Т-ЛИМФОЦИТИ: СТРУКТУРА, ФУНКЦИИ, ВИДОВЕ, СЪЗРЯВАНЕ - БИОЛОГИЯ - 2025

В лимфоцитите Т или Т клетки са клетки на имунната система на активното в клетъчния отговор на имунната система и допринася за активирането на антитяло - продуциращи клетки в системата на хуморален имунен отговор.

Те, като В клетките и клетките на естествените убийци (NK), са кръвни клетки (левкоцити), които възникват в костния мозък и заедно с В клетките представляват между 20 и 40% от общия брой левкоцити в кръвта.

Представителна диаграма на хематопоетичния процес при хората, която поражда лимфоидната линия (Източник: Jmarchn via Wikimedia Commons)

Името му произлиза от мястото, където те зреят, преди да упражняват функциите си (тимуса) и терминът е въведен от Ройт през 1969 г.

Има различни видове Т-лимфоцити и те се различават помежду си както по израза на определени повърхностни маркери, така и по функцията, която упражняват. По този начин са описани две основни групи, които са известни като "помощни" Т-лимфоцити и "цитотоксични" Т-лимфоцити.

Лимфоцитите Helper T участват в активирането на секретиращи антитела В лимфоцити, докато цитотоксичните Т-лимфоцити директно посредничат в елиминирането на клетките, заразени от вируси, паразити и други вътреклетъчни микроорганизми.

Тези клетки са изключително важни, тъй като изпълняват основни функции в различни имунологични аспекти и са от съществено значение за адаптивната защитна система.

структура

Т-лимфоцитите са малки клетки с размер, сравним с този на средна бактерия: между 8 и 10 микрона в диаметър. Те имат характерна сферична форма и цитозолът им е зает главно от голямо ядро, заобиколено от няколко органели.

Всички лимфоцити възникват от предшественици от "първични" или "генеративни" лимфоидни органи. В случая на Т-лимфоцитите, те се произвеждат в костния мозък и след това мигрират към тимуса за съзряване (тимусът е жлезист орган, разположен зад гръдната кост).

След като узреят, те се освобождават в кръвта, но изпълняват функциите си на други места, известни като "вторични лимфоидни органи".

Т-лимфоцитите, както е вярно за В-лимфоцитите, са кръвни клетки, способни да произвеждат антитела срещу специфични антигени, с разликата, че не могат да ги освободят в циркулацията.

Антителата, експресирани от Т клетки, са протеини, свързани с плазмената мембрана, с места за разпознаване на антиген, „обърнати“ към извънклетъчната среда. Тези антитела са известни като "Т клетъчни антигенни рецептори" или TCR (Т клетъчен рецептор).

TCR са трансмембранни хетеродимери, съставени от две полипептидни вериги, свързани заедно с дисулфидни мостове. Всяка Т клетка представя TCR с уникална специфичност.

Характеристика

Т-лимфоцитите играят основна роля в развитието на адаптивната или специфична имунна система за отговор. Те са многофункционални клетки, тъй като служат за различни цели в „битката“ срещу нахлуващи и потенциално патогенни антигени.

Някои Т клетки подпомагат производството на антитела, медиирани от В лимфоцити; други са способни да взаимодействат с кръвни клетки от миелоидната линия, за да им помогнат по-ефективно да унищожат патогени, докато други функционират директно в убиването на заразени с вируси клетки или туморни клетки.

Друга тяхна функция е като регулаторни клетки чрез предоставяне на имунологична "толерантност" на организмите, където те действат, или чрез установяване на някои "граници" на амплитудата на реакциите, които се задействат.

Видове

Различните видове лимфоцити се отличават един от друг по експресията на специфични мембранни рецептори, които се разпознават експериментално от изкуствени моноклонални антитела.

Тези рецептори, разпознати от споменатите антитела, принадлежат към това, което е известно като "група на диференциация" или CD (клъстер на диференциация).

Обозначението на CD се отнася до клетъчен фенотип и въпреки че не е непременно специфично за клетъчен тип или цяла клетъчна линия, е било полезно за характеризирането на лимфоцитите.

Функционално някои автори считат, че Т-лимфоцитите могат да бъдат класифицирани като помощни Т-лимфоцити и цитотоксични или цитолитични Т-лимфоцити. И двата типа клетки експресират подобни Т-лимфоцитни рецептори (TCRs), но се различават по експресията на CD протеини.

Други автори обаче въвеждат допълнителна категория, дефинирана като "Т клетки на паметта" или "памет Т лимфоцити".

Помощни Т лимфоцити или "

Помощните Т-клетки нямат основната функция да „атакуват“ или „разпознават“ някоя антигенна молекула, вместо това те са специализирани в секрецията на цитокини, които насърчават или засилват функциите на други клетки като В-лимфоцити.

