LIMFOCYTY T: BUDOWA, FUNKCJE, TYPY, DOJRZEWANIE - BIOLOGIA - 2026

Te limfocyty T i komórki T są komórki immunologiczne czynnego w komórkowej odpowiedzi układu immunologicznego oraz przyczyniają się do aktywacji przeciwciał System - komórek wytwarzających w humoralnej odpowiedzi immunologicznej układu.

Te, podobnie jak limfocyty B i komórki NK (naturalni zabójcy), są krwinkami (leukocytami), które pochodzą ze szpiku kostnego i razem z komórkami B stanowią od 20 do 40% wszystkich leukocytów w Krew.

Reprezentatywny diagram procesu hematopoetycznego u ludzi, który prowadzi do powstania linii limfoidalnej (źródło: Jmarchn za Wikimedia Commons)

Jej nazwa wywodzi się od miejsca, w którym dojrzewają przed wykonaniem swoich funkcji ( grasica ), a termin ten został ukuty przez Roitta w 1969 roku.

Istnieją różne typy limfocytów T i różnią się one od siebie zarówno ekspresją pewnych markerów powierzchniowych, jak i pełnioną funkcją. Zatem opisano dwie główne grupy, które są znane jako limfocyty T „pomocnicze” i limfocyty T „cytotoksyczne”.

Pomocnicze limfocyty T uczestniczą w aktywacji limfocytów B wydzielających przeciwciała, podczas gdy cytotoksyczne limfocyty T pośredniczą bezpośrednio w eliminacji komórek zakażonych wirusami, pasożytami i innymi mikroorganizmami wewnątrzkomórkowymi.

Komórki te są niezwykle ważne, ponieważ pełnią podstawowe funkcje w różnych aspektach immunologicznych i są niezbędne dla adaptacyjnego systemu obronnego.

Struktura

Limfocyty T to małe komórki o wielkości porównywalnej z wielkością przeciętnej bakterii: o średnicy od 8 do 10 mikronów. Mają charakterystyczny kulisty kształt, a ich cytozol zajmuje głównie duże jądro otoczone kilkoma organellami.

Wszystkie limfocyty powstają z prekursorów z „pierwotnych” lub „generatywnych” narządów limfatycznych. W przypadku limfocytów T są one wytwarzane w szpiku kostnym, a następnie migrują do grasicy w celu dojrzewania (grasica jest narządem gruczołowym zlokalizowanym za kością klatki piersiowej).

Gdy osiągną dojrzałość, są uwalniane do krwiobiegu, ale pełnią swoje funkcje w innych miejscach zwanych „wtórnymi narządami limfatycznymi”.

Limfocyty T, podobnie jak limfocyty B, są komórkami krwi zdolnymi do wytwarzania przeciwciał przeciwko określonym antygenom, z tą różnicą, że nie mogą ich uwolnić do krwiobiegu.

Przeciwciała wyrażane przez limfocyty T są białkami związanymi z błoną plazmatyczną, z miejscami rozpoznawania antygenu „skierowanymi” w kierunku środowiska zewnątrzkomórkowego. Te przeciwciała są znane jako „receptory antygenów komórek T” lub TCR (receptor komórek T).

TCR to transbłonowe heterodimery złożone z dwóch łańcuchów polipeptydowych połączonych ze sobą mostkami dwusiarczkowymi. Każda komórka T przedstawia TCR o wyjątkowej specyficzności.

cechy

Limfocyty T odgrywają fundamentalną rolę w rozwoju adaptacyjnego lub swoistego układu odpornościowego. Są to komórki wielofunkcyjne, ponieważ służą różnym celom w „walce” z atakującymi i potencjalnie patogennymi antygenami.

Niektóre limfocyty T wspomagają produkcję przeciwciał za pośrednictwem limfocytów B; inne są zdolne do interakcji z komórkami krwi linii mieloidalnej, aby pomóc im skuteczniej niszczyć patogeny, podczas gdy inne działają bezpośrednio, aby zabić zainfekowane wirusem komórki lub komórki nowotworowe.

Inną ich funkcją jest pełnienie funkcji komórek regulatorowych przez nadawanie immunologicznej „tolerancji” organizmom, w których działają, lub przez ustalanie pewnych „granic” amplitudy wyzwalanych odpowiedzi.

Rodzaje

Różne typy limfocytów różnią się od siebie ekspresją specyficznych receptorów błonowych, które są rozpoznawane eksperymentalnie przez sztuczne przeciwciała monoklonalne.

Te receptory rozpoznawane przez wspomniane przeciwciała należą do tak zwanej „grupy różnicowania” lub CD (Cluster of Differentiation).

Oznaczenie CD odnosi się do fenotypu komórki i chociaż niekoniecznie jest specyficzne dla typu komórki lub całej linii komórkowej, jest użyteczne do charakteryzowania limfocytów.

Funkcjonalnie, niektórzy autorzy uważają, że limfocyty T można sklasyfikować jako limfocyty pomocnicze T oraz limfocyty cytotoksyczne lub cytolityczne. Oba typy komórek wyrażają podobne receptory komórek T (TCR), ale różnią się ekspresją białek CD.

Inni autorzy jednak wprowadzają dodatkową kategorię zdefiniowaną jako „komórki T pamięci” lub „limfocyty T pamięci”.

Pomocnicze limfocyty T lub „

Pomocnicze komórki T nie pełnią podstawowej funkcji bezpośredniego „atakowania” lub „rozpoznawania” jakiejkolwiek cząsteczki antygenowej, zamiast tego specjalizują się w wydzielaniu cytokin, które promują lub wzmacniają funkcje innych komórek, takich jak limfocyty B.

Komórki te eksprymują na swojej powierzchni białka z grupy CD4, które działają jako koreceptory białek z głównego kompleksu zgodności tkankowej klasy II. Innymi słowy, białka te rozpoznają antygeny prezentowane w kontekście MHC klasy II.

W literaturze można uzyskać nazwy różnych typów komórek pomocniczych T, które różnią się od siebie wydzielaniem różnych typów cytokin i odpowiedzią na określone interleukiny.

Następnie zdefiniowano limfocyty T pomocnicze typu 1 (TH1), które wydzielają cytokinę IFN-γ (przydatne do aktywacji makrofagów i eliminacji patogenu); limfocyty T pomocnicze typu 2 (TH2), które wydzielają duże ilości IL-4, IL-5 i IL-13 (te TH2 sprzyjają wytwarzaniu przeciwciał).

Istnieją również inne limfocyty pomocnicze znane jako „grudkowe limfocyty pomocnicze T” (THF), które, jak sama nazwa wskazuje, są obecne w pęcherzykach limfatycznych i pomagają w aktywacji limfocytów B i stymulowaniu wytwarzania przeciwciał.

Te THF wydzielają również wiele różnych cytokin, uczestnicząc w tym samym czasie w stymulowaniu produkcji przeciwciał związanych z odpowiedzią immunologiczną, w której pośredniczą komórki TH1 i TH2.

Opisano również pomocnicze komórki T typu 9, typu 17 i typu 22, które kontrolują bardzo specyficzne aspekty pewnych odpowiedzi immunologicznych.

Regulacyjne limfocyty T (Tregs)

Istnieje również inny zestaw komórek T, które wyrażają receptory CD4, znane jako limfocyty T regulatorowe CD4 lub „Treg”. Te limfocyty wytwarzają czynnik transkrypcyjny zwany FoxP3 i wyrażają inny marker CD na swojej powierzchni o nazwie CD25.

Regulacyjne funkcje komórek T (źródło: Gwilz via Wikimedia Commons)

Jego mechanizmy regulacyjne obejmują kontakty międzykomórkowe, ekspresję cząsteczek powierzchniowych, zwiększoną odpowiedź na czynniki wzrostu i zmienioną produkcję cytokin regulatorowych, takich jak TGF-β1 i IL-10.

Limfocyty T cytotoksyczne lub cytolityczne

Z kolei cytotoksyczne limfocyty T są odpowiedzialne za atakowanie i niszczenie komórek inwazyjnych lub obcych, dzięki swojej zdolności do wiązania się z nimi i uwalniania specjalnych granulek obciążonych różnymi typami białek cytotoksycznych.

Peruryny i granzymy zawarte w ziarnistościach cytotoksycznych cytolitycznych komórek T mają zdolność, odpowiednio, otwierania porów w błonie komórkowej i degradacji białek, co powoduje lizę atakowanych przez nie komórek.

Mnożenie i działanie cytotoksycznych limfocytów T i odpowiadających im limfocytów T pamięci (źródło: OpenStax College za pośrednictwem Wikimedia Commons)

Ten typ limfocytów T jest szczególnie odpowiedzialny za degradację komórek zakażonych wirusami, bakteriami lub pasożytami wewnątrzkomórkowymi, a także komórkami nowotworowymi lub nowotworowymi.

Cytotoksyczne limfocyty T są rozpoznawane przez ekspresję błonową białek podobnych do CD8, które są białkami zdolnymi do rozpoznawania i wiązania antygenów, które są im prezentowane w kontekście innych białek błonowych: tych z głównego kompleksu zgodności tkankowej klasy I.

Limfocyty pamięci T.

Jak już wspomniano, „naiwne”, „niewinne” lub „naiwne” limfocyty T różnicują się, gdy wchodzą w kontakt z antygenem. To zróżnicowanie prowadzi nie tylko do powstania komórek T CD4 i CD8, ale także do innej klasy komórek T, znanej jako komórki pamięci .

Komórki te, podobnie jak limfocyty B pamięci, mają znacznie dłuższą żywotność, a ich populacje komórek rozszerzają się i różnicują w efektorowe limfocyty T, takie jak CD4 i CD8, kiedy ponownie wchodzą z nimi w kontakt. antygen.

Komórki pamięci mogą mieć markery CD4 lub CD8, a ich główną funkcją jest dostarczanie „pamięci molekularnej” do układu odpornościowego przeciwko „znanym” patogenom.

Dojrzewanie

Limfocyty T podlegają rygorystycznej selekcji i dojrzewają w grasicy. Podczas procesu dojrzewania komórki te uzyskują zdolność do ekspresji białka będącego receptorem antygenu na swojej błonie: receptora komórek T.

Prekursorowe komórki hematopoetyczne limfocytów T migrują do grasicy w bardzo wczesnych stadiach rozwoju, a dojrzewanie polega głównie na rearanżacji genów kodujących receptory TCR i inne markery błonowe.

Prekursory limfocytów T, gdy docierają do grasicy, są znane jako „tymocyty”, czyli te, które namnażają się i różnicują w różne subpopulacje dojrzałych komórek T.

W grasicy występuje zarówno pozytywna selekcja komórek rozpoznających obce antygeny, jak i negatywna selekcja, która eliminuje komórki rozpoznające własne cząsteczki.

Dojrzewanie następuje początkowo w zewnętrznej korze grasicy, gdzie komórki proliferują z bardzo małą szybkością.

Aktywacja

Limfocyty T, nie będąc w kontakcie z antygenem, pozostają w fazie G0 cyklu komórkowego, w swego rodzaju starzeniu.

Termin aktywacja odnosi się do wszystkich zdarzeń, które zachodzą podczas „zaangażowania” receptorów antygenowych w błonie tych komórek, co zasługuje na udział komórek pomocniczych, które w niektórych tekstach określa się jako komórki prezentujące antygen lub APC. (z English Antigen Presenting Cells).

APC zawierają na swojej powierzchni cząsteczki błonowe, które „pokazują” antygeny limfocytom T. Są one znane jako „cząsteczki głównego kompleksu zgodności tkankowej” lub MHC (główny kompleks zgodności histologicznej).

Proces aktywacji limfocytów T. Receptory antygenowe i antygeny przedstawione w kontekście białek klasy II głównego kompleksu zgodności tkankowej (MHC) (źródło: Cecilia Tejero García via Wikimedia Commons)

W trakcie procesu aktywacji limfocyty powiększają się i zmieniają z pierwotnego kształtu kulistego na kształt zbliżony do lusterka ręcznego i na tym etapie limfocyty nazywane są limfoblastami.

