Edukacja i aktywizacja

Miejsce produkcji limfocytów Szpik kostny. Po rozmnażaniu limfocyty są skoncentrowane w grasicy, zwanej grasicą. Tutaj limfocyty przechodzą szereg zmian prowadzących do ich podziału na kilka podgatunków. Limfocyty T zapewniają nieocenioną pomoc układowi odpornościowemu, zwalczając przeciwciała wirusowe. Gdy pojawiają się jakiekolwiek patologie lub infekcje wirusowe, aktywowane są limfocyty T, których funkcja jest aktywowana przez wiązania receptorów IL-1 i CD-3.

Funkcje limfocytów T

Podczas nabywania jednej lub drugiej wirusowej choroby zakaźnej limfocyty T są aktywowane.

Zadaj swoje pytanie lekarzowi klinicznej diagnostyki laboratoryjnej

Anna Poniajewa. Ukończyła Akademię Medyczną w Niżnym Nowogrodzie (2007-2014) oraz rezydenturę z klinicznej diagnostyki laboratoryjnej (2014-2016).

W zależności od rodzaju komórek wirusowych w pracy uwzględniono niektóre typy leukocytów typu „T”. Rodzaj leukocytów pod literą „B” ma imponującą pamięć dla różnych „wrogich” mikroorganizmów. Funkcją leukocytów tej grupy jest zapamiętywanie zainfekowanych „gości”, którzy już odwiedzili, i danie sygnału do aktywacji limfocytów T.

W procesie ewolucji człowiek utworzył dwa systemy odporności - komórkowy i humoralny. Powstały jako środek do zwalczania substancji postrzeganych jako obce. Substancje te nazywane są antygeny. W odpowiedzi na wprowadzenie do organizmu antygenu, w zależności od składu chemicznego, dawki i formy podania, odpowiedź immunologiczna będzie różna: humoralna lub komórkowa. Podział funkcji odpornościowych na komórkową i humoralną związany jest z istnieniem limfocytów T i B. Obie linie limfocytów rozwijają się z limfatycznych komórek macierzystych w szpiku kostnym.

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

Tworzenie limfocytów T dzieli się na dwa okresy: niezależne od antygenu i zależne od antygenu. Okres niezależny od antygenu kończy się utworzeniem limfocytów T reagujących z antygenem. W okresie zależnym od antygenu komórka przygotowuje się do spotkania z antygenem i pod jego wpływem rozmnaża się, co skutkuje powstaniem różnych typów limfocytów T. Rozpoznawanie antygenu następuje dzięki temu, że na błonie tych komórek znajdują się receptory rozpoznające antygeny. W wyniku rozpoznania komórki namnażają się. Komórki te walczą z mikroorganizmami niosącymi antygen lub powodują odrzucenie obcej tkanki. Limfocyty T regularnie przemieszczają się z elementów limfoidalnych do krwi, środowiska śródmiąższowego, co zwiększa prawdopodobieństwo ich spotkania z antygenami. Istnieją różne subpopulacje limfocytów T: zabójcy T (tj. bojownicy), niszczący komórki antygenem; T-pomocnicy, którzy pomagają limfocytom T i B odpowiadać na antygen 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 antigezavisimy limfocyty B są stymulowane przez antygen i osadzają się w śledzionie, węzłach chłonnych, pęcherzykach i ośrodkach rozrodczych. Tutaj są konwertowane na komórki plazmatyczne. Komórki plazmatyczne syntetyzują przeciwciała - immunoglobuliny. Ludzie wytwarzają pięć klas immunoglobulin. Limfocyty B biorą czynny udział w immunologicznych procesach rozpoznawania antygenów. Przeciwciała oddziałują z antygenami znajdującymi się na powierzchni komórek lub z toksynami bakteryjnymi i przyspieszają wychwyt antygenów przez fagocyty. Reakcja antygen-przeciwciało leży u podstaw odporności humoralnej.

Podczas odpowiedzi immunologicznej zwykle działają mechanizmy odporności zarówno humoralnej, jak i komórkowej, ale w różnym stopniu. Tak więc w przypadku odry przeważają mechanizmy humoralne, a przy alergiach kontaktowych lub reakcjach odrzucenia – odporność komórkowa.

Dobrze funkcjonujący układ odpornościowy zdrowej osoby jest w stanie poradzić sobie z większością zagrożeń zewnętrznych i wewnętrznych. Limfocyty to komórki krwi, które jako pierwsze walczą o czystość organizmu. Wirusy, bakterie, grzyby to codzienna troska układu odpornościowego. I funkcje limfocytów nie ograniczają się do wykrywania wrogów zewnętrznych.

Wszelkie uszkodzone lub wadliwe komórki własnych tkanek również muszą zostać odnalezione i zniszczone.

Funkcje limfocytów we krwi ludzkiej

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

W rzeczywistości limfocyty wykrywają wszelkie fragmenty, które nie pasują genetycznie do ciała, dają sygnał do rozpoczęcia bitwy z obcymi obiektami, kontrolują cały jej przebieg, aktywnie uczestniczą w niszczeniu „wrogów” i kończą bitwę po zwycięstwie. Jako sumienny strażnik pamiętają każdego naruszającego „z widzenia”, co daje organizmowi możliwość szybszego i bardziej efektywnego działania przy następnym spotkaniu. W ten sposób żywe istoty manifestują właściwość zwaną odpornością.

Najważniejsze funkcje limfocytów:

1. Wykrywanie wirusów, bakterii, innych szkodliwych mikroorganizmów, a także wszelkich komórek własnego organizmu, które mają nieprawidłowości (stare, uszkodzone, zainfekowane, zmutowane).
2. Informowanie układu odpornościowego o „inwazji” i rodzaju antygenu.
3. Bezpośrednie niszczenie drobnoustrojów chorobotwórczych, produkcja przeciwciał.
4. Zarządzanie całym procesem za pomocą specjalnych „substancji sygnałowych”.
5. Ograniczenie aktywnej fazy „bitwy” i zarządzanie sprzątaniem po bitwie.
6. Zachowanie pamięci każdego pokonanego drobnoustroju do późniejszego szybkiego rozpoznania.

Produkcja takich żołnierzy odporności zachodzi w czerwonym szpiku kostnym, mają one inną budowę i właściwości. Najwygodniej rozróżnić limfocyty układu odpornościowego według ich funkcji w mechanizmach obronnych:

• Limfocyty B rozpoznają szkodliwe wtrącenia i syntetyzują przeciwciała;
• Limfocyty T aktywują i hamują procesy odpornościowe, bezpośrednio niszczą antygeny;
• Limfocyty NK pełnić funkcję kontroli nad tkankami natywnego organizmu, są zdolne do zabijania zmutowanych, starych, zdegenerowanych komórek.

Pod względem wielkości, struktury wyróżnia się limfocyty duże ziarniste (NK) i małe (T, B). Każdy rodzaj limfocytów ma swoją własną charakterystykę i Ważne cechy, które warto rozważyć bardziej szczegółowo.

