Т лимфоциты обучаются непосредственно в
Т-клетки это фактически приобретенный иммунитет, способный защитить от цитотоксического повреждающего воздействия на организм. Чужеродные клетки-агрессоры, попадая в организм вносят “хаос”, который внешне проявляется в симптомах заболеваний.
Клетки-агрессоры повреждают по ходу своей деятельности в организме все, что могут, действуя в своих интересах. А задача иммунной системы найти и уничтожить все чуждые элементы.
Специфическая защита организма от биологической агрессии (чужеродных молекул, клеток, токсинов, бактерий, вирусов, грибов и т.д.) осуществляется при помощи двух механизмов:
- продуцирования специфических антител в ответ на чужеродные антигены (потенциально опасных для организма веществ);
- выработки клеточных факторов приобретённого иммунитета (Т-клетки).
Как осуществляются иммунные реакции
При попадании в организм человека «клетки-агрессора», иммунная система распознаёт чужеродные и собственные измененные макромолекулы (антигены) и удаляет их из организма. Также при первичном контакте с новыми антигенами происходит их запоминание, что способствует их более быстрому удалению, в случае вторичного попадания в организм.
Процесс запоминания (презентация) происходит благодаря антиген-распознающим рецепторам клеток и работе антиген представляющих молекул (МНС молекул- комплексов гистосовместимости).
Что такое Т-клетки иммунной системы, и какие функции они выполняют
Функционирование иммунной системы обуславливается работой лимфоцитов. Это клетки иммунной системы, являющиеся
разновидностью лейкоцитов и способствующие формированию приобретённого иммунитета. Среди них выделяют:
- В-клетки (распознающие «агрессора» и вырабатывающие к нему антитела);
- Т-клетки (выполняющие функцию регулятора клеточного иммунитета);
- NК- клетки (разрушающие отмеченные антителами чужеродные структуры).
Однако, помимо регуляции иммунного ответа, Т-лимфоциты способны выполнять эффекторную функцию, разрушая опухолевые, мутировавшие и чужеродные клетки, участвовать в формировании иммунологической памяти, распознавать антигены и индуцировать иммунные реакции.
Справочно. Важной особенностью T-клеток является их способность реагировать только на презентированные антигены. На одном T-лимфоците находится только один рецептор к одному конкретному антигену. Это обеспечивает отсутствие реакции T-клеток на собственные аутоантигены организма.
Разнообразие функций Т-лимфоцитов обусловлено наличием в них субпопуляций, представленных Т-хелперами, Т-киллерами и Т-супрессорами.
Субпопуляция клеток, их стадия дифференцирования (развития), степень зрелости и т.д. определяется при помощи специальных кластеров дифференцировки, обозначаемых как СD. Наиболее значимыми являются СD3, СD4 и СD8:
- СD3 находится на всех зрелых T-лимфоцитах, он способствует передаче сигнала от рецептора к цитоплазме. Это важный маркер функционирования лимфоцитов.
- СD8 – это маркер цитотоксических T-клеток.
- СD4 является маркером T-хелперов и рецептором к ВИЧ (вирус иммунодефицита человека)
Т-хелперы
Около половины Т-лимфоцитов имеют антиген CD4, то есть являются Т-хелперами. Это помощники, стимулирующие процесс секреции антител В-лимфоцитами, стимулируют работу моноцитов, тучных клеток и предшественников Т-киллеров к «включению» в иммунную реакцию.
Справочно. Функция хелперов осуществляется за счёт синтеза цитокинов (информационных молекул, регулирующих взаимодействие между клетками).
В зависимости от продуцируемого цитокина, их разделяют на:
- T-хелперные клетки 1-го класса (продуцируют интерлейкин-2 и гамма-интерферон, обеспечивая гуморальный иммунный ответ на вирусы, бактерии, опухоли и трансплантанты).
- T-хелперные клетки 2-го класса (секретируют интерлейкины-4,-5,-10,-13 и отвечают за образование IgЕ, а также иммунного ответа, направленного на внеклеточные бактерии).
Т-хелперы 1-го и 2-го типа всегда взаимодействуют антагонистически, то есть повышенная активность первого типа угнетает функцию второго типа и наоборот.
Работа хелперов обеспечивает взаимодействие между всеми клетками иммунитета, определяя какой тип иммунного ответа будет преобладать (клеточный либо гуморальный).