Limfoblasty, w przeciwieństwie do nieaktywnych limfocytów, mają zdolność proliferacji mitotycznej, generując inne komórki zdolne do różnicowania.

Aktywacja pomocniczych komórek T.

Limfocyty TH można aktywować tylko wtedy, gdy komórki APC „przedstawiają” im obcy antygen przy pomocy cząsteczek MHC klasy II. Pierwszym krokiem na tej ścieżce aktywacji jest rozpoznanie prezentowanego antygenu przez receptor TCR.

Następnie komórka pomocnicza CD4 oddziałuje z regionem cząsteczki MHC II, tak że powstaje kompleks między białkiem TCR, antygenem i cząsteczką MHC II, co zapewnia rozpoznanie zarówno antygenu, jak i cząsteczek prezentowanych przez APC.

Zarówno komórka T, jak i komórka prezentująca antygen wydzielają następnie cytokiny regulatorowe, które pomagają aktywować aktywowaną komórkę pomocniczą T CD4. Po aktywacji ten limfocyt namnaża się i wytwarza nowe „naiwne” limfocyty T CD4, które różnicują się w inne typy pamięci lub limfocyty efektorowe.

Aktywacja cytotoksycznych limfocytów T.

Sekwencja kroków, która ma miejsce podczas aktywacji limfocytów CD8 jest bardzo podobna do sekwencji pomocniczych limfocytów T. Jednak zaangażowane cząsteczki MHC należą do klasy I.

Po rozpoznaniu antygenów i receptorów, komórki APC zaangażowane w ten proces i aktywujące cytotoksyczne limfocyty T wydzielają cytokiny, które aktywują proliferację klonalną i różnicowanie limfocytów.

Podobnie jak w przypadku komórek T CD4, komórki T CD8 mogą różnicować się w komórki efektorowe lub komórki pamięci, w którym to przypadku działają odpowiednio jako komórki cytotoksyczne lub molekularne.

Aktywacja limfocytów T CD8 następuje dzięki udziałowi innych pomocniczych limfocytów T, w szczególności komórek typu 1.

Przekazywanie sygnału

Aktywacja limfocytów polega na transdukcji sygnałów ze środowiska zewnątrzkomórkowego do przestrzeni cytozolowej i jądra. Sygnały te są odbierane przez receptory antygenowe obecne na błonie komórkowej i tłumaczone przez wewnętrzne szlaki sygnalizacyjne.

Ostatecznym celem otrzymania tych sygnałów jest aktywacja transkrypcji określonych genów, które kodują określone białka powierzchniowe.

Należy wspomnieć, że limfocyty, które są aktywowane i nie różnicują się (dojrzewają), są usuwane z organizmu na drodze apoptozy lub zaprogramowanej śmierci komórki.

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. Cavanagh, M. (nd). Aktywacja komórek T. Brytyjskie Towarzystwo Immunologii.
4. Heath, W. (1998). Limfocyty T. W Encyclopedia of Immunology (str. 2341–2343). Elsevier.
5. Kindt, T., Goldsby, R. i Osborne, B. (2007). Kuby's Immunology (6th ed.). Meksyk DF: McGraw-Hill Interamericana z Hiszpanii.
6. Martin, S. (2014). Limfocyty T jako narzędzia diagnostyki i immunotoksykologii. Limfocyty T jako narzędzia diagnostyczne i immunotoksykologiczne (tom 104). Skoczek.
7. Pinchuk, G. (2002). Zarys teorii i problemów immunologii Schauma. Firmy McGraw-Hill.
8. Reinherz, E., Haynes, B., Nadles, L., & Bernstein, I. (1986). Typowanie leukocytów II. Ludzkie limfocyty T (tom 1). Skoczek.
9. Smith-Garvin, JE, Koretzky, G. a, & Jordan, MS (2009). Aktywacja komórek T. Annu. Rev. Immunol. , 27, 591–619.