Т-лимфоциты в процессе дифференцировки и пролиферации образуют субпопуляции, отличающиеся друг от друга по своим функциям: одни выполняют регуляторные, а другие - эффекторные функции. К регуляторам относят Т-хелперы (Th) (от англ. helper) или помощники. Среди них различают следующие субпопуляции:

Th1 выделяют цитокины (ИЛ-2, ИЛ-12, -интерферон) под действием которых активируется образование эффекторных клеток - Т-киллеров , лимфоцитов, осуществляющих реакции клеточного иммунитета и стимулирующих иммунитет против вирусов и внутриклеточных бактерий .

Th 2 выделяют ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-6 и стимулируют В-лимфоциты, способствуя трансформации В-лимфоцитов в плазматические клетки, клетки – продуценты антител (активируют реакции гумо­рального иммунитета). Антитела участвуют в защите организма от бактерий, бактериальных токсинов, вирусов и других патогенов.

Т h 3 относятся к регуляторным клеткам: они регулирует функции Th1 и Th2, выделяют ИЛ-10 (супрессорный фактор), TGF- (трансформирующий фактор роста-), регулируя развитие как клеточного, так и гуморально­го иммунного ответа.

Известны также:

T-reg (от англ. Т-regulator) или Т-регуляторные клетки –клетки  CD4 + CD25 + . Онисодержат белок Foxp3 , который подавляет активность других Т-клеток;

Т s (от англ. T-supressor) или T -супрессоры тормозят слишком сильные и слишком затянувшиеся иммунологические реакции.

К эффекторным Т-лимфоцитам относят:

Tk (от англ. Т-killer) или Т-киллеры (убийцы) – лимфоциты, которые уничтожают злокачественные, пересаженные, мутантные, модифицированные, стареющие, пораженные вирусами и бактериями клетки.

Т-эффекторы воспаления – осуществляют клеточные иммунные реакции воспаления.

Из общей популяции Т-лимфоцитов выделяют также Т-клетки иммунологической памяти – это долгоживущие Th и Tk, потомки клеток, встречавшихся с Ag и сохранивших к ним рецепторы. Эