Лимфоциты

Введение

 

Лимфоциты обладают уникальным свойством — способностью распознавать антиген. Они делятся на B-, T-лимфоциты и нулевые клетки. Под световым микроскопом все лимфоциты выглядят одинаково, но их можно отличить друг от друга по антигенам клеточной поверхности и функциям. T-лимфоциты составляют 70—80%, а B-лимфоциты — 10—15% лимфоцитов крови. Оставшиеся лимфоциты называются нулевыми клетками. Антигены клеточной поверхности лимфоцитов можно выявить с помощью моноклональных антител, меченных флюоресцентными красителями.

Источниками моноклональных антител служат гибридомы, получаемые при слиянии миеломных клеток с плазматическими. Гибридомы способны к неограниченному делению и  выработке антител, специфичных  к определенному антигену. Поскольку  набор антигенов клеточной поверхности лимфоцитов зависит не только от типа и стадии дифференцировки клеток, но и от их функционального состояния, с помощью моноклональных антител можно не только различить разные лимфоциты, но и отличить покоящиеся клетки от активированных. Антигены клеточной поверхности, выявляемые с помощью моноклональных антител, принято называть кластерами дифференцировки и обозначать CD.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Т-Лимфоциты их роль  в организме.

 

За клеточный иммунитет ответственны Т - лимфоциты (Т - клетки). Эти иммунные клетки названы так из-за тимуса, в котором они подвергаются основным стадиям своей дифференциации (школа Т-клеток). Активность Т-клеток направлена против зараженной вирусом клетки организма, а также на защиту от грибов и паразитов. Т-Клетки принимают активное участие в процессе отторжения чужеродной ткани и помогают в формировании гуморального иммунного ответа. По своей функции они делятся нацитотоксические Т-клетки — Т-киллеры (на схеме зеленого цвета) и клетки-помощники — Т-хелперы(на схеме голубого цвета).

Предшественники Т-лимфоцитов заселяют вилочковую железу, пролиферируют  там, превращаются в Т-лимфоциты, а  затем мигрируют в тимусзависимые зоны периферические органы иммунной системы, где приобретают способность  к специфической активации. Под влиянием стромальных элементов лимфоциты приобретают способность реагировать на стимулы микроокружения, т.е. на тимические факторы, и синтезировать специфические маркеры тимоцитов и Т-лимфоцитов. В свою очередь гуморальный иммунный ответ направлен на активацию В-лимфоцитов (В-клетки, на схеме светло-коричневый цвет), которые созревают в костном мозге в отличие от Т-клеток тимуса. В-Клетки несут на своей поверхности антитела) и выделяют их в плазму. Антитела обладают способностью специфически связывать соответствующие антигены. Связывание антител с антигенами — решающее звено в системе защиты организма от внеклеточных вирусов и бактерий. В результате такого связывания последние опознаются как инородные тела и в дальнейшем уничтожаются.

"Память" иммунной  системы представлена так называемыми "клетками памяти". Эти наиболее долгоживущие клетки существуют для каждого типа иммунных клеток.

Проникший в организм вирус эндоцитируется макрофагами и затем частично разрушается в эндоплазматическом ретикулуме . В результате образуются чужеродные фрагменты, которые экспонируются на клеточной поверхности макрофагов . Эти фрагменты «презентируются» специальной группой мембранных белков.

Комплекс из вирусного  фрагмента и белка главного комплекса  гистосовместимости [ГКГС (МНС)] распознается и связывается Т-клетками с помощью специфических (Тклеточных) рецепторов. Среди огромного числа Т-клеток только немногие обладают подходящим рецептором. Связывание приводит к активации этих Т-клеток и появлению их селективных копий ,"клональная селекция"). В активации Т-клеток участвуют различные гормоноподобные Сигнальные белки,интерлейкины. Эти белки секретируются теми клетками иммунной системы, которые активируются при связывании с Т-клетками. Так, активированные макрофаги с презентируемым вирусным фрагментом секретируют IL-1 , а Т-клетки продуцируют IL-2 , который стимулирует их собственное клональное копирование и репликацию Т-хелперных клеток.

Клонированные и активированные Т-клетки осуществляют различные функции в зависимости от их типа. Цитотоксические Т-клетки (на схеме зеленого цвета) способны узнавать и связывать те клетки организма, которые инфицированы вирусами и на своих рецепторах ГКГС несут фрагменты вируса. Цитотоксические Т-клетки секретируют перфорин — белок, который делает проницаемой мембрану связанной инфицированной клетки, что и приводит к ее лизису .

Т-Хелперы (на схеме голубого цвета), напротив, связываются с В-клетками, которые презентируют на своей поверхности фрагменты вируса, связанные с белком ГКГС . Это ведет к селективному клонированию индивидуальных В-клеток и их массированной пролиферации, Интерлейкин стимулирует созревание В-клеток — превращение в плазматические клетки, способные синтезировать и секретировать антитела .

Процесс пролиферации лимфоцитов в вилочковой железе протекает очень интенсивно, но не все клетки мигрируют из вилочковой железы в виде Т-лимфоцитов: большинство из них там же погибает.

