale) i granzymami (żółte kółka) łączą się z błoną komórkową. Uwolniona perforyna zostaje wbudowana w błonę komórki docelowej, tworząc pory przepuszczalne dla granzymów, wody i jonów. W rezultacie komórka docelowa ulega lizie

bezpośredni kontakt lub poprzez czynniki rozpuszczalne (cytokiny). W niektórych przypadkach mogą rozwinąć się w CD4 + CTL: w szczególności takie limfocyty T znajdują się w znacznych ilościach w skórze pacjentów z zespołem Lyella.

Subpopulacje pomocnicze T

Od końca lat 80. XX wieku zwyczajowo wyróżnia się 2 subpopulacje pomocników T (w zależności od tego, jaki zestaw wytwarzanych przez nie cytokin) - Th1 i Th2. W ostatnich latach spektrum podzbiorów limfocytów T CD4+ stale się poszerza. Odkryto subpopulacje takie jak Th17, regulatory T, Tr1, Th3, Tfh itp.

Główne podzbiory komórek T CD4+:

. Cz0 - Limfocyty T CD4+ we wczesnych stadiach rozwoju odpowiedzi immunologicznej wytwarzają jedynie IL-2 (mitogen dla wszystkich limfocytów).

.Cz1- zróżnicowana subpopulacja limfocytów T CD4+, specjalizująca się w produkcji IFN y, TNF β i IŁ-2. Ta subpopulacja reguluje wiele komórkowych odpowiedzi immunologicznych, w tym nadwrażliwość typu opóźnionego (DTH) i aktywację CTL. Ponadto Th1 stymulują wytwarzanie opsonizujących przeciwciał IgG przez limfocyty B, które wyzwalają kaskadę aktywacji dopełniacza. Rozwój nadmiernego stanu zapalnego z późniejszym uszkodzeniem tkanek jest bezpośrednio powiązany z aktywnością subpopulacji Th1.

.Th2- zróżnicowana subpopulacja limfocytów T CD4+ wyspecjalizowana w wytwarzaniu IL-4, IL-5, IL-6, IL-10 i IL-13. Subpopulacja ta bierze udział w aktywacji limfocytów B i sprzyja wydzielaniu przez nie dużych ilości przeciwciał różnych klas, zwłaszcza IgE. Ponadto subpopulacja Th2 bierze udział w aktywacji eozynofilów i rozwoju reakcji alergicznych.

.Cz17- subpopulacja limfocytów T CD4+ specjalizująca się w wytwarzaniu IL-17. Komórki te zapewniają przeciwgrzybiczą i antybakteryjną ochronę barier nabłonkowych i śluzowych, a także odgrywają kluczową rolę w patologii chorób autoimmunologicznych.

.T-regulatory- Limfocyty T CD4+, które hamują aktywność innych komórek układu odpornościowego poprzez wydzielanie cytokin immunosupresyjnych - IL-10 (inhibitor aktywności makrofagów i komórek Th1) oraz TGFβ - inhibitor proliferacji limfocytów. Działanie hamujące można również osiągnąć poprzez bezpośrednie oddziaływanie międzykomórkowe, ponieważ induktory apoptozy aktywowanych i „zużytych” limfocytów - FasL (ligand Fas) - ulegają ekspresji na błonie niektórych regulatorów T. Wyróżnia się kilka populacji limfocytów T regulatorowych CD4+: naturalne (Treg), dojrzewające w grasicy (CD4+CD25+, wyrażające czynnik transkrypcyjny Foxp3) oraz indukowane – zlokalizowane głównie w błonach śluzowych przewodu pokarmowego i przechodzące do tworzenie TGFβ (Th3) lub IL-10 (Tr1). Prawidłowe funkcjonowanie regulatorów T jest niezbędne do utrzymania homeostazy układu odpornościowego i zapobiegania rozwojowi chorób autoimmunologicznych.

