Т-ЛИМФОЦИТЫ: СТРУКТУРА, ФУНКЦИИ, ТИПЫ, СОЗРЕВАНИЕ - БИОЛОГИЯ - 2025

В Т - лимфоциты или Т - клетки являются клетками иммунной системы Биологически активные в клеточной реакции системы иммунитета и способствующие активации антител - продуцирующих клеток в гуморальной системе ответа иммунной.

Они, как В-клетки и естественные киллеры (NK), представляют собой клетки крови (лейкоциты), которые происходят из костного мозга и вместе с В-клетками составляют от 20 до 40% от общего количества лейкоцитов в организме. кровь.

Типичная диаграмма кроветворного процесса у людей, который дает начало лимфоидной линии (Источник: Jmarchn через Wikimedia Commons)

Его название происходит от места, где они созревают, прежде чем приступить к выполнению своих функций ( вилочковая железа), и этот термин был придуман Ройттом в 1969 году.

Существуют разные типы Т-лимфоцитов, и они отличаются друг от друга как по экспрессии определенных поверхностных маркеров, так и по выполняемой ими функции. Таким образом, были описаны две основные группы, которые известны как «хелперные» Т-лимфоциты и «цитотоксические» Т-лимфоциты.

Хелперные Т-лимфоциты участвуют в активации секретирующих антитела В-лимфоцитов, тогда как цитотоксические Т-лимфоциты непосредственно опосредуют уничтожение клеток, инфицированных вирусами, паразитами и другими внутриклеточными микроорганизмами.

Эти клетки чрезвычайно важны, поскольку они выполняют фундаментальные функции в различных иммунологических аспектах и ​​необходимы для системы адаптивной защиты.

Структура

Т-лимфоциты - это маленькие клетки, размер которых сопоставим с размером средней бактерии: от 8 до 10 микрон в диаметре. Они имеют характерную сферическую форму, а их цитозоль в основном занят большим ядром, окруженным несколькими органеллами.

Все лимфоциты возникают из предшественников из «первичных» или «генеративных» лимфоидных органов. В случае Т-лимфоцитов они продуцируются в костном мозге, а затем мигрируют в тимус для созревания (тимус - это железистый орган, расположенный за грудной костью).

После созревания они попадают в кровоток, но выполняют свои функции в других местах, известных как «вторичные лимфоидные органы».

Т-лимфоциты, как и В-лимфоциты, представляют собой клетки крови, способные вырабатывать антитела против определенных антигенов, с той разницей, что они не могут выпускать их в кровоток.

Антитела, экспрессируемые Т-клетками, представляют собой белки, связанные с плазматической мембраной, при этом сайты распознавания антигена «обращены» к внеклеточной среде. Эти антитела известны как «рецепторы Т-клеточного антигена» или TCR (Т-клеточный рецептор).

TCR представляют собой трансмембранные гетеродимеры, состоящие из двух полипептидных цепей, связанных между собой дисульфидными мостиками. Каждая Т-клетка представляет собой TCR с уникальной специфичностью.

Характеристики

Т-лимфоциты играют фундаментальную роль в развитии системы адаптивного или специфического иммунного ответа. Это многофункциональные клетки, поскольку они служат разным целям в «битве» против вторгающихся и потенциально патогенных антигенов.

Некоторые Т-клетки способствуют производству антител, опосредованных В-лимфоцитами; другие способны взаимодействовать с клетками крови миелоидного происхождения, чтобы помочь им более эффективно уничтожать патогены, в то время как другие действуют непосредственно в уничтожении инфицированных вирусом клеток или опухолевых клеток.

Другая их функция - это как регуляторные клетки, придание иммунологической «толерантности» организмам, в которых они действуют, или установление некоторых «пределов» амплитуды инициируемых ответов.

Типы

Различные типы лимфоцитов отличаются друг от друга экспрессией специфических мембранных рецепторов, которые экспериментально распознаются искусственными моноклональными антителами.

Эти рецепторы, распознаваемые указанными антителами, принадлежат к так называемой «группе дифференцировки» или CD (кластер дифференцировки).

Обозначение CD относится к клеточному фенотипу, и, хотя оно не обязательно специфично для типа клеток или целого клеточного клона, оно было полезно для характеристики лимфоцитов.

Функционально некоторые авторы считают, что Т-лимфоциты можно разделить на вспомогательные Т-лимфоциты и цитотоксические или цитолитические Т-лимфоциты. Оба типа клеток экспрессируют сходные рецепторы Т-лимфоцитов (TCR), но различаются экспрессией белков CD.

Другие авторы, однако, вводят дополнительную категорию, определяемую как «Т-клетки памяти» или «Т-лимфоциты памяти».

Хелперные Т-лимфоциты или "

Хелперные Т-клетки не имеют основной функции непосредственного «нападения» или «распознавания» какой-либо антигенной молекулы, вместо этого они специализируются на секреции цитокинов, которые способствуют или усиливают функции других клеток, таких как В-лимфоциты.