Важно. Нарушение работы клеток-помощников, а именно недостаточность их функции, наблюдается у больных с приобретённым иммунодефицитом. Т-хелперы являются основной мишенью ВИЧ. В результате их гибели нарушается иммунная реакция организма на стимуляцию антигенов, что приводит к развитию тяжёлых инфекций, росту онкологических новообразований и летальному исходу.
Т-киллеры
Это так называемые T-эффекторы (цитотоксические клетки) или клетки убийцы. Такое название обусловлено их способностью уничтожать клетки-мишени. Осуществляя лизирование (ли́зис (от греч. λύσις — разделение) — растворение клеток и их систем) мишеней, переносящих чужеродный антиген или мутировавший аутоантиген (трансплантанты, опухолевые клетки), они обеспечивают реакции противоопухолевой защиты, трансплантационного и противовирусного иммунитета, а также аутоиммунные реакции.
Т-киллеры при помощи собственных МНС-молекул распознают чужеродный антиген. Связываясь с ним на поверхности клетки, они продуцируют перфорин (цитотоксический белок).
После лизирования клетки «агрессора» Т-киллеры остаются жизнеспособными и продолжают циркулировать в крови, разрушая чужеродные антигены.
Т-киллеры составляют до 25-ти процентов от всех Т-лимфоциотов.
Справочно. Помимо обеспечения реакций нормального иммунного ответа, Т-эффекторы могут участвовать в реакциях антителозависимой клеточной цитотоксичности, способствуя развитию гиперчувствительности второго типа (цитотоксической).
Это может проявляться лекарственными аллергиями и различными аутоиммунными заболеваниями (системные заболевания соединительной ткани, гемолитическая анемия аутоиммунного характера, злокачественная миастения, аутоиммунные тиреоидиты, и т.д.).
Подобным механизмом действия обладают некоторые лекарственные средства, способные запускать процессы некроза опухолевых клеток.
Важно. Препараты с цитотоксическим действием используют в химиотерапии онкологических заболеваний.
Например, к таким медикаментам относится Хлорбутин. Это средство применяют для лечения хронического лимфолейкоза, лимфогранулематоза и рака яичников.
Т-супрессоры и клетки памяти
Супрессоры подавляют функцию хелперов и В-лимфоцитарного звена. Однако современная классификация не выносит супрессоры в отдельную субпопуляцию. Поскольку доказано, что решающую роль в угнетении иммунной реакции играют апоптоз и специфические цитокины.
Помимо основных T-лимфоцитов, в организме человека существуют потомки клеток, контактировавших с антигеном и имеющих к нему рецепторы. Это клетки обеспечивающие иммунологическую память. Они способны в течение от десяти до 15 лет сохранять память об антигене, передавая её другим клеткам.
Справочно. Благодаря клеткам памяти обеспечивается быстрый иммунный ответ при повторном попадании «агрессора» в организм.
Нулевые лимфоциты
К ним относят лимфоциты, не имеющие T и B маркеров. Они составляют до 10% от всей популяции лимфоцитов. К ним относят NК-клетки (естественные киллеры) и K-клетки (киллерные).
Справочно. Основным отличием NK-клеток от T-киллеров является способность уничтожать не сенсибиллизированные клетки-мишени.
K-клетки отвечают за антителозависимую клеточную цитотоксичность. Они отражают взаимодействия гуморального и клеточного звеньев иммунитета, а также выступают в качестве «наводчиков» эффекторных (выполняющих функцию – в данном случае уничтожение) клеток на мишень.
NК- клетки обеспечивают контроль за качеством клеток и участвуют в формировании противовирусного иммунитета, обеспечиваютзащиту от роста опухолей и размножения мутировавших (дефектных) клеток.
Диагностика клеточного иммунитета
Диагностика T- и B-лимфоцитарного звена позволяет оценить состояние клеточного иммунитета. Базовое исследование с определением процентного содержания Т-, В- и нулевых клеток проводится с целью выявления первичных или вторичных иммунодефицитов, а также при контроле иммуностимулирующего лечения.
Исследование основных популяций при помощи маркеров CD3, 8, 19, 16+5б, а также соотношение между хелперами и киллерами, позволяет комплексно оценить иммунный статус. Для исследования используют венозную кровь.
Диагностика проводится при выявлении и контроле течения:
- аутоиммунных заболеваний (увеличено содержание CD3, CD4 хелперов);
- лимфолейкозов (повышено количество Т-лимфоцитов CD3);
- злокачественных новообразований (увеличено количество NK);
- ВИЧ (CD3, CD8);
- хронических инфекций, аллергических реакций, бронхиальной астмы и т.д.