Полагают, что причиной их гибели служит присоединение антигена к антигенспецифическому рецептору  этих клеток. В вилочковой железе нет чужеродных антигенов, вот почему этот механизм может служить для удаления Т-лимфоцитов, способных реагировать с аутоструктурами организма, т.е. защищать его от аутоиммунных реакций. Специфическое взаимодействие с антигеном служит началом процесса дифференцировки в зрелые и долгоживущие клетки, составляющие большую часть рециркулирующих Т-лимфоцитов. 
Т-лимфоцит, аналогично В-лимфоциту, несет на своей поверхности специфические рецепторы для распознавания антигенов. Структурная основа процесса узнавания антигена до сих пор неизвестна. 
У всех иммунокомпетентных Т-лимфоцитов антигенный рецептор нековалентно, но достаточно прочно связан в комплекс с молекулой Т3, состоящей из пяти пептидных цепей, которая участвует в передаче сигнала от узнающего антиген гетеродимера внутрь клетки. Таким образом, рецептор Т-лимфоцитов представляет собой комплекс, образованный гетеродимером и Т3 (или СД3). 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.Образование и развитие Т-лимфоцитов

 

Клетки, осуществляющие иммунологические функции, имеют общее происхождение, они являются производными полипотентной стволовой кроветворной клетки. Стволовые кроветворные клетки самоподдерживающаяся популяция мезенхимных клеток костного мозга. Они составляют менее 0,01% всех клеток костного мозга, но их роль исключительно велика: они являются родоначальниками всех клеток крови и клеток иммунной системы. Стволовые клетки полиморфны. 80-90% из них находится в Go фазе клеточного цикла, т.е. в состоянии покоя. Это обеспечивает относительную устойчивость популяции и широкие возможности мобилизации клеток для их дифференцировки. 10-20% стволовых клеток находятся в разных фазах деления. В результате митоза из них формируется два вида дочерних клеток. Одни сохраняют свойства родительских, оставаясь в популяции недифференцированных стволовых кроветворных клеток.

Другие дочерние клетки дифференцируются в клетки-предшественники  лимфоцитов или миелоцитов. Первые в дальнейшем превращаются в В- или  Т-лимфоциты, вторые дают начало гранулоцитам, макрофагам, эритроцитам и тромбоцитам. Направление и интенсивность дифференцировки клеток регулируются гуморальными факторами -- цитокинами, гормонами, гормоноподобными веществами, что обеспечивает потребность организма в тех или иных клетках. В ходе дифференцировки клетки покидают костный мозг, распределяются по органам и тканям и лишь часть из них завершают дифференцировку на месте.

Лимфоциты. Лимфоциты, как и другие клетки иммунной системы, являются производными полипотентной стволовой клетки костного мозга. В результате пролиферации и дифференцировки стволовых клеток формируются две основные группы лимфоцитов, именуемые В- и Т-лимфоцитами, которые морфологически не отличимы друг от друга. В ходе дифференцировки лимфоциты приобретают рецепторный аппарат, определяющий их способность взаимодействовать с другими клетками организма и отвечать на антигенные воздействия, формировать клоны клеток потомков, реализующих конечный эффект иммунологической реакции (образование антител или цитолитических лимфоцитов).

Созревание и дифференцировка  лимфоцитов проходят в два этапа. Первый этап -- развитие от стволовой клетки до зрелого лимфоцита, способного вступать в контакт с антигеном называемого антиген-реактивной клеткой (АРК). Созревание лимфоцита на этом этапе не зависит от воздействия антигена, рецепторы к которому формируются только при завершении созревания. Второй этап осуществляется в том случае, если лимфоцит вступил в контакт с антигеном, рецепторами для которого он обладает. Антиген индуцирует в АРК цепь внутриклеточных событий, начинающихся с активации внутриклеточной протеинкиназы и мобилизации из митохондрий в цитозоль внутриклеточного Са2+. Действие протеинкиназы и Са2+ разнонаправленно: протеинкиназа индуцирует дальнейшую пролиферацию клетки, деление, формирование клона, Са2+ -- тормозит или прекращает этот процесс, активирует эндонуклеазы лимфоцита, разрушающие ДНК и приводящие клетки к апоптозу (физиологической гибели). В зрелых лимфоцитах второй механизм, способствующий развитию иммунологической толерантности, репрессирован и происходит дальнейшее развитие клеток, обуславливающих формирование позитивного иммунного ответа.

 

 

 

 

 

 

 

3. Субпопуляции Т-лимфоцитов в организме.

 

Периферические Т-клетки подразделяются на различные субпопуляции, значительный прогресс изучения которых  произошел с помощью техники моноклональных антител. 

