LIMFOCYTY CD4 T: BUDOWA, FUNKCJE, DOJRZEWANIE - BIOLOGIA - 2025

Te komórki T CD4 są rodzajem limfocytów T posiadające funkcje komórek głównie jako „wyposażenie dodatkowe” lub „partner” dla specyficznych reakcji immunologicznej lub adaptacyjne. Charakteryzują się obecnością receptora błonowego znanego jako „kompleks receptora komórek T”, w skrócie TCR (T Cell Receptor). Istnieją jednak różne subpopulacje komórek T, które są identyfikowane na podstawie obecności innych cząsteczek markera błonowego.

Te cząsteczki mają naturę białkową i są znane jako część „grupy różnicowania” lub CD (Cluster of Differentiation). W związku z tym limfocyty T można podzielić na dwie główne grupy: limfocyty T CD4 i limfocyty T CD8.

Reprezentacja koreceptora CD4 na limfocycie pomocniczym T podczas jego aktywacji za pośrednictwem komórki prezentującej antygen (APC) (źródło: Xermani za Wikimedia Commons)

Te ostatnie są również znane jako „cytotoksyczne komórki T”, ponieważ w humoralnej odpowiedzi immunologicznej bezpośrednio interweniują w eliminację komórek zaatakowanych przez wirusy lub mikroorganizmy wewnątrzkomórkowe.

Limfocyty T CD4 są powszechnie znane w literaturze jako „limfocyty T pomocnicze”, ponieważ biorą udział w aktywacji innych limfocytów układu odpornościowego: limfocytów B. Ich udział sprzyja zarówno aktywacji, jak i produkcji i wydzielaniu przeciwciał.

Struktura

Limfocyty T CD4 mają takie same cechy strukturalne jak wszystkie inne komórki linii limfoidalnej. Mają wyraźne jądro, które ogranicza cytozol do wąskiego pierścienia między jego błoną komórkową a jądrem.

Nie mają wielu organelli wewnętrznych, ale na mikroskopach elektronowych przypominały je niektóre mitochondria, mały kompleks Golgiego, wolne rybosomy i kilka lizosomów.

Komórki te pochodzą ze szpiku kostnego ze wspólnego prekursora z innymi komórkami limfoidalnymi, takimi jak komórki B i komórki „naturalnych zabójców” (NK), a także pozostałe komórki krwiotwórcze.

Jednak ich dojrzewanie i aktywacja zachodzą poza szpikiem kostnym, w narządzie zwanym grasicą i mogą pełnić swoje funkcje w niektórych wtórnych narządach limfatycznych, takich jak migdałki, wyrostek robaczkowy i inne.

Odróżnia się je od innych komórek linii limfoidalnej poprzez ekspresję specyficznych markerów, w szczególności „receptora komórek T” (receptora komórek T). Te białka powierzchniowe można postrzegać jako kompleksy białek, które działają przede wszystkim w rozpoznawaniu prezentowanych im antygenów.

Z tymi białkami związany jest inny kompleks białek znany jako CD3, który jest niezbędny do sygnalizacji zachodzącej podczas rozpoznawania antygenu.

Z drugiej strony limfocyty T pomocnicze wyrażają na swojej powierzchni rodzaj cząsteczki „markerowej” znanej jako CD4, która, podobnie jak wszystkie cząsteczki grup różnicujących, rozpoznaje określone miejsca receptorów „ograniczone” przez cząsteczki MHC klasa II.

Rodzaje limfocytów T CD4

W literaturze można znaleźć różne nazwy dla różnych typów limfocytów T z markerami typu CD4, ale wyróżnia się rodzaj nazewnictwa, który odróżnia typ cytokiny, którą te komórki są zdolne do wytwarzania.

W ten sposób zdefiniowano kilka klas pomocniczych limfocytów T, spośród których wyróżniają się TH1, TH2, TH9, TH17, TH22, THF i Treg lub limfocyty regulatorowe.