Справочно. В зависимости от результатов анализа пациенту может быть рекомендована консультация иммунолога, гематолога, аллерголога, онколога или инфекциониста. С дальнейшим лечением у профильного специалиста по основному заболеванию.
Источник
Все компоненты иммунной системы важны. Они защищают человека от бактерий, вирусов и грибков. Важную роль в этом играют Т-лимфоциты, снижение или повышение которых может свидетельствовать о развитии заболеваний в теле человека. С греческого языка название переводится как “клетки-вместилище Тимуса”. Тимоциты отвечают за многие процессы. Например, они вырабатывают интерферон, который защищает человека от острых вирусных заболеваний, тормозит выработку нуклеиновых кислот.
Процесс образования и функции лимфоцитов
Главная задача этого вида лейкоцитов — идентифицировать антигены как родные или чужеродные. Они умеют регулировать клеточный и гуморальный иммунитет. В теле взрослого человека содержится более 1000 таких компонентов на 1 микролитр. Все лимфоциты делятся на:
- B-клетки, отличающие чужеродные антигены от родных, вырабатывающие белковые молекулы для борьбы с ними;
- Тимоциты, регулирующие иммунитет, запускающие выработку антител, тормозящие их;
- NK-клетки, проверяющие все клетки на пригодность и разрушающие некачественные.
Место образования лимфоцитов зависит от их вида. Т-клетки образуются в костном мозге, откуда попадают в тимус. Так называется орган, обучающий клетки иммунной системы идентифицировать патогены и устранять их. За всю “жизнь” Т-лимфоциты успевают пройти большой путь – от вилочковой железы до селезенки, где они умирают. За это время они успевают сильно измениться, чтобы превратиться в эффективное оружие против вирусов, бактерий, грибков. Они умеют бороться даже с раковыми опухолями.
Интересный факт!
После “обучения” клеток иммунной системы от 70 до 90 процентов из них превращаются в тимоцитах.
Активация
TCR (Т-клеточные рецепторы) состоят из 2 звеньев: альфа и бета. Из-за этого все лимфоциты умеют обучаться. Находя антиген, они создают копию Т-клетки, которая будет с ними бороться. Каждый новый клон неповторим по своему составу и навыкам. Цепи α и β не умеют запустить работу лимфоцитов. Они — один из компонентов, необходимых для активации работы иммунной системы. Для запуска иммунной реакции необходимы:
- иультипротеиновые звенья CD3δ, CD3ε и CD3γ;
- имммуноглобулин ζ;
- рецепторы CD8 и CD4.
Читайте также
Т-лимфоциты умеют справляться с вирусами, микробами, бактериями, грибками, которые прячутся в родных клетках. Тимусы диагностируют поврежденные участки и умеют полностью разрушить их, убив паразитов. Т-киллеры при этом не повреждают здоровые клетки. Этим они сильно отличаются от естественных киллеров или NK-клеток, которые не умеют отделить пораженные участки от остальных. Активация Т-лимфоцитов проходит в четыре этапа:
- Запускается работа фосфолипазы C-γ, из-за чего изменяется экспрессия генов клеток, которые обнаруживают и уничтожают зараженные участки организма.
- Активация метаболизма через взаимодействие с серином и треониновой киназой, которые нужны для работы синтеза и пролиферации.
- Усиление связи Т-клетки и АПК или антиген-презентирующей клетки. Стабилизация происходит посредством адапторного протеина ADAP. Без этого контакт был бы подвержен разрывам из-за недостаточной прочности.
- Создание иммунного синапса через перегруппировку цитоскелета, которая запускается при активации белка Vav.
Функции Т лимфоцитов
Клетки обеспечивают постоянное поддержание здоровье. Они функционируют не только в случае болезни. Т-лимфоциты отслеживают появление паразитов в организме: микробов, бактерий, грибков и вирусов. Эти клетки иммунной системы умеют моментально распознать повреждения и разрушить их. Главная задача Т-лимфоцитов — диагностировать болезнь и убрать возбудитель.
При появлении паразитарных организмов в теле иммунная система должна немедленно отличить здоровые клетки от инфицированных. Некоторые заболевания умеют “скрывать” себя от тимоцитов. Например, раковые опухоли, хоть и состоят из антигенов, организм не всегда способен распознать их. Все дело в происхождении этих антител: онкологические заболевания не приходят извне, а появляются непосредственно внутри тела. Иммунная система не может распознать пораженные участки, т.к. они выросли почти естественным путем.