Limfocyty B

Cechą wyróżniającą jest fakt, że do normalnej pracy organizm potrzebuje nie tylko młodych limfocytów w dużych ilościach, ale zahartowanych dojrzałych żołnierzy.

Dojrzewanie i wychowanie komórek T odbywa się w jelitach, wyrostku robaczkowym i migdałkach. Na tych „obozach treningowych” młode byki specjalizują się w wykonywaniu trzech ważne funkcje:

1. "Naiwne limfocyty" - młode, nieaktywowane krwinki, nie mają doświadczenia w kontaktach z obcymi substancjami, a zatem nie mają sztywnej specyficzności. Są w stanie wykazać ograniczoną odpowiedź na kilka antygenów. Aktywowane po spotkaniu z antygenem są wysyłane do śledziony lub szpiku kostnego w celu ponownego dojrzewania i szybkiego klonowania własnego gatunku. Po dojrzewaniu komórki plazmatyczne rosną z nich bardzo szybko, wytwarzając przeciwciała wyłącznie dla tego typu patogenu.
2. Ściśle rzecz biorąc, dojrzałe komórki plazmatyczne nie są już limfocytami, lecz fabrykami do produkcji specyficznych rozpuszczalnych przeciwciał. Żyją zaledwie kilka dni, eliminując się, gdy tylko zniknie zagrożenie, które spowodowało reakcję obronną. Niektóre z nich zostaną później „zachowane”, ponownie stając się małymi limfocytami z pamięcią antygenową.
3. Aktywowane limfocyty B przy pomocy limfocytów T mogą stać się repozytoriami pamięci pokonanego obcego agenta, żyją przez dziesięciolecia, pełnić funkcję przekazywanie informacji swoim „potomkom”, zapewniając długotrwałą odporność, przyspieszając reakcję organizmu na spotkanie o tym samym typie agresywnego oddziaływania.

Komórki B są bardzo specyficzne. Każdy z nich aktywuje się dopiero wtedy, gdy napotka określony rodzaj zagrożenia (szczep wirusa, rodzaj bakterii lub pierwotniaka, białko, substancję chemiczną). Limfocyt nie będzie reagował na patogeny o innym charakterze. Zatem główną funkcją limfocytów B jest zapewnienie odporności humoralnej i wytwarzanie przeciwciał.

Limfocyty T

Młode ciałka T również produkują szpik kostny. Ten typ erytrocytów przechodzi najsurowszą stopniową selekcję, która odrzuca ponad 90% młodych komórek. „Edukacja” i selekcja zachodzą w grasicy (grasicy).

Notatka!Grasica jest narządem, który w fazę największego rozwoju wchodzi między 10 a 15 rokiem życia, kiedy jego masa może osiągnąć 40 g. Po 20 latach zaczyna się zmniejszać. U osób starszych grasica waży jak u niemowląt, nie więcej niż 13 g. Pracujące tkanki gruczołu po 50 latach są zastępowane tkankami tłuszczowymi i łącznymi. W związku z tym zmniejsza się liczba komórek T, osłabia się obrona organizmu.

W wyniku selekcji zachodzącej w grasicy eliminowane są limfocyty T, które nie są w stanie wiązać żadnego obcego czynnika, a także te, które wykryły reakcję z białkami natywnego organizmu. Reszta dojrzałych ciał jest uważana za sprawną i rozproszoną po całym ciele. W krwiobiegu krąży ogromna liczba komórek T (około 70% wszystkich limfocytów), ich stężenie jest wysokie w węzłach chłonnych, śledzionie.

Trzy typy dojrzałych limfocytów T opuszczają grasicę:

• T-pomocnicy. Pomoc wykonywać funkcje Limfocyty B, inne czynniki odpornościowe. Kierują swoimi działaniami w bezpośrednim kontakcie lub wydają rozkazy uwalniając cytokiny (substancje sygnalizacyjne).
• T-zabójcy. Limfocyty cytotoksyczne, które bezpośrednio niszczą uszkodzone, zainfekowane, nowotwory, wszelkie zmodyfikowane komórki. T-zabójcy są również odpowiedzialni za odrzucanie obcych tkanek po implantacji.
• T-supresory. Odgrywać ważna funkcja monitorowanie aktywności limfocytów B. W razie potrzeby spowolnij lub zatrzymaj odpowiedź immunologiczną. Ich bezpośrednim obowiązkiem jest zapobieganie reakcjom autoimmunologicznym, gdy ciała ochronne mylą swoje komórki z wrogimi, zaczynając je atakować.

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

Limfocyty NK

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

Limfocyty NK nie przechodzą procesu dojrzewania w układzie limfatycznym, są w stanie reagować na dowolne antygeny i zabijać takie formacje, przed którymi limfocyty T są bezsilne. Z powodu tak wyjątkowych cech nazywani są „naturalnymi zabójcami”. Limfocyty NK są głównymi bojownikami komórek nowotworowych. Zwiększenie ich liczby, wzrost aktywności to jeden z obiecujących obszarów rozwoju onkologii.

Ciekawe! Limfocyty przenoszą duże cząsteczki, które przenoszą informacje genetyczne w całym ciele. Ważna funkcja tych komórek krwi nie ogranicza się do ochrony, ale rozciąga się na regulację naprawy, wzrostu i różnicowania tkanek.

W razie potrzeby limfocyty zerowe mogą pełnić funkcję komórek B lub T, będąc w ten sposób uniwersalnymi żołnierzami układu odpornościowego.

W złożonym mechanizmie procesów immunologicznych wiodącą, regulacyjną rolę odgrywają limfocyty. Ponadto wykonują swoją pracę zarówno w kontakcie, jak i na odległość, produkując specjalne chemikalia. Rozpoznając te sygnały sterujące, wszystkie ogniwa łańcucha odpornościowego są włączane w proces w skoordynowany sposób i zapewniają czystość i trwałość ludzkiego ciała.

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

autoantygeny(auto- + antygeny) - własne normalne antygeny 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 (alergie; grecki allos inny, inny + Erg działanie) - stan zmienionej reaktywności organizmu w postaci zwiększenia jego wrażliwości na wielokrotne narażenie na jakiekolwiek substancje lub składniki własnych tkanek; Alergia opiera się na odpowiedzi immunologicznej, która pojawia się przy uszkodzeniu tkanki;

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

Głównymi komórkami wywołującymi reakcje immunologiczne są limfocyty T i B (i pochodne tych ostatnich - plazmocyty), makrofagi, a także szereg komórek wchodzących z nimi w interakcje (komórki tuczne, eozynofile itp.).

• Limfocyty

Populacja limfocytów jest funkcjonalnie niejednorodna. Istnieją trzy główne typy limfocytów: Limfocyty T, Limfocyty B i tzw zero limfocyty (0-komórki). Limfocyty rozwijają się z niezróżnicowanych limfoidalnych prekursorów szpiku kostnego i po zróżnicowaniu nabierają cech funkcjonalnych i morfologicznych (obecność markerów, receptorów powierzchniowych) wykrywanych metodami immunologicznymi. Limfocyty 0 (zerowe) są pozbawione markerów powierzchniowych i są uważane za rezerwową populację niezróżnicowanych limfocytów.