Limfocyty TH1 wydzielają interferon gamma (IFN-γ), przydatną cytokinę do aktywacji innych komórek układu odpornościowego, zwanych makrofagami. Limfocyty pomocnicze typu 2 (TH2) wydzielają szeroką gamę interleukin, które pobudzają produkcję przeciwciał.

Limfocyty T pomocnicze pęcherzyków lub THF, znajdujące się w pęcherzykach limfatycznych, biorą udział w aktywacji komórek B, a także „pomagają” w produkcji i wydzielaniu przeciwciał poprzez wydzielanie obfitych ilości cytokin.

Inna klasa limfocytów pomocniczych, regulatorowe limfocyty T lub Treg, regulują dużą liczbę funkcji komórkowych poprzez kontakty komórka-komórka, ekspresję cząsteczek powierzchniowych i wzmocnienie odpowiedzi na różne czynniki wzrostu.

W odniesieniu do rozwoju tych „podzbiorów” limfocytów T CD4, różne badania wykazały, że pochodzą one z tego samego prekursora limfocytów T, to znaczy, że nie pochodzą one z oddzielnych linii, które są zagrożone przed stymulacją antygenową.

Wręcz przeciwnie, na różnicowanie każdego typu limfocytów pomocniczych wpływa wiele aspektów mikrośrodowiskowych, którym poddawana jest komórka prekursorowa, która jest uważana za naiwny, dojrzały limfocyt T CD4 i jest stymulowana przez cytokiny wytwarzane przez makrofagi. .

cechy

Limfocyty T CD4 działają głównie jako komórki pomocnicze. Są to komórki, które są aktywowane i generują odpowiedź immunologiczną przeciwko infekcjom po znalezieniu, rozpoznaniu i interakcji z atakującym antygenem.

Ich zdolność do rozpoznawania i wiązania obcych antygenów znacznie różni się od zdolności komórek B, ponieważ te ostatnie są zdolne do rozpoznawania rozpuszczalnych antygenów w stanie „naiwnym”, przed ich całkowitym różnicowaniem.

W przeciwieństwie do tego limfocyty T (ogólnie) mogą rozpoznawać tylko antygeny peptydowe przyłączone do innych cząsteczek kodowanych przez geny z rodziny białek znanej jako „Główny kompleks zgodności histologicznej” lub MHC (główny kompleks zgodności histologicznej) i nazywa się to „ ograniczenie przez MHC ”.

Istnieją co najmniej trzy klasy białek MHC i komórki T CD4 rozpoznają antygeny prezentowane w kontekście MHC klasy II.

Nazywa się je komórkami pomocniczymi T lub „pomocnikami”, ponieważ „pomagają” limfocytom B, które charakteryzują się produkcją przeciwciał T-zależnych, to znaczy potrzebują obecności limfocytów T.

Jej podstawowa odpowiedzialność polega na wytwarzaniu rozpuszczalnych cytokin, które uczestniczą w różnych procesach immunologicznych.

Jako komórki pamięci immunologicznej

Pewien zestaw zróżnicowanych, dojrzałych limfocytów T CD4 może żyć dłużej i zapewniać szybszą odpowiedź, gdy organizm, w którym się znajdują, napotyka ten sam antygen po raz drugi.

Te komórki, które są przeznaczone do „zapamiętywania” antygenów, które je aktywowały i wyzwalały ich różnicowanie, są znane jako „komórki T pamięci”.

Dojrzewanie i aktywacja

Limfocyty T CD4 powstają w szpiku kostnym, a następnie migrują do grasicy w celu różnicowania i dojrzewania. Komórki limfoidalne progenitorowe limfocytów T obecne w grasicy są znane jako „tymocyty”.

Tymocyty przechodzą przez różne etapy dojrzewania, w których następuje stopniowa ekspresja charakteryzujących je markerów błonowych (wcześniej odniesiono się do markerów TCR i CD3).