Интересный факт!
Когда клетки иммунной системы находят новый патоген, он добавляется в своеобразную базу. Если он будет обнаружен снова, организм уже будет знать, как с ним бороться. По такой механике работает вакцинация.
Т-лимфоциты умеют находить и лечить заболевания, которые сложно диагностировать даже с помощью современной медицины. Ученые в области биологии и онкологии выяснили, что иммунную систему можно “запрограммировать” и “перезапустить”.
Если ранее клетки, образованные в тимусе, не могли отличить белки опухоли от уже имеющихся в организме, то после перезапуска Т-клетки научились распознавать зараженные участки и лечить опухоль. Лимфоциты атаковали опухоль, полностью уничтожая ее. Такие исследования подтверждают способность Т-клеток обеспечить полную защиту организма от большинства заболеваний.
Виды
Надежная защита организма от паразитов обеспечивается слаженной работой трех компонентов. Все они образуются в тимусе, но различаются по своему функционалу. Одни отвечают за распознавание антител, другие за их уничтожение.
Нехватка хотя бы одного вида способна полностью подорвать иммунную систему человека. Каждый тип Т-клеток выполняет свою роль. Например, если пораженные участки организма не будут обнаружены, то имунная не сможет их излечить.
Т-хелперы
Этот вид лейкоцитов нужен, чтобы запустить работу других компонентов адаптивной иммунной реакции. Без них не активируются:
- Т-киллеры;
- В-лимфоциты;
- моноциты;
- NK-клетки.
Всем этим элементам Т-хелперы отправляют частички пораженных участков, чтобы сообщить организму о новом заболевании. Также они выделяют цитокины как реакцию на антигены. В состав хелперов входят молекулы CD4, которых. Их не бывает в других видах тимоцитов.
Всего существует несколько видов Т-хелперов:
- Th0 — самые простые представители, которые еще не были дифференцированы;
- Th1 — помогает иммунитету успешно развиваться и выделяет интерферон—гамму;
- Th2 — запускает работу B-лимфоцитов, создает 4, 5 и 13 интерлейкины;
- T-reg — создает на своей поверхности CD25 молекулы и передает генам информацию о Foxp3 факторе;
- Th17 — главный тип тимоцитов, которые запускает производство IL-17 — провоспалительные цитокины;
- Th22 — активируются при поражениях кожи, в биологии выделены сравнительно недавно.
Внимание!
У новорожденных в крови больше содержится Т2-хелперов. Со временем их концентрация меняется.
Т-киллеры
Устранить заболевание было бы невозможным без лизиса зараженных клеток. Именно разрушением антител занимаются Т-киллеры, которые иногда называют цитотоксическими тимоцитами, или CTL. Эти клетки атакуют паразитов, вирусы, бактерии, опухоли и другие виды патогенов. Т-киллеры являются главным компонентом приобретенной иммунной системы. Именно они напрямую работают с патогенными участками организма и разрушают их.
γδ Т лимфоциты
Эта популяция наименее изучена. Наибольшее их количество насчитывается в слизистой. γδ тимоциты одновременно обладают свойствами приобретенного и врожденного иммунитета. Эти клетки умеют распознать много разных антигенов, которые наука до сих пор не смогла точно охарактеризовать. Также ученым пока не удается установить точный механизм работы γδ Т-лимфоцитов.
Т-супрессоры
Эти клетки занимаются продукцией генов MHC первого класса. Они также могут выполнять функции киллерной активности. Существует несколько видов супрессоров:
- эффекторные — блокируют антиген и выделяют секрецию, которая запускает работу Т-хелперов;
- Ts3 — супрессор, который связывает антигены и запускает реакцию гиперчувствительности;
- Т-супрессоры, умеют распознать MHC молекулы второго класса и предотвратить пролиферацию тимоцитов;
- Т-супрессоры, которые могут узнать идиотип и активирующие работу B-клеток.
Нормальные показатели лимфоцитов
Сразу после рождения у ребенка в крови больше всего содержится именно лимфоцитов. Со временем ситуация меняется и в организме начинают преобладать нейтрофилы. Люди, не знакомые с медициной, часто не понимают, о чем это говорит. Чтобы понять, как влияют на человека любые изменения уровня тимоцитов, необходимые понять их допустимое содержание в крови. Нормальными показателями лимфоцитов считаются:
- от 19 до 37% для взрослых;
- от 22 до 55% для подростков от 13 до 15 лет;
- от 24 до 54% для детей до 12 лет;
- от 26 до 60% у детей до 6 лет;
- от 42 до 74% у детей до 1 месяца;
- от 12 до 36% у только что родившихся детей.