Эти клетки экспрессируют на своей поверхности белки группы CD4, которые функционируют как корецепторы для белков главного комплекса гистосовместимости класса II. Другими словами, эти белки распознают антигены, представленные в контексте MHC класса II.

В литературе можно получить названия различных типов Т-хелперных клеток, которые отличаются друг от друга секрецией разных типов цитокинов и ответом на определенные интерлейкины.

Затем были определены хелперные Т-лимфоциты (TH1) типа 1, которые секретируют цитокин IFN-γ (полезный для активации макрофагов и элиминации патогенов); Т-хелперные Т-клетки типа 2 (TH2), которые секретируют большие количества IL-4, IL-5 и IL-13 (эти TH2 способствуют выработке антител).

Существуют также другие вспомогательные лимфоциты, известные как «фолликулярные Т-лимфоциты-помощники» (THF), которые, как следует из их названия, присутствуют в лимфоидных фолликулах и способствуют активации В-клеток и стимуляции выработки антител.

Эти ТГФ также секретируют большое количество различных цитокинов, одновременно участвующих в стимуляции выработки антител, связанных с иммунным ответом, опосредованным клетками TH1 и TH2.

Также были описаны хелперные Т-лимфоциты типов 9, 17 и 22, контролирующие очень специфические аспекты определенных иммунных ответов.

Регуляторные Т-лимфоциты (Tregs)

Существует также другой набор Т-клеток, которые экспрессируют рецепторы CD4, известные как регуляторные Т-лимфоциты CD4 или «Tregs». Эти лимфоциты продуцируют фактор транскрипции FoxP3 и экспрессируют на своей поверхности другой маркер CD, называемый CD25.

Регуляторные функции Т-клеток (Источник: Gwilz через Wikimedia Commons)

Его регуляторные механизмы состоят из межклеточных контактов, экспрессии поверхностных молекул, усиленного ответа на факторы роста и измененной продукции регуляторных цитокинов, таких как TGF-β1 и IL-10.

Цитотоксические или цитолитические Т-лимфоциты

Цитотоксические Т-клетки, с другой стороны, отвечают за атаку и уничтожение инвазивных или чужеродных клеток благодаря своей способности связываться с ними и высвобождать специальные гранулы, наполненные различными типами цитотоксических белков.

Перфорины и гранзимы, содержащиеся в цитотоксических гранулах цитолитических Т-клеток, обладают способностью открывать поры в плазматической мембране и разлагать белки, соответственно, что приводит к лизису клеток, которые они атакуют.

Умножение и действие цитотоксических Т-лимфоцитов и соответствующих им Т-лимфоцитов памяти (Источник: OpenStax College через Wikimedia Commons)

Этот тип Т-лимфоцитов особенно ответственен за деградацию клеток, инфицированных вирусами, бактериями или внутриклеточными паразитами, а также раковых или опухолевых клеток.

Цитотоксические Т-лимфоциты распознаются посредством мембранной экспрессии CD8-подобных белков, которые являются белками, способными распознавать и связывать антигены, представленные им в контексте других мембранных белков: белков основного комплекса гистосовместимости класса I.

Т-лимфоциты памяти

Как уже упоминалось, «наивные», «невинные» или «наивные» Т-лимфоциты дифференцируются, как только они вступают в контакт с антигеном. Эта дифференцировка приводит не только к появлению Т-лимфоцитов CD4 и CD8, но и к другому классу Т-клеток, известному как клетки памяти .

Эти клетки, как и В-лимфоциты памяти, имеют гораздо более длительную продолжительность жизни, и их клеточные популяции расширяются и дифференцируются в эффекторные Т-клетки, такие как CD4 и CD8, когда они снова вступают с ними в контакт. антиген.

Клетки памяти могут иметь маркеры CD4 или CD8, и их основная функция заключается в обеспечении «молекулярной памяти» иммунной системе против «известных» патогенов.

Созревание

Т-лимфоциты тщательно отбираются и созревают в тимусе. В процессе созревания эти клетки приобретают способность экспрессировать на своей мембране белок рецептора антигена: рецептор Т-клеток.

Гемопоэтические клетки-предшественники Т-лимфоцитов мигрируют в тимус на очень ранних стадиях развития, и созревание состоит, по существу, в перестройке генов, которые кодируют рецепторы TCR и другие мембранные маркеры.

Предшественники Т-клеток, когда они достигают тимуса, известны как «тимоциты», то есть те, которые размножаются и дифференцируются в различные субпопуляции зрелых Т-клеток.

В тимусе существует как положительный отбор клеток, распознающих чужеродные антигены, так и отрицательный отбор, который устраняет клетки, распознающие собственные молекулы.