Т-хелперы (помощники, индукторы) – запрограммированы индуцировать размножение и (или) дифференцировку клеток других типов. Например, они индуцируют секрецию антител В-лимфоцитами и стимулируют моноциты, тучные клетки и предшественники Т-киллеров к участию в клеточных иммунных реакциях. Т-хелперы активируют эффекторные, а Т-индукторы – регуляторные клетки, хотя различие между ними оказывается искусственным. Эта субпопуляция активируется антигенами, ассоциируемыми с продуктами генов МНС класса II – молекулами класса II, представленными преимущественно на поверхности В-клеток и макрофагов. 
Существует как минимум три класса Т-хелперов:

1. Т-хелперы, узнающие  МНС. Они обладают специфичностью к антигену, презентированному в комплексе со своими молекулами МНС класса II. Эти клетки пролиферируют в ответ на комплекс "антиген+молекулы МНС класса II", а также индуцируют пролиферацию В-клеток, связавших данный антиген и имеющих на своей поверхности молекулы МНС II класса, а также дифференцировку этих В-клеток до антителообразующих клеток;

2. Т-хелперы, узнающие иммуноглобулины. Некоторые Т-хелперы обладают специфичностью как к антигенам, так и к собственным идиотипическим детерминантам. Они активируют В-клетки, имеющие такие же идиотипические детерминанты. Эти же Т-клетки узнают собственные идиотипы в комплексе со своими молекулами МНС класса II и, возможно, могут активировать В-клетки в отсутствие антигена и других Т-клеток. Физиологическая роль этих клеток точно неизвестна;

3. Т-хелперы, секретирующие  лимфокины. Часть Т-клеток осуществляет свою "хелперную" функцию через освобождение "дальнодействующих" факторов – ИЛ-2 и фактора, замещающего Т-клетки. Эти факторы называются лимфокинами. Они активируют или способствуют активации других Т- или В-клеток, узнавая антиген в комплексе с собственными белками МНС класса II. Эти же клетки могут индуцировать реакции гиперчувствительности замедленного типа. 
Т-индукторы супрессии – Т-клетки, индуцирующие превращение других Т-клеток в Т-супрессоры.

Супрессорные Т-клетки. Клетки генетически запрограммированные для супрессорной активности, отвечают преимущественно на продукты генов МНС класса I. В настоящее время описано большое количество супрессорных Т-клеток, имеющих отличительные особенности:

Супрессорные эффекторные  Т-клетки связывают антиген и  секретируют факторы, инактивирующие Т-хелперы;

Ts3 (supressor T cells) – это  антигенсвязывающий, несущий идиотип  эффекторный Т-супрессор, вызывающий супрессию реакций ГЗТ;

Т-супрессоры, узнающие молекулы (продукту) МНС класса II и предотвращающие  пролиферацию клеток в ответ на антиген или супрессирующий секрецию антител антигенсвязывающими В-клетками;

Т-супрессоры, узнающие идиотип  и связывающиеся с ним и  тем самым супрессирующие секрецию антител В-клетками, несущие соответствующие антигенные детерминанты.

Цитотоксические Т-клетки или Т-киллеры. Они узнают антиген в комплексе с собственными МНС-молекулами класса I. Описаны также Т-киллеры, специфические к МНС-молекулам класса II. Они секретируют цитотоксические лимфокины. 

Контрсупрессорные Т-клетки. Они предотвращают инактивацию Т-хелперов и Т-индукторов супрессорными эффекторными Т-клетками. Об этих клетках известно немного: они специфичны по отношению к антигену и играют важную роль в развитию иммунологической памяти при активной супрессии.

В целом, сейчас выделяют уже более 10 типов Т-клеток, а в будущем предстоит обнаружить еще большее их разнообразие. Однако в любом случае следует помнить о том, что у различных классов Т-клеток антиген узнают разные рецепторные молекулы. Используя современные методы биохимического, серологического и молекулярно-генетического анализа клонированных популяций Т-клеток, можно выявить различия между этими рецепторными молекулами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.Абсолютное и относительное содержание Т-лимфоцитов (СD3)

 

Главную роль в иммунных реакциях играют Т-лимфоциты, которые посредством клеточных рецепторов распознают антигены. Поэтому их называют антигенреактивными, или иммунокомпетентными клетками.

Снижение этого показателя может свидетельствовать о нарушении  в клеточном звене иммунитета. Однако многообразие функций, которые выполняют Т-лимфоциты в рамках реализации иммунного ответа, связано с существованием различных их субпопуляций.

Показатели у здоровых лиц, принятые в качестве региональной нормы : абсолютное количество T-лимфоцитов (CD3) — 1,42 ± 0,13 х 109/л, референтные величины — 0,59–2,88 х 109/л; относительное количество T-лимфоцитов (CD3) — 73,10 ± 1,46 %, референтные величины — 56–83 %.

Диагностическое значение. Повышение относительного числа  СD3 отмечается при резко поляризованном Th1-типе иммунного ответа на вирусный антиген. Снижение относительного числа СD3 бывает как при иммунодефицитном состоянии, так и при резком увеличении доли В-лимфоцитов при Th2-типе ответа.

Увеличение абсолютного  числа СD3 может быть связано с  лимфоцитозом при нормальном относительном числе СD3, с увеличением относительного числа СD3 при резко поляризованном Th1-ответе. Снижение абсолютного числа СD3 может быть вызвано лимфопенией, а также Т-клеточным дефицитом.