Чтобы определить уровень тимоцитов, проводят анализ крови. В нем отдельно определяют количество Т и В клеток. Первых должно быть не меньше 50% и не больше 70%. Любое отличие от этих цифр может свидетельствовать о развитии патогена в организме. Важно, чтобы количество хелперов и супрессоров также соответствовало норме. Их соотношение должно быть в пределах 1,5-2,0%. Если лимфоциты повышены у взрослого, это не менее и более опасно, чем такая же концентрация у детей. Любое отклонение от нормы говорит о заболевании, вызывающем нарушение работы имунной системы.
Внимание!
Концентрация тимоцитов может измениться из-за большинства вирусных заболеваний: от обычных ОРВИ до герпеса, мононуклеоза и кори.
Повышение и снижение уровня Т лимфоцитов
Если количество клеток иммунной системы отличается от нормы, это может свидетельствовать о нарушениях защитных функций организма. Плоха как гиперактивность, так и медлительность лимфоцитов. Их недостаток может говорить об ослабленном иммунитете, а значит, понижении сопротивляемости организма различным патогенам. Именно поэтому при любом заболевании концентрация Т-лимфоцитов в крови снижается.
При повышенном уровне иммунных клеток есть риск перехода заболевания в хроническое состояние. Чаще всего увеличение количества Т-лимфоцитов говорит о развитии:
- синдрома Сезари;
- гиперактивности иммунитета;
- острого или хронического лимфолейкоза.
Если уровень Т-лимфоцитов понижен, необходимо провериться на наличие:
- аутоиммунных заболеваний, таких как ВИЧ;
- туберкулеза;
- гнойных образований;
- генетических нарушений;
- лимфосаркомы и лимфогранулематоза;
- сердечной недостаточности;
- побочных эффектов от медикаментов, вызывающих разрушение лимфоцитов;
- почечной недостаточности;
- побочных эффектов от облучения;
- лимфомы.
Дифференциация в тимусе
Все лейкоциты образуются из клеток костного мозга. Предшественники тимоцитов образуются в тимусе, где они находятся до своего созревания. После этого они проходят пролиферировку. Последняя стадия —дифференциация, после которой все Т-клетки делятся на классы. В этот момент они получают один из возможных наборов CD-маркеров, которые определят будущие функции каждого отдельного лимфоцита.
β-селекция
Каждый тимоцит, образованный в тимусе, относится к одному из 3 классов: вариативный V, разнообразный D и участвующий J. В момент созревания каждый Т-лимфоцит приобретает уникальный порядок соединения всех сегментов. Из-за этого общая последовательность цепи каждого домена становится неповторимой. Такая механика делает иммунитет более эффективным.
Внимание!
Процесс позитивной селекции начинается только после β-селекции. Перед следующим шагом проходит стадия DN4.
Позитивная селекция
Даже после того, как клетки создали на своей оболочке пре-ТКР, они все еще не могут быть компетентными и выполнять функции иммунитета. Поэтому им нужно приобрести умение связывать молекулы, которые относятся к ведущему комплексу. Для этого необходимы компоненты CD4 и CD8. Они помогают образовать взаимосвязь между ТКР и CD3. При соединении запускаются перестройка генов и активация корецепторов. После этого Т-тимоцит считается позитивным.
Негативная селекция
Позитивные лимфоциты отправляются в часть тимуса, называемую кортико-медуллярной. Когда они вступают в контакт с родными антигенами, которые находятся в медулле, начинается апоптоз. В ходе негативной селекции тимоциты теряют способность активироваться самостоятельно. Такие лимфоциты умеют провоцировать появление нарушений в работе иммунной системы, поэтому предотвращение их возникновения — важная часть селекции тимоцитов.
Т-клетки умеют распознавать большинство патогенов и убивать их. Также лимфоциты могут обучаться на протяжении всей жизни, обновляя своеобразную “базу” вирусов, микробов, бактерий и вирусов. Такое свойство позволяет организму оставаться защищенным даже от новых заболеваний. Именно благодаря Т-лимфоцитам стало возможным полное разрушение злокачественных образований. Возможно, они помогут создать почти универсальное лекарство от большинства патогенов.
Источник