Limfocyty T- najliczniejsza populacja limfocytów, stanowiąca 70-90% limfocytów krwi. Różnią się w grasicy - grasicy (stąd ich nazwa), wchodzą do krwi i limfy oraz zasiedlają strefy T w obwodowych narządach układu odpornościowego - węzły chłonne (głęboka część substancji korowej), śledziona (okołotętnicze osłonki limfatyczne guzki), w pojedynczych i wielu pęcherzykach różnych narządów, w których pod wpływem antygenów powstają immunocyty T (efektor) i komórki pamięci T. Limfocyty T charakteryzują się obecnością w osoczu krwi specjalnych receptorów, które mogą specyficznie rozpoznawać i wiązać antygeny. Receptory te są produktami genów odpowiedzi immunologicznej. Limfocyty T zapewniają komórkowy odporność, uczestniczą w regulacji odporności humoralnej, prowadzą produkcję cytokin pod działaniem antygenów.

W populacji limfocytów T wyróżnia się kilka funkcjonalnych grup komórek: limfocyty cytotoksyczne (Tc) lub T-zabójcy(TK), T-pomocnicy(Tx), T-supresory(Ts). TK biorą udział w reakcjach odporności komórkowej, zapewniając zniszczenie (lizę) obcych komórek i ich własnych zmienionych komórek (na przykład komórek nowotworowych). Receptory umożliwiają im rozpoznawanie na ich powierzchni białek wirusów i komórek nowotworowych. Jednocześnie 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 plazmolemie komórek B i makrofagów, stymulując proliferację Tx i makrofagów, wytwarzają interleukiny (hormony peptydowe) i komórki B do wytwarzania przeciwciał.

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

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

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

Jedną z głównych funkcji limfocytów T jest produkcja cytokiny, które mają stymulujący lub hamujący wpływ na komórki biorące udział w odpowiedzi immunologicznej (czynniki chemotaktyczne, czynnik hamujący makrofagi - MIF, niespecyficzne substancje cytotoksyczne itp.).

naturalni zabójcy. Wśród limfocytów we krwi, oprócz opisanych powyżej Tc, które pełnią funkcję zabójców, znajdują się tzw. NK), które są również zaangażowane w odporność komórkową. Tworzą pierwszą linię obrony przed obcymi komórkami, działają natychmiastowo, szybko niszcząc komórki. NK we własnym ciele niszczą komórki nowotworowe i komórki zakażone wirusem. Tc tworzą drugą linię obrony, ponieważ rozwój z nieaktywnych limfocytów T wymaga czasu, więc zaczynają działać później niż Hc. NK to duże limfocyty o średnicy 12-15 mikronów, mające w cytoplazmie jądro płatkowe i azurofilne ziarnistości (lizosomy).

• Rozwój limfocytów t i b

Przodkiem wszystkich komórek układu odpornościowego jest hematopoetyczna komórka macierzysta (HSC). HSC są zlokalizowane w okresie embrionalnym w woreczku żółtkowym, wątrobie i śledzionie. W późniejszym okresie embriogenezy pojawiają się w szpiku kostnym i nadal namnażają się w życiu poporodowym. HSC w szpiku kostnym wytwarzają limfopoetyczną komórkę progenitorową (limfoidalną multipotencjalną komórkę progenitorową), która generuje dwa typy komórek: limfocyty pre-T (progenitory limfocytów T) i pre-B limfocyty (progenitory limfocytów B).

• Różnicowanie limfocytów T

Limfocyty pre-T migrują ze szpiku kostnego przez krew do centralnego narządu układu odpornościowego, grasicy. Nawet w okresie rozwoju embrionalnego w grasicy tworzy się mikrośrodowisko, które jest ważne dla różnicowania limfocytów T. W tworzeniu mikrośrodowiska szczególną rolę przypisuje się komórkom siateczkowo-nabłonkowym tego gruczołu, które są zdolne do wytwarzania szeregu substancji biologicznie czynnych. Limfocyty T migrujące do grasicy nabywają zdolność reagowania na bodźce mikrośrodowiskowe. Komórki pre-T w grasicy proliferują, przekształcają się w limfocyty T niosące charakterystyczne antygeny błonowe (CD4+, CD8+). Limfocyty T wytwarzają i „dostarczają” do krwiobiegu i grasic-zależnych stref obwodowych narządów limfatycznych 3 typy limfocytów: Tc, Tx i Tc. „Dziewicze” limfocyty T migrujące z grasicy (wirgilne limfocyty T) są krótkotrwałe. Specyficzne oddziaływanie z antygenem w obwodowych narządach limfatycznych inicjuje procesy ich proliferacji i różnicowania w dojrzałe i długowieczne komórki (komórki efektorowe i T-pamięci), które stanowią większość recyrkulujących limfocytów T.

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

Antygeny różnicowania komórek T. W procesie różnicowania limfocytów na ich powierzchni pojawiają się specyficzne cząsteczki błonowe glikoprotein. Takie cząsteczki (antygeny) można wykryć przy użyciu specyficznych przeciwciał monoklonalnych. Otrzymano przeciwciała monoklonalne, które reagują tylko z jednym antygenem błony komórkowej. Stosując zestaw przeciwciał monoklonalnych można zidentyfikować subpopulacje limfocytów. Istnieją zestawy przeciwciał przeciwko antygenom różnicowania ludzkich limfocytów. Przeciwciała tworzą stosunkowo niewiele grup (lub „klastrów”), z których każda rozpoznaje pojedyncze białko powierzchniowe komórki. Opracowano nomenklaturę antygenów różnicowania ludzkich leukocytów wykrywanych przez przeciwciała monoklonalne. Ta nomenklatura CD ( płyta CD - Klaster zróżnicowania- klaster różnicowania) opiera się na grupach przeciwciał monoklonalnych, które reagują z tymi samymi antygenami różnicowania.

Otrzymano przeciwciała poliklonalne przeciwko wielu antygenom różnicującym ludzkich limfocytów T. Przy określaniu całkowitej populacji komórek T można zastosować przeciwciała monoklonalne o swoistości CD (CD2, CD3, CDS, CD6, CD7).

Znane są antygeny różnicujące limfocytów T, które są charakterystyczne albo dla pewnych stadiów ontogenezy, albo dla subpopulacji różniących się aktywnością funkcjonalną. Zatem CD1 jest markerem wczesnej fazy dojrzewania komórek T w grasicy. Podczas różnicowania tymocytów na ich powierzchni ulegają jednoczesnej ekspresji markery CD4 i CD8. Jednak później marker CD4 znika z części komórek i pozostaje tylko w subpopulacji, która przestała wyrażać antygen CD8. Dojrzałe komórki CD4+ to Th. Antygen CD8 ulega ekspresji na około ⅓ obwodowych komórek T dojrzewających z limfocytów T CD4+/CD8+. Subpopulacja limfocytów T CD8+ obejmuje limfocyty T cytotoksyczne i supresorowe. Przeciwciała przeciw glikoproteinom CD4 i CD8 są szeroko stosowane do rozróżniania i rozdzielania komórek T odpowiednio na Tx i Tc.

Oprócz antygenów różnicujących znane są specyficzne markery limfocytów T.

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

Istnieje niezależne od antygenu i zależne od antygenu różnicowanie i specjalizacja limfocytów B i T.

Niezależna od antygenu proliferacja i różnicowanie są zaprogramowane genetycznie do tworzenia komórek zdolnych do wytworzenia specyficznego typu odpowiedzi immunologicznej, gdy napotkają specyficzny antygen z powodu pojawienia się specjalnych „receptorów” na plazmolemmie limfocytów. Występuje w centralnych narządach odporności (grasicy, szpiku kostnym, u ptaków kaletce Fabrycjusza) pod wpływem specyficznych czynników wytwarzanych przez komórki tworzące mikrośrodowisko (zręb siatkowaty lub komórki siateczkowo-nabłonkowe w grasicy).

zależny od antygenu proliferacja i różnicowanie limfocytów T i B następuje, gdy napotykają antygeny w obwodowych narządach limfatycznych, z tworzeniem się komórek efektorowych i komórek pamięci (zachowujących informację o działaniu antygenu).

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

66. Charakterystyka limfocytów B.

Limfocyty B są głównymi komórkami odpowiedzialnymi za odporność humoralną. U ludzi powstają z SCM czerwonego szpiku kostnego, następnie przedostają się do krwiobiegu, a następnie zasiedlają strefy B obwodowych narządów limfatycznych - śledzionę, węzły chłonne, grudki limfatyczne 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 plazmalemmie. Każda komórka B zawiera 50 000-150 000 cząsteczek SIg specyficznych dla antygenu. W populacji limfocytów B występują komórki z różnymi SIg: większość (⅔) zawiera IgM, mniejsza (⅓) zawiera IgG, a około 1-5% zawiera IgA, IgD, IgE. W błonie komórkowej limfocytów B znajdują się również receptory dla dopełniacza (C3) i receptory Fc.

Pod wpływem antygenu limfocyty B w obwodowych narządach limfatycznych są aktywowane, proliferują, różnicują się w komórki plazmatyczne, aktywnie syntetyzując przeciwciała różnych klas, które dostają się do krwi, limfy i płynu tkankowego.

Różnicowanie limfocytów B

Prekursory komórek B (komórki pre-B) rozwijają się dalej u ptaków w kaletce Fabrycjusza (kaletka), skąd wzięła się nazwa limfocyty B, u ludzi i ssaków - w szpiku kostnym.

Bag of Fabricius (bursa Fabricii) - centralny narząd immunopoezy u ptaków, w którym następuje rozwój limfocytów B, znajduje się w kloaki. Jej mikroskopijna struktura charakteryzuje się obecnością licznych fałdów pokrytych nabłonkiem, w których znajdują się guzki limfoidalne, ograniczone błoną. Guzki zawierają nabłonki i limfocyty na różnych etapach różnicowania. Podczas embriogenezy w środku pęcherzyka tworzy się strefa mózgowa, a na obwodzie (poza błoną) strefa korowa, do której prawdopodobnie migrują limfocyty ze strefy mózgowej. Ze względu na fakt, że w kaletce Fabrycjusza u ptaków powstają tylko limfocyty B, jest to dogodny obiekt do badania struktury i cech immunologicznych tego typu limfocytów. Ultramikroskopowa struktura limfocytów B charakteryzuje się obecnością grup rybosomów w postaci rozetek w cytoplazmie. 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 względem antygenu.

Komórki pre-B syntetyzują wewnątrzkomórkowe cytoplazmatyczne IgM, ale nie mają receptorów powierzchniowych immunoglobulin. Limfocyty B Virgil 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 wchodzą do obwodowych narządów limfoidalnych, gdzie pod wpływem antygenów dochodzi do proliferacji i dalszej specjalizacji limfocytów B z tworzeniem komórek plazmatycznych i komórek B pamięci (VP).

Podczas swojego rozwoju wiele limfocytów B przechodzi z produkcji przeciwciał jednej klasy na produkcję przeciwciał innych klas. Ten proces nazywa się przełączaniem klas. Wszystkie limfocyty B rozpoczynają aktywność syntezy przeciwciał od wytwarzania cząsteczek IgM, które są włączane do błony komórkowej i służą jako receptory antygenu. Następnie, jeszcze przed interakcją z antygenem, większość komórek B przechodzi do jednoczesnej syntezy cząsteczek IgM i IgD. Kiedy wirgilna komórka B przełącza się z wytwarzania samej IgM związanej z błoną na jednoczesną produkcję IgM i IgD związanych z błoną, zmiana jest prawdopodobnie spowodowana zmianą 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 przestawiają się na produkcję przeciwciał IgG, IgE lub IgA; Komórki pamięci B niosą te przeciwciała na swojej powierzchni, a aktywne komórki B je wydzielają. Cząsteczki IgG, IgE i IgA są zbiorczo określane jako przeciwciała klasy drugorzędowej, ponieważ wydają się powstawać dopiero po prowokacji antygenem i dominują w wtórnych odpowiedziach humoralnych.

Za pomocą przeciwciał monoklonalnych udało się zidentyfikować pewne antygeny różnicowania, które nawet przed pojawieniem się cytoplazmatycznych łańcuchów µ, umożliwiają przypisanie niosących je limfocytów do linii komórek B. Zatem antygen CD19 jest najwcześniejszym markerem, który pozwala przypisać limfocyt do serii komórek B. Jest obecny na komórkach pre-B w szpiku kostnym, 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 jest wykrywany na komórkach B centrów rozmnażania guzków limfatycznych, w substancji korowej węzłów chłonnych. Limfocyty B niosą również szereg innych markerów (np. CD24, CD37).

67. Makrofagi odgrywają ważną rolę zarówno w naturalnej, jak i nabytej odporności organizmu. Udział makrofagów w naturalnej odporności przejawia się w ich zdolności do fagocytozy oraz w syntezie szeregu substancji czynnych - enzymów trawiennych, składników układu dopełniacza, fagocytyny, lizozymu, interferonu, endogennego pirogenu itp. czynniki naturalnej odporności. Ich rola w odporności nabytej polega na biernym przeniesieniu antygenu do komórek immunokompetentnych (limfocytów T i B), w indukcji specyficznej odpowiedzi na antygeny. Makrofagi są również zaangażowane w zapewnianie homeostazy immunologicznej poprzez kontrolowanie reprodukcji komórek charakteryzujących się szeregiem nieprawidłowości (komórki nowotworowe).

Dla optymalnego rozwoju odpowiedzi immunologicznych pod działaniem większości antygenów niezbędny jest udział makrofagów zarówno w pierwszej indukcyjnej fazie odporności, kiedy stymulują one limfocyty, jak i w jej końcowej fazie (produktywnej), kiedy biorą udział w wytwarzaniu przeciwciała i zniszczenie antygenu. Antygeny fagocytowane przez makrofagi wywołują silniejszą odpowiedź immunologiczną niż te, które nie są przez nie fagocytowane. Blokada makrofagów poprzez wprowadzenie do organizmu zwierząt zawiesiny obojętnych cząstek (np. zwłok) znacznie osłabia odpowiedź immunologiczną. Makrofagi są zdolne do fagocytowania zarówno rozpuszczalnych (na przykład białek) jak i stałych antygenów. Antygeny korpuskularne wywołują silniejszą odpowiedź immunologiczną.

Niektóre typy antygenów, takie jak pneumokoki, zawierające na powierzchni składnik węglowodanowy, mogą być fagocytowane dopiero po wstępnym opsonizacja. Fagocytoza jest znacznie ułatwiona, jeśli determinanty antygenowe obcych komórek są opsonizowane, tj. połączone z przeciwciałem lub kompleksem przeciwciało-dopełniacz. Proces opsonizacji zapewnia obecność receptorów na błonie makrofagów, które wiążą część cząsteczki przeciwciała (fragment Fc) lub część dopełniacza (C3). Jedynie przeciwciała klasy IgG mogą bezpośrednio wiązać się z błoną makrofagów u ludzi, gdy są w połączeniu z odpowiednim antygenem. IgM może wiązać się z błoną makrofagów w obecności dopełniacza. Makrofagi są zdolne do „rozpoznawania” rozpuszczalnych antygenów, takich jak hemoglobina.

W mechanizmie rozpoznawania antygenu dwa etapy są ze sobą ściśle powiązane. Pierwszym krokiem jest fagocytoza i trawienie antygenu. W drugim etapie fagolizosomy makrofagów gromadzą polipeptydy, rozpuszczalne antygeny (albumina surowicza) i antygeny bakteryjne korpuskularne. Kilka wprowadzonych antygenów można znaleźć w tych samych fagolizosomach. Badanie immunogenności różnych frakcji subkomórkowych wykazało, że najbardziej aktywne tworzenie przeciwciał jest spowodowane wprowadzeniem lizosomów do organizmu. Antygen znajduje się również w błonach komórkowych. Większość przetworzonego materiału antygenowego wydzielanego przez makrofagi ma stymulujący wpływ na proliferację i różnicowanie klonów limfocytów T i B. Niewielka ilość materiału antygenowego może być przechowywana w makrofagach przez długi czas 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 wielu procesów, z których wiele antygenów jest przechowywanych, które dostają się do organizmu i są przekazywane do odpowiednich klonów limfocytów B. W strefach T pęcherzyków limfatycznych znajdują się komórki przeplatające się, które wpływają na różnicowanie klonów limfocytów T.

Tak więc makrofagi są bezpośrednio zaangażowane we współdziałanie komórek (limfocytów T i B) w odpowiedzi immunologicznej organizmu.

Głównym zadaniem limfocytów T jest rozpoznawanie obcych lub zmienionych własnych antygenów jako części kompleksu z cząsteczkami MHC. Jeśli na powierzchni ich komórek znajdują się obce lub zmodyfikowane cząsteczki, limfocyty T rozpoczynają ich niszczenie.

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

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

RECEPTOR T-LIMFOCYTÓW ROZPOZNAWAJĄCY ANTYGEN

Receptory rozpoznające antygen komórek T - TCR składają się z łańcuchów należących do nadrodziny immunoglobulin (patrz Rys. 5-1). Miejscem rozpoznającym antygen TCR wystającym ponad powierzchnię komórki jest heterodimer, tj. składa się z dwóch różnych łańcuchów polipeptydowych. Znane są dwa warianty TCR, określane jako αβTCR i γδTCR. Warianty te różnią się składem łańcuchów polipeptydowych miejsca rozpoznającego antygen. Każdy limfocyt T wyraża tylko 1 wariant receptora. Komórki αβT zostały odkryte wcześniej i zbadane bardziej szczegółowo niż limfocyty γδT. Pod tym względem strukturę receptora rozpoznającego antygen limfocytów T wygodniej jest opisać na przykładzie αβTCR. Kompleks TCR zlokalizowany przez błonę składa się z 8 polipeptydów

Ryż. 6-1. Schemat receptora komórek T i powiązanych cząsteczek

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

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

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

-Region C. Proksymalne domeny 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 transmisji sygnału do komórki. Służy do tego 6 dodatkowych łańcuchów polipeptydowych: γ, δ, 2ε i 2ζ.

.kompleks CD3. więzyγ, δ, ε tworzą ze sobą heterodimery.γε i δε (łącznie określane jako kompleks CD3). Ten kompleks jest wymagany do ekspresjiα- i β-łańcuchy, ich stabilizację i przekazywanie sygnału do komórki. Kompleks ten składa się z zewnątrzkomórkowej, transbłonowej (naładowanej ujemnie, a zatem elektrostatycznie związanej z regionami transbłonowymiα- i β-łańcuchy) oraz części cytoplazmatyczne. Ważne jest, aby nie mylić łańcuchów kompleksu CD3 zγ -łańcuchy dimera TCR.

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

.sekwencje ITAM. Regiony cytoplazmatyczne łańcuchów polipeptydowychγ, δ, ε i ζ zawierać 10 sekwencji ITAM (1 sekwencja w każdej)γ-, ε- i δ-łańcuchów i 3 - w każdym ζ-łańcuchu), 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 w tym przypadku zmienia się znacząco. Teoretycznie każdy TCR jest w stanie związać około 105 różnych antygenów, nie tylko powiązanych strukturalnie (reagujących krzyżowo), ale także niehomologicznych pod względem struktury. Jednak w rzeczywistości polispecyficzność TCR ogranicza się do rozpoznawania tylko kilku strukturalnie podobnych peptydów antygenowych. Podstawą strukturalną tego zjawiska jest cecha jednoczesnego rozpoznawania przez TCR ​​kompleksu MHC-peptyd.

Cząsteczki koreceptorowe CD4 i CD8

Oprócz samego TCR, każdy dojrzały limfocyt T wyraża jedną z tak zwanych cząsteczek koreceptorowych, CD4 lub CD8, które oddziałują również z cząsteczkami MHC na APC lub komórkach docelowych. Każdy z nich ma powiązany 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 Fig. 5-1, b). CD4 ma masę cząsteczkową 55 kDa i 4 domeny w części zewnątrzkomórkowej. Gdy limfocyt T jest aktywowany, jedna cząsteczka TCR jest „obsługiwana” przez 2 cząsteczki CD4: prawdopodobnie zachodzi dimeryzacja cząsteczek CD4.

.CD8 związane z częścią niezmienną(domena α3) cząsteczki MHC-I (należy do nadrodziny immunoglobulin, patrz Fig. 5-1, a). CD8 - heterodimer łańcuchowyα i β, połączone wiązaniem dwusiarczkowym. W niektórych przypadkach znaleziono dwułańcuchowy homodimer łańcucha α, który może również oddziaływać z MHC-I. W części zewnątrzkomórkowej każdy z łańcuchów ma jedną domenę podobną do immunoglobuliny.

Geny receptorów limfocytów T

Geny Łańcuchy α-, β-, γ- i δ (ryc. 6-2, patrz również ryc. 5-4) są homologiczne do genów immunoglobulin i ulegają rekombinacji DNA podczas różnicowania limfocytów T, co teoretycznie zapewnia wytwarzanie około 10 16 -10 18 wariantów receptorów wiążących antygen (w rzeczywistości ta różnorodność jest ograniczona liczbą limfocytów w organizmie do 109).

.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.

.-łańcuchowe geny. Pomiędzy segmentami V i J łańcucha α znajdują się geny dla segmentów D-(3), J-(4) i C-(1) łańcucha δγ TCR. 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.

Rearanżacja genów

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

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

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

RNA podlega transkrypcji. Asocjacja z segmentem C i usuwanie dodatkowych (niewykorzystanych) segmentów J następuje podczas splicingu pierwotnego transkryptu.

.Geny łańcucha α mogą wielokrotnie przestawiać się, gdy geny łańcucha β są już odpowiednio przegrupowane i eksprymowane. Dlatego istnieje pewna możliwość, że jedna komórka może przenosić więcej niż jeden wariant TCR.

.Geny TCR nie podlegają hipermutagenezie somatycznej.

TRANSMISJA SYGNAŁU Z RECEPTORÓW ROZPOZNAWAJĄCYCH ANTYGENY LIMFOCYTÓW

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

. Grupowanie receptorów. Aby aktywować limfocyt, konieczne jest skupienie receptorów rozpoznających antygen i koreceptorów, tj. „sieciowanie” kilku receptorów jednym antygenem.

. Kinazy tyrozynowe. Istotną rolę w przekazywaniu sygnałów odgrywają procesy fosforylacji/defosforylacji białek na reszcie tyrozynowej pod wpływem kinaz tyrozynowych i fosfataz tyrozynowych,

prowadząc do aktywacji lub inaktywacji tych białek. Procesy te są łatwo odwracalne i „wygodne” dla szybkiej i elastycznej odpowiedzi komórek na sygnały zewnętrzne.

. Kinazy Src. Bogate w tyrozynę sekwencje ITAM regionów cytoplazmatycznych immunoreceptorów są fosforylowane pod działaniem niereceptorowych (cytoplazmatycznych) kinaz tyrozynowych 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 ufosforylowanymi sekwencjami ITAM, ulegają aktywacji i zaczynają fosforylować białka adaptorowe: LAT (Łącznik do aktywacji limfocytów T)(kinaza ZAP-70), SLP-76 (kinaza ZAP-70) lub SLP-65 (kinaza Syk).

. Rekrutowane są białka adaptorowe kinaza 3-fosfoinozytydowa(PI3K). Ta kinaza z kolei aktywuje serynowo/treoninową kinazę białkową Akt, powodując wzrost biosyntezy białka, 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 depotu 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 (Jądrowy czynnik aktywowanych limfocytów T).

. Ras i inne małe białka G w stanie nieaktywnym są związane z GDP, ale białka adaptorowe zastępują ten ostatni GTP, co przekłada Ras na stan aktywny.

Ras ma własną aktywność GTPazy i szybko odcina trzeci fosforan, tym samym powracając do stanu nieaktywnego (samoinaktywacji).

W stanie krótkotrwałej aktywacji Ras ma czas na aktywację kolejnej kaskady kinaz zwanej MAPK (kinaza białkowa aktywowana mitogenami), które ostatecznie aktywują czynnik transkrypcyjny AP-1 w jądrze komórkowym. Na ryc. 6-3 schematycznie przedstawiają główne szlaki sygnałowe z TCR. Sygnał aktywacyjny jest włączany, gdy TCR wiąże się z ligandem (kompleksem MHC-peptyd) przy udziale koreceptora (CD4 lub CD8) i kostymulującej cząsteczki CD28. Prowadzi to do aktywacji kinaz Fyn i Lck. Regiony ITAM w cytoplazmatycznych częściach łańcuchów polipeptydowych CD3 zaznaczono na czerwono. Pokazano rolę kinaz Src związanych z receptorem w fosforylacji białek, zarówno receptorowych, jak i sygnałowych. Zwraca się uwagę na niezwykle szeroki zakres działania kinazy Lck związanej z koreceptorami; rola kinazy Fyn została ustalona z mniejszą pewnością (odzwierciedlającą się 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 y; PI3K (Kinaza 3-fosfatydylo-inozytolu)- 3-kinaza fosfatydyloinozytolu; Kinazy tyrozynowe Lck, Fyn; LAT, Grb, SLP, GADD, Vav - białka adaptorowe

Kinaza tyrozynowa ZAP-70 odgrywa kluczową rolę w pośredniczeniu między kinazami receptorowymi a cząsteczkami adaptorowymi i enzymami. Aktywuje (poprzez fosforylację) cząsteczki adaptorowe SLP-76 i LAT, a ten ostatni przekazuje sygnał aktywacyjny do innych białek adaptorowych GADD, GRB i aktywuje γ-izoformę fosfolipazy C (PLCy). Do tego etapu w transdukcję sygnału zaangażowane są tylko czynniki związane z błoną komórkową. Ważny wkład w aktywację szlaków sygnałowych ma cząsteczka kostymulująca CD28, która realizuje swoje działanie poprzez powiązaną kinazę lipidową PI3K. (kinaza 3-fosfatydylo-inozytolu). Głównym celem kinazy PI3K jest czynnik Vav związany z cytoszkieletem.

W wyniku tworzenia sygnału i jego przekazywania 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 (Rys. 6-4). Powstawanie NFAT prowadzi do niezależnego od kostymulacji szlaku sygnałowego, który jest włączany w wyniku aktywacji fosfolipazy C i realizowany przy udziale jonów

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

Ca 2+ . Szlak ten powoduje aktywację kalcyneuryny, która posiadając aktywność fosfatazy defosforyluje czynnik cytozolowy NFAT-P. Dzięki temu NFAT-P nabywa zdolność do migracji do jądra i wiązania się z promotorami genów aktywujących. Czynnik AP-1 powstaje jako heterodimer z białek c-Fos i c-Jun, których powstanie indukowane jest w wyniku aktywacji odpowiednich genów pod wpływem czynników wynikających z implementacji trzech składników MAP kaskada. Szlaki te są włączane przez krótkie białka Ras i Rac wiążące GTP. Znaczący wkład w implementację kaskady MAP mają sygnały zależne od kostymulacji przez cząsteczkę CD28. Wiadomo, że trzeci czynnik transkrypcyjny, NF-kB, jest głównym czynnikiem transkrypcyjnym komórek odporności wrodzonej. Jest on aktywowany przez rozszczepienie podjednostki blokującej IkB przez kinazę IKK, która jest aktywowana w limfocytach T podczas transdukcji sygnału zależnej od izoformy białkowej C (PKC9). Główny wkład w aktywację tego szlaku sygnałowego mają sygnały kostymulujące z CD28. Powstałe czynniki transkrypcyjne po zetknięciu się z regionami promotorowymi genów indukują ich ekspresję. Ekspresja genów jest szczególnie ważna dla początkowych etapów odpowiedzi komórek T na stymulację. IL2 oraz IL2R, co powoduje 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, który determinuje proliferacyjną ekspansję klonów komórek T zaangażowanych w reakcję na antygen.

RÓŻNICOWANIE LIMFOCYTÓW T

Identyfikacja etapów rozwoju limfocytów T opiera się na stanie ekspresji genów receptora V i ekspresji 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 kluczowe cechy fenotypu i czynników wzrostu rozwijających się limfocytów T. Przyjęte oznaczenia etapów rozwoju limfocytów T są zdeterminowane ekspresją koreceptorów: DN (od podwójnie ujemny, CD4CD8) - podwójnie ujemny, DP (z podwójnie pozytywny, CD4 + CD8 +) - podwójnie dodatni, SP (od jedno-pozytywny, CD4 + CD8 - i CD4CD8 +) - pojedynczy dodatni. Podział DNtymocytów na stadia DN1, DN2, DN3 i DN4 opiera się na naturze

Ryż. 6-5. Rozwój limfocytów T

ekspresja cząsteczek CD44 i CD25. Inne symbole: SCF (od Czynnik komórek macierzystych- czynnik komórek macierzystych, lo (niski; wskaźnik) - niski poziom ekspresji. Etapy przegrupowania: 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 genu V linii zarodkowej z połączonym segmentem DJ-ów.

.Tymocyty różnią się od zwykłych komórek progenitorowych, które poza grasicą wykazują ekspresję takich markerów błonowych, jak CD7, CD2, CD34 i cytoplazmatyczną postać CD3.

.Komórki progenitorowe 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 przesuwają się w głąb kory grasicy, cząsteczki CD44 i CD25 znikają z ich błony. Na tym etapie rearanżacja genów β-, γ- i δ-łańcuchów TCR. Jeśli genyγ- a łańcuchy δ są produktywne, tj. bez przesunięcia ramki, przegrupować wcześniej niż geny łańcucha β, następnie limfocyt różnicuje się dalej jakoγ T. W przeciwnym razie łańcuch β jest wyrażany na błonie w kompleksie z pTα (niezmienny łańcuch zastępczy, który na tym etapie zastępuje prawdziwy łańcuch α) i CD3. Służy

sygnał do zatrzymania rearanżacji genów łańcuchów γ i δ. Komórki zaczynają się namnażać i wyrażać zarówno CD4 jak i CD8 - podwójnie pozytywny tymocyty. Jednocześnie gromadzi się masa komórek z już przygotowanym łańcuchem β, ale z jeszcze nie przestawionymi genami łańcucha α, co przyczynia się do zróżnicowania αβ-heterodimerów.

.W kolejnym etapie komórki przestają się dzielić i zaczynają kilkakrotnie zmieniać układ genów Vα w ciągu 3–4 dni. Rearanżacja genów łańcucha α prowadzi do nieodwracalnej delecji locus δ znajdującego się pomiędzy segmentami genów łańcucha α.

.Ekspresja TCR występuje z każdym nowym wariantem łańcucha α i selekcją (selekcję) tymocytów zgodnie z siłą wiązania z kompleksem MHC-peptyd na błonach komórek nabłonka grasicy.

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

Selekcja negatywna eliminuje klony tymocytów, które wiążą kompleksy MHC-peptyd ze zbyt wysokim powinowactwem. Selekcja negatywna eliminuje 10 do 70% pozytywnie wyselekcjonowanych komórek.

Tymocyty, które związały którykolwiek z kompleksów MHC-peptyd z właściwym, tj. średniej siły, powinowactwa, odbierają sygnał do przetrwania i kontynuują różnicowanie.

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

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

-Komórki T CD4+. Funkcjonalna specjalizacja 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 cytotoksycznych limfocytów T na komórkę docelową. W T-killer, w odpowiedzi na wzrost stężenia Ca 2+, granulki z perforyną (fioletowe owale) i granzymami (żółte kółka) łączą się z błoną komórkową. Uwolniona perforyna jest wbudowywana w błonę komórki docelowej, po czym tworzą się pory przepuszczające granzymy, wodę i jony. W rezultacie komórka docelowa ulega lizie

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

Subpopulacje T-pomocników

Od końca lat 80. XX wieku zwyczajowo izoluje się 2 subpopulacje T-pomocników (w zależności od zestawu wytwarzanych przez nie cytokin) - Th1 i Th2. W ostatnich latach spektrum subpopulacji komórek T CD4+ nadal się rozszerza. Znaleziono subpopulacje, takie jak Th17, T-regulatory, Tr1, Th3, Tfh itp.

Główne subpopulacje limfocytów T CD4+:

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

.Th1- zróżnicowana subpopulacja limfocytów T CD4+, wyspecjalizowana w produkcji IFNγ, TNF β i IL-2. Ta subpopulacja reguluje wiele komórkowych odpowiedzi immunologicznych, w tym nadwrażliwość typu opóźnionego (DTH) i aktywację CTL. Ponadto Th1 stymuluje produkcję opsonizujących przeciwciał IgG przez limfocyty B, które uruchamiają kaskadę aktywacji dopełniacza. Rozwój nadmiernego stanu zapalnego z późniejszym uszkodzeniem tkanek jest bezpośrednio związany z aktywnością subpopulacji Th1.

.Th2- zróżnicowana subpopulacja limfocytów T CD4+, specjalizująca się w produkcji IL-4, IL-5, IL-6, IL-10 i IL-13. Ta subpopulacja bierze udział w aktywacji limfocytów B i przyczynia się do wydzielania dużych ilości przeciwciał różnych klas, zwłaszcza IgE. Ponadto subpopulacja Th2 bierze udział w aktywacji eozynofili i rozwoju reakcji alergicznych.

.Th17- subpopulacja limfocytów T CD4+, specjalizująca się w tworzeniu IL-17. Komórki te realizują przeciwgrzybiczą i przeciwdrobnoustrojową ochronę barier nabłonkowych i śluzówkowych, a także odgrywają kluczową rolę w patologii chorób autoimmunologicznych.

.Regulatory T- limfocyty T CD4+ hamujące 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 błona niektórych regulatorów T wyraża induktory apoptozy aktywowanych i „wyczerpanych” limfocytów - FasL (Fas-ligand). Istnieje kilka populacji limfocytów T regulatorowych CD4+: naturalnych (Treg), dojrzewających w grasicy (CD4+CD25+, wyrażają czynnik transkrypcyjny Foxp3) oraz indukowanych – zlokalizowanych głównie w błonach śluzowych przewodu pokarmowego i przełączonych na 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. Ostatnio pojawił się opis wciąż nowych populacji limfocytów T CD4+, klasa

klasyfikowane według rodzaju cytokin, które w przeważającej mierze wytwarzają. Jak się więc okazało, jedną z najważniejszych populacji są Tfh (z angielskiego. pomocnik pęcherzykowy- pomocnik pęcherzykowy). Ta populacja limfocytów T CD4+ jest zlokalizowana głównie w grudkach limfoidalnych i działa jako pomocnik dla limfocytów B poprzez wytwarzanie IL-21, powodując ich dojrzewanie i końcowe różnicowanie w komórki plazmatyczne. Oprócz IL-21, Tfh może również wytwarzać IL-6 i IL-10, które są niezbędne do różnicowania limfocytów B. Naruszenie funkcji tej populacji prowadzi do rozwoju chorób autoimmunologicznych lub niedoborów odporności. Kolejną „nową” populacją są producenci Th9 – IL-9. Najwyraźniej są to Th2, które przestawiły się na sekrecję IL-9, która jest zdolna do powodowania proliferacji limfocytów T pomocniczych przy braku stymulacji antygenowej, a także zwiększania sekrecji IgM, IgG i IgE przez B -limfocyty.

Główne subpopulacje T-pomocników pokazano na ryc. 6-7. Rysunek podsumowuje obecne rozumienie adaptacyjnych subpopulacji limfocytów T CD4+, tj. subpopulacje tworzące-

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

podczas odpowiedzi immunologicznej, a nie podczas naturalnego rozwoju komórek. Dla wszystkich odmian T-pomocników wskazane są cytokiny indukujące (na strzałkach prowadzących do kółek symbolizujących komórki), czynniki transkrypcyjne (wewnątrz kółek), receptory chemokin, które kierują migracją (w pobliżu linii wychodzących z „powierzchni komórki”), i wytwarzały cytokiny (w prostokątach wskazanych przez strzałki wychodzące z kół).

Rozszerzenie rodziny adaptacyjnych subpopulacji limfocytów T CD4+ wymagało rozwiązania kwestii natury komórek, z którymi te subpopulacje oddziałują (którym zapewniają „pomoc” zgodnie z pełnioną funkcją pomocniczą). Te reprezentacje są odzwierciedlone na ryc. 6-8. Daje też wyrafinowane spojrzenie na funkcje tych subpopulacji (udział w obronie przed niektórymi grupami patogenów), a także patologiczne konsekwencje niezrównoważonego wzrostu aktywności tych komórek.

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

γ δlimfocyty T

Zdecydowana większość (99%) limfocytów T przechodzących limfopoezę w grasicy to komórki αβT; mniej niż 1% - komórki γδT. Te ostatnie są w większości zróżnicowane poza grasicą, głównie w błonach śluzowych przewodu pokarmowego. W skórze, płucach, przewodzie pokarmowym i rozrodczym są dominującą subpopulacją limfocytów śródnabłonkowych. Spośród wszystkich limfocytów T w organizmie limfocyty γδT stanowią od 10 do 50%. W embriogenezie komórki γδT pojawiają się przed komórkami αβT.

.γδ Limfocyty T nie wyrażają CD4. Cząsteczka CD8 ulega ekspresji na części komórek γδT, ale nie jako heterodimer ap, jak na komórkach CD8+ apT, ale jako homodimer dwóch łańcuchów α.

.Właściwości rozpoznawania antygenów:γδTCR są bardziej podobne do immunoglobulin niż αβTCR; potrafią wiązać natywne antygeny niezależnie od klasycznych cząsteczek MHC – dla komórek γδT nie jest to konieczne lub w ogóle nie wymaga wstępnej obróbki antygenu APC.

.Różnorodnośćγδ TCR mniej niż αβTCR lub immunoglobuliny, chociaż ogólnie komórki γδT są zdolne do rozpoznawania szerokiego zakresu antygenów (głównie antygenów fosfolipidowych prątków, węglowodanów, białek szoku cieplnego).

.Funkcjeγδ limfocyty T jeszcze nie w pełni zrozumiałe, chociaż przeważa opinia, że ​​służą one jako jeden z elementów łączących odporność wrodzoną i nabytą. Komórki γδT są jedną z pierwszych barier dla patogenów. Ponadto komórki te, wydzielając cytokiny, odgrywają ważną rolę immunoregulacyjną i są zdolne do różnicowania się w CTL.

Limfocyty NKT

Komórki T natural killer (komórki NKT) stanowią szczególną subpopulację limfocytów, zajmując pośrednią pozycję między komórkami odporności wrodzonej i nabytej. Komórki te mają cechy zarówno limfocytów NK, jak i T. Komórki NKT wyrażają αβTCR i receptor NK1.1 charakterystyczny dla komórek NK, który należy do nadrodziny glikoprotein lektynowych typu C. Jednak receptor TCR komórek NKT różni się znacznie od receptora TCR komórek normalnych. U myszy większość komórek NKT wyraża niezmienną domenę V łańcucha α 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, u ludzi z Vβ11. Ze względu na cechy strukturalne łańcuchów TCR komórki NKT nazywane są niezmiennikami – iTCR. Rozwój komórek NKT zależy od cząsteczki CD1d, która jest podobna do cząsteczki MHC-I. W przeciwieństwie do klasycznych cząsteczek MHC-I, które prezentują peptydy limfocytom T, CD1d prezentuje tylko glikolipidy limfocytom T. Chociaż uważa się, że wątroba jest miejscem rozwoju komórek NKT, 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 zaburzona. 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 biorą udział w nadzorze immunologicznym, powodując odrzucenie guza ze wzrostem aktywności funkcjonalnej. Ich rola w ochronie przeciwdrobnoustrojowej jest ogromna, szczególnie we wczesnych stadiach rozwoju procesu zakaźnego. Komórki NKT biorą udział w różnych zapalnych procesach zakaźnych, zwłaszcza w wirusowych uszkodzeniach wątroby. Ogólnie rzecz biorąc, komórki NKT są wielofunkcyjną populacją limfocytów, która wciąż kryje wiele naukowych tajemnic.

Na ryc. 6-9 podsumowują dane dotyczące różnicowania limfocytów T w funkcjonalne subpopulacje. Przedstawiono kilka poziomów bifurkacji: γ δT/ αβT, następnie dla limfocytów αβT - NKT/ inne limfocyty T, dla tych ostatnich - CD4 + /CD8 + , dla limfocytów T CD4 + - Th/Treg, dla CD8 + T- limfocyty - CD8αβ/CD8αα. Pokazano również czynniki transkrypcyjne różnicowania odpowiedzialne za wszystkie linie rozwojowe.

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