Созревание первоначально происходит во внешней коре тимуса, где клетки размножаются с очень низкой скоростью.

активация

Т-лимфоциты, хотя и не контактируют с антигеном, остаются в фазе G0 клеточного цикла, своего рода старение.

Термин «активация» относится ко всем событиям, которые происходят во время «фиксации» антигенных рецепторов в мембране этих клеток, что требует участия вспомогательных клеток, которые в некоторых текстах определяются как антигенпредставляющие клетки или APC. (из англ. Antigen Presenting Cells).

APC содержат мембранные молекулы на своей поверхности, которые «показывают» антигены Т-клеткам. Они известны как «молекулы главного комплекса гистосовместимости» или MHC (главный комплекс гистосовместимости).

Процесс активации Т-лимфоцита. Антигенные рецепторы и антигены, представленные в контексте белков главного комплекса гистосовместимости (MHC) класса II (Источник: Сесилия Техеро Гарсия через Wikimedia Commons)

В ходе процесса активации лимфоциты увеличиваются в размерах и меняют свою первоначальную сферическую форму на форму, подобную ручному зеркалу, и во время этой фазы лимфоциты известны как лимфобласты.

Лимфобласты, в отличие от неактивных лимфоцитов, обладают способностью митотически размножаться, генерируя другие клетки, способные к дифференцировке.

Активация хелперных Т-клеток

Лимфоциты TH могут быть активированы только тогда, когда клетки APC «представляют» им чужеродный антиген с помощью молекул MHC класса II. Первый шаг в этом пути активации состоит в распознавании представленного антигена рецептором TCR.

Затем клетка-помощник CD4 взаимодействует с участком молекулы MHC II, так что между белком TCR, антигеном и молекулой MHC II образуется комплекс, который обеспечивает распознавание как антигена, так и молекул, представленных БТР.

И Т-клетка, и антигенпрезентирующая клетка затем секретируют регуляторные цитокины, которые помогают активировать активируемую хелперную Т-клетку CD4. После активации этот лимфоцит размножается и производит новые «наивные» CD4-Т-лимфоциты, которые дифференцируются в другие типы памяти или эффекторные лимфоциты.

Активация цитотоксических Т-клеток

Последовательность шагов, которые происходят во время активации лимфоцитов CD8, очень похожа на последовательность действий хелперных Т-клеток. Однако задействованные молекулы MHC относятся к классу I.

Как только антигены и рецепторы распознаются, клетки АРС, участвующие в этом процессе, и активирующие цитотоксические Т-лимфоциты секретируют цитокины, которые активируют клональную пролиферацию и дифференцировку лимфоцитов.

Как и CD4 T-клетки, CD8 T-клетки могут дифференцироваться в эффекторные клетки или клетки памяти, и в этом случае они действуют как цитотоксические или молекулярные клетки памяти, соответственно.

Активация Т-лимфоцитов CD8 достигается благодаря участию других Т-хелперов, в частности клеток 1-го типа.

Передача сигнала

Активация лимфоцитов включает передачу сигналов из внеклеточной среды в цитозольное пространство и ядро. Эти сигналы воспринимаются антигенными рецепторами, присутствующими на плазматической мембране, и транслируются внутренними сигнальными путями.

Конечная цель получения этих сигналов - активировать транскрипцию определенных генов, которые кодируют определенные поверхностные белки.

Важно отметить, что лимфоциты, которые активированы и не дифференцируются (созревают), выводятся из организма путем апоптоза или запрограммированной гибели клеток.

Ссылки

1. Аббас А., Мерфи К. и Шер А. (1996). Функциональное разнообразие хелперных Т-лимфоцитов. Природа, 383, 787-793.
2. Актер, JK (2014). Основные концепции иммунологии для междисциплинарных приложений. Лондон: Academic Press.
3. Кавана, М. (nd). Активация Т-клеток. Британское общество иммунологии.
4. Хит, W. (1998). Т-лимфоциты. В Энциклопедии иммунологии (стр. 2341–2343). Elsevier.
5. Киндт Т., Голдсби Р. и Осборн Б. (2007). Иммунология Куби (6-е изд.). Мексика DF: McGraw-Hill Interamericana из Испании.
6. Мартин, С. (2014). Т-лимфоциты как инструменты диагностики и иммунотоксикологии. Т-лимфоциты как инструменты диагностики и иммунотоксикологии (Том 104). Springer.
7. Пинчук, Г. (2002). Очерк теории и проблем иммунологии Шаума. Компании McGraw-Hill.
8. Рейнхерц, Э., Хейнс, Б., Надлес, Л., и Бернштейн, И. (1986). Типирование лейкоцитов II. Человеческие Т-лимфоциты (Том 1). Springer.
9. Смит-Гарвин, Дж. Э., Корецки, Г. А., и Джордан, М. С. (2009). Активация Т-клеток. Annu. Rev. Immunol. , 27, 591–619.