Proces aktywacji limfocytów T (źródło: DO11.10 za pośrednictwem Wikimedia Commons)

Podczas procesu dojrzewania selekcjonowane są pomocnicze limfocyty T, które rozpoznają obce antygeny, a te, które rozpoznają cząsteczki organizmu, które je wywołują, są eliminowane. Jest to bardzo ważny mechanizm ochronny przed obecnością komórek „samoreaktywnych”.

Jak przebiega aktywacja?

Nieaktywne limfocyty T znajdują się w okresie starzenia mitotycznego lub co więcej, nie dzielą się aktywnie i są zatrzymywane w fazie G0 cyklu komórkowego.

W procesie aktywacji uczestniczą niektóre „dodatkowe” komórki znane jako komórki prezentujące antygen lub APC (ang. Antigen Presenting Cells). Komórki te pełnią funkcję „prezentowania” antygenów związanych z białkami MHC klasy II, które są selektywnie rozpoznawane przez TCR ​​na błonie limfocytów T CD4.

W trakcie tego procesu zachodzącego w grasicy limfocyty różnicują się w limfoblasty, zmieniając kształt i wielkość. Limfoblasty mogą dzielić się i namnażać, zwielokrotniając liczbę komórek w populacji.

Interakcja między receptorem TCR (na powierzchni komórki T CD4) a antygenem związanym z MHC klasy II (na powierzchni komórki APC) tworzy kompleks, który zapewnia specyficzne rozpoznawanie.

Po rozpoznaniu prezentowanego antygenu w kontekście MHC klasy II, zarówno limfocyt CD4, jak i komórka APC zaczynają wydzielać cytokiny, które przyczyniają się do aktywacji limfocytów.

Gdy limfocyt jest aktywowany, rozmnaża się, tworząc nowe identyczne komórki, specyficzne dla danego antygenu i które są w stanie „naiwnym” lub „naiwnym”, które nie są modyfikowane, dopóki nie spotkają się z antygenem, dla którego zostały „zaprojektowane. ”.

Zaprogramowana śmierć komórki

Ciało ludzkie, podobnie jak u wielu ssaków, ma zdolność wytwarzania setek komórek limfocytarnych w bardzo krótkim czasie.

Ponadto, ponieważ różnicowanie komórki T obejmuje losową rearanżację genów, które kodują białka rozpoznające antygeny, które są jej prezentowane, istnieją setki różnych populacji komórek zdolnych do rozpoznawania różnych „części” tego samego antygenu. lub różne antygeny.

Ta wielość komórek wiąże się z pewnymi zagrożeniami fizjologicznymi, ponieważ niektóre wzorce rozpoznawane przez receptory błonowe komórek T mogą pokrywać się z wzorcami niektórych cząsteczek własnych.

Ponadto nie wszystkie te komórki są przeznaczone do natychmiastowego wykonywania swoich funkcji, ponieważ wymagają interakcji z określonym antygenem.

W ten sposób „homeostaza” limfocytów jest osiągana w pierwotnych narządach limfoidalnych, wyzwalając szlaki zaprogramowanej śmierci komórek w tych komórkach, które nie są konieczne lub które nie różnicują się iw pełni dojrzewają.

Bibliografia

1. Abbas, A., Murphy, K. i Sher, A. (1996). Funkcjonalne zróżnicowanie limfocytów pomocniczych T. Naturę, 383,787-793.
2. Aktor, JK (2014). Wstępne podstawowe pojęcia immunologii w zastosowaniach interdyscyplinarnych. Londyn: Academic Press.
3. Podsumowując, K. (1988). Funkcjonalna dychotomia w limfocytach T CD4 +. Immunology Today, 9 (9), 268–274.
4. Cavanagh, M. (nd). Aktywacja komórek T. Brytyjskie Towarzystwo Immunologii.
5. Reinherz, E., Haynes, B., Nadles, L., & Bernstein, I. (1986). Typowanie leukocytów II. Ludzkie limfocyty T (tom 1). Skoczek.
6. Smith-Garvin, JE, Koretzky, G. a, & Jordan, MS (2009). Aktywacja komórek T. Annu. Rev. Immunol. , 27, 591–619.