.Dodatkowe populacje pomocnicze. W ostatnim czasie opisano coraz to nowe populacje limfocytów T CD4+, klasyfikując je jako

sklasyfikowane według rodzaju cytokin, które głównie wytwarzają. Jak się więc okazało, jedną z najważniejszych populacji jest Tfh (z angielskiego. pomocnik pęcherzykowy- pomocnik pęcherzykowy). Ta populacja limfocytów T CD4+ jest zlokalizowana głównie w grudkach limfatycznych i pełni funkcję pomocniczą dla limfocytów B poprzez produkcję IL-21, powodując ich dojrzewanie i końcowe różnicowanie do komórek plazmatycznych. Oprócz IL-21 Tfh może wytwarzać również IL-6 i IL-10, które są niezbędne do różnicowania limfocytów B. Dysfunkcja tej populacji prowadzi do rozwoju chorób autoimmunologicznych lub niedoborów odporności. Kolejną „nowo powstającą” populacją są producenci Th9 – IL-9. Najwyraźniej są to Th2, które przestawiły się na wydzielanie IL-9, która przy braku stymulacji antygenowej jest w stanie wywołać proliferację limfocytów T pomocniczych, a także wzmagać wydzielanie IgM, IgG i IgE przez limfocyty B.

Główne subpopulacje komórek pomocniczych T przedstawiono na ryc. 6-7. Rysunek podsumowuje aktualne poglądy na temat adaptacyjnych subpopulacji limfocytów T CD4+, tj. tworzące się subpopulacje-

Ryż. 6-7. Adaptacyjne podzbiory limfocytów T CD4+ (cytokiny, czynniki różnicowania, receptory chemokin)

zachodzi podczas odpowiedzi immunologicznej, a nie podczas naturalnego rozwoju komórek. Dla wszystkich typów komórek pomocniczych T wskazano cytokiny induktorowe (na strzałkach prowadzących do okręgów symbolizujących komórki), czynniki transkrypcyjne (wewnątrz okręgów), receptory chemokin kierujące migracją (w pobliżu linii wychodzących z „powierzchni komórki”), oraz wytwarzane cytokiny (w prostokątach, do których skierowane są strzałki wychodzące z okręgów).

Ekspansja rodziny adaptacyjnych subpopulacji limfocytów T CD4+ wymagała rozwiązania kwestii natury komórek, z którymi te subpopulacje wchodzą w interakcje (komu zapewniają „pomoc” zgodnie ze swoją funkcją pomocniczą). Idee te znajdują odzwierciedlenie na ryc. 6-8. Daje także aktualne spojrzenie na funkcje tych subpopulacji (udział w ochronie przed niektórymi grupami patogenów), a także patologiczne konsekwencje niezrównoważonego wzrostu aktywności tych komórek.

Ryż. 6-8. Adaptacyjne podzbiory limfocytów T (komórki partnerskie, efekty fizjologiczne i patologiczne)

γ Limfocyty δT

Zdecydowana większość (99%) limfocytów T ulegających limfopoezie w grasicy to komórki αβT; mniej niż 1% to komórki T γδ. Te ostatnie różnicują się głównie poza grasicą, przede wszystkim w błonach śluzowych przewodu pokarmowego. W skórze, płucach, przewodzie pokarmowym i rozrodczym stanowią dominującą subpopulację limfocytów śródnabłonkowych. Spośród wszystkich limfocytów T w organizmie komórki T γδ stanowią od 10 do 50%. W embriogenezie komórki T γδ pojawiają się wcześniej niż komórki T αβ.

.γδ Komórki T nie wyrażają CD4. Cząsteczka CD8 ulega ekspresji na niektórych komórkach T γδ, ale nie jako heterodimer ap, jak na komórkach CD8 + apT, ale jako homodimer dwóch łańcuchów a.

.Właściwości rozpoznawania antygenu:γδTCR bardziej przypominają immunoglobuliny niż αβTCR, tj. zdolne do wiązania natywnych antygenów niezależnie od klasycznych cząsteczek MHC - dla komórek γδT wstępna obróbka antygenu przez APC nie jest konieczna lub w ogóle nie jest konieczna.