Тези клетки експресират протеини от CD4 група на тяхната повърхност, които функционират като основни рецептори за протеините от основния комплекс за хистосъвместимост от клас II. С други думи, тези протеини разпознават антигени, представени в контекста на клас МНС II.

В литературата могат да се получат имена за различни видове помощни Т клетки, които се отличават една от друга чрез секрецията на различни видове цитокини и отговора на определени интерлевкини.

След това са дефинирани помощни Т-лимфоцити (TH1), които секретират цитокин IFN-γ (полезен за активиране на макрофаги и елиминиране на патогени); тип 2 помощни Т клетки (TH2), които отделят големи количества от IL-4, IL-5 и IL-13 (тези TH2 насърчават производството на антитела).

Съществуват и други помощни лимфоцити, известни като "фоликуларни помощни Т-лимфоцити" (THF), които, както подсказва името им, присъстват в лимфоидните фоликули и подпомагат активирането на В клетките и стимулирането на производството на антитела.

Тези THF също отделят голямо разнообразие от различни цитокини, участващи в същото време в стимулирането на производството на антитела, свързани с имунния отговор, клетъчно медииран от TH1 и TH2.

Описани са също хелперни Т клетки от тип 9, тип 17 и тип 22, които контролират много специфични аспекти на определени имунни отговори.

Регулаторни Т-лимфоцити (Tregs)

Съществува и друг набор от Т клетки, които експресират CD4 рецептори, които са известни като регулаторни CD4 Т-лимфоцити или "Tregs". Тези лимфоцити произвеждат транскрипционен фактор, наречен FoxP3 и експресират друг CD маркер на повърхността си, наречен CD25.

Регулаторни функции на Т клетки (Източник: Gwilz през Wikimedia Commons)

Регулаторните му механизми се състоят от междуклетъчни контакти, експресия на повърхностни молекули, повишен отговор на факторите на растеж и променено производство на регулаторни цитокини като TGF-β1 и IL-10.

Цитотоксични или цитолитични Т-лимфоцити

Цитотоксичните Т клетки, от друга страна, са отговорни за атака и унищожаване на инвазивни или чужди клетки, благодарение на способността им да се свързват с тях и да отделят специални гранули, заредени с различни видове цитотоксични протеини.

Перфорините и гранзимите, съдържащи се в цитотоксичните гранули на цитолитичните Т-клетки, имат способността да отварят порите в плазмената мембрана и съответно да разграждат протеините, което води до лизис на клетките, които атакуват.

Умножение и действие на цитотоксични Т-лимфоцити и техните съответни Т-лимфоцити (Източник: OpenStax College чрез Wikimedia Commons)

Този тип Т-лимфоцити е особено отговорен за разграждането на клетки, които са били заразени от вируси, бактерии или вътреклетъчни паразити, както и ракови или туморни клетки.

Цитотоксичните Т-лимфоцити се разпознават по мембранната експресия на протеини, подобни на CD8, които са протеини, способни да разпознават и свързват антигени, които са представени в контекста на други мембранни протеини: тези от основния комплекс на хистосъвместимост от клас I.

Лимфоцити с памет T

Както вече споменахме, "наивни", "невинни" или "наивни" Т лимфоцити се диференцират, след като влязат в контакт с антиген. Това диференциране води не само до CD4 и CD8 Т клетки, но и до друг клас от Т клетки, известни като клетки от паметта.

Тези клетки, както е вярно за лимфоцитите на паметта В, имат много по-дълъг период на живот и тяхната клетъчна популация се разширява и диференцира в ефекторни Т клетки, като CD4 и CD8, когато влязат в контакт отново с нея. антиген.

Клетките с памет могат да имат CD4 или CD8 маркери и основната им функция е да осигуряват „молекулярна памет“ на имунната система срещу „известни“ патогени.

назряване

Т-лимфоцитите са строго подбрани и зреят в тимуса. По време на процеса на зреене тези клетки придобиват способността да експресират протеин на антигенен рецептор върху мембраната си: Т-клетъчния рецептор.

Прекурсорните хематопоетични клетки на Т-лимфоцитите мигрират към тимуса в много ранни стадии на развитие и узряване се състои по същество в пренареждането на гените, които кодират TCR рецептори и други мембранни маркери.

Предшествениците на Т-клетките, когато стигнат до тимуса, са известни като "тимоцити", които са тези, които се размножават и диференцират в различните субпопулации на зрели Т-клетки.

В тимуса има както положителна селекция от клетки, които разпознават чужди антигени, така и отрицателна селекция, която елиминира клетките, разпознаващи самомолекулите.

Съзряването настъпва първоначално във външната кора на тимуса, където клетките се размножават с много ниска скорост.

активиране

Т-лимфоцитите, макар и да не са в контакт с антиген, остават във G0 фазата на клетъчния цикъл, в един вид стареене.