.Różnorodnośćγδ TCR mniej niż αβTCR czy immunoglobuliny, chociaż generalnie komórki T γδ są w stanie rozpoznać szeroką gamę antygenów (głównie antygeny fosfolipidowe prątków, węglowodanów, białek szoku cieplnego).

.Funkcjeγδ Komórki T nie zostały jeszcze w pełni zbadane, chociaż dominuje opinia, że ​​stanowią jeden z elementów łączących odporność wrodzoną i nabytą. Komórki T γδ są jedną z pierwszych barier dla patogenów. Ponadto komórki te, wydzielając cytokiny, pełnią ważną rolę immunoregulacyjną i są zdolne do różnicowania się w CTL.

Limfocyty NKT

Limfocyty T naturalnych zabójców (komórki NKT) reprezentują specjalną subpopulację limfocytów, które zajmują pozycję pośrednią między komórkami odporności wrodzonej i nabytej. Komórki te mają cechy zarówno limfocytów NK, jak i T. Komórki NKT wyrażają αβTCR i specyficzny dla komórek NK receptor NK1.1, który należy do nadrodziny glikoprotein lektynowych typu C. Jednakże receptor TCR komórek NKT różni się znacząco od receptora TCR zwykłych komórek. U myszy większość komórek NKT wyraża niezmienną domenę V łańcucha a, składającą się z

segmenty Vα14-Jα18, czasami określane jako Jα281. U ludzi domena V łańcucha α składa się z segmentów Vα24-JαQ. U myszy łańcuch α niezmiennego TCR jest głównie skompleksowany z Vβ8.2, a u ludzi z Vβ11. Ze względu na cechy strukturalne łańcuchów TCR komórki NKT nazywane są inwariantami – iTCR. Rozwój komórek NKT zależy od cząsteczki CD1d, która jest podobna do cząsteczek MHC-I. W przeciwieństwie do klasycznych cząsteczek MHC-I, które prezentują limfocytom T peptydy, CD1d prezentuje limfocytom T wyłącznie glikolipidy. Chociaż uważa się, że miejscem rozwoju komórek NKT jest wątroba, istnieją mocne dowody na rolę grasicy w ich rozwoju. Komórki NKT odgrywają ważną rolę w regulacji odporności. U myszy i ludzi z różnymi procesami autoimmunologicznymi aktywność funkcjonalna komórek NKT jest poważnie upośledzona. Nie ma pełnego obrazu znaczenia tych zaburzeń w patogenezie procesów autoimmunologicznych. W niektórych procesach autoimmunologicznych komórki NKT mogą odgrywać rolę supresorową.

Oprócz kontrolowania reakcji autoimmunologicznych i alergicznych, komórki NKT uczestniczą w nadzorze immunologicznym, powodując odrzucenie guza, gdy wzrasta ich aktywność funkcjonalna. Ich rola w ochronie przeciwdrobnoustrojowej jest ogromna, szczególnie we wczesnych stadiach rozwoju procesu zakaźnego. Komórki NKT biorą udział w różnych procesach zapalnych i zakaźnych, zwłaszcza w wirusowych zmianach wątroby. Ogólnie rzecz biorąc, komórki NKT są wielofunkcyjną populacją limfocytów, która wciąż skrywa wiele naukowych tajemnic.

Na ryc. 6-9 podsumowuje dane dotyczące różnicowania limfocytów T w subpopulacje funkcjonalne. Przedstawiono kilka poziomów rozwidlenia: γ δТ/ αβТ, następnie dla komórek αβТ – NKT/pozostałe limfocyty T, dla tych ostatnich – CD4+ /CD8+, dla limfocytów T CD4+ – Th/Treg, dla limfocytów T CD8+ – CD8αβ /CD8αα. Pokazano także czynniki transkrypcyjne różnicowania odpowiedzialne za wszystkie linie rozwojowe.

Ryż. 6-9. Naturalne subpopulacje limfocytów T i czynniki ich różnicowania