Терминът активиране се отнася до всички събития, които се случват по време на "ангажирането" на антигенните рецептори в мембраната на тези клетки, което заслужава участието на помощни клетки, които в някои текстове се определят като антиген представящи клетки или APCs. (от английските антиген представящи клетки).

APC съдържат мембранни молекули на повърхността си, които "показват" антигени към Т клетките. Те са известни като "Основни молекули за хистосъвместимост" или MHC (Основен хистосъвместим комплекс).

Процес на активиране на Т-лимфоцитите. Представени са антигенни рецептори и антигени в контекста на протеини от основен хистосъвместимост от клас II (MHC) протеини (Източник: Cecilia Tejero García чрез Wikimedia Commons)

В хода на процеса на активиране лимфоцитите се увеличават по размер и се променят от първоначалната сферична форма във форма, подобна на огледало за ръце, а по време на тази фаза лимфоцитите са известни като лимфобласти.

Лимфобластите, за разлика от неактивните лимфоцити, имат способността да се размножават митотично, генерирайки други клетки, способни да се диференцират.

Активиране на хелперни Т клетки

TH лимфоцитите могат да бъдат активирани само когато APC клетките им „представят“ чужд антиген с помощта на MHC молекули клас II. Първата стъпка в този път на активиране се състои в разпознаването на представения антиген от TCR рецептора.

Впоследствие, хелперната клетка CD4 взаимодейства с регион на молекулата на MHC II, така че се образува комплекс между TCR протеина, антигена и молекулата на MHC II, което осигурява разпознаването както на антигена, така и на молекулите, представени от АПК.

Както Т-клетката, така и антиген-представящата клетка след това секретират регулаторни цитокини, които помагат за активиране на CD4 помощната Т-клетка, която се активира. След като се активира, този лимфоцит се размножава и произвежда нови "наивни" CD4 Т-лимфоцити, които се диференцират в другите видове памет или ефекторни лимфоцити.

Активиране на цитотоксични Т-клетки

Последователността на етапите, която се провежда по време на активирането на CD8 лимфоцитите, е много подобна на тази на хелперните Т клетки. Въпреки това, участващите молекули MHC принадлежат към клас I.

След като антигените и рецепторите бъдат разпознати, APC клетките, участващи в този процес, и активиращите цитотоксични Т лимфоцити отделят цитокини, които активират клонална пролиферация и диференциация на лимфоцитите.

Както при CD4 Т клетки, CD8 Т клетките могат да се диференцират в ефекторни клетки или клетки с памет, като в този случай те действат съответно като цитотоксични или молекулярни памет.

Активирането на CD8 Т-лимфоцитите се постига благодарение на участието на други хелперни Т-клетки, по-специално от тип 1 клетки.

Преобразуване на сигнала

Активирането на лимфоцитите включва трансдукция на сигнали от извънклетъчната среда в цитозолното пространство и ядрото. Тези сигнали се възприемат от антигенни рецептори, присъстващи на плазмената мембрана и се превеждат от вътрешни сигнални пътища.

Крайната цел на получаването на тези сигнали е да се активира транскрипцията на специфични гени, които кодират специфични повърхностни протеини.

Важно е да се спомене, че лимфоцитите, които се активират и не се диференцират (зрели), се елиминират от тялото чрез апоптоза или програмирана клетъчна смърт.

Препратки

1. Abbas, A., Murphy, K., & Sher, A. (1996). Функционално разнообразие на помощни Т-лимфоцити. Природа, 383, 787-793.
2. Актьор, Ж.К. (2014). Основни понятия за имунология за интердисциплинарни приложения. Лондон: Academic Press.
3. Cavanagh, M. (nd). Активиране на Т-клетките. Британско дружество за имунология.
4. Хийт, У. (1998). T лимфоцити. В Енциклопедия на имунологията (стр. 2341–2343). Elsevier.
5. Kindt, T., Goldsby, R., & Osborne, B. (2007). Имунологията на Куби (6-то изд.). Мексико DF: McGraw-Hill Interamericana на Испания.
6. Мартин, С. (2014). Т-лимфоцитите като инструменти в диагностиката и имунотоксикологията. Т-лимфоцитите като инструменти в диагностиката и имунотоксикологията (том 104). Springer.
7. Пинчук, Г. (2002). Контурите на Шаум за теорията и проблемите на имунологията. Компаниите McGraw-Hill.
8. Reinherz, E., Haynes, B., Nadles, L., & Bernstein, I. (1986). Leukocyte Typing II. Човешки Т-лимфоцити (том 1). Springer.
9. Smith-Garvin, JE, Koretzky, G. a, и Jordan, MS (2009). T Активация на клетките. Annu. Преподобни имунол., 27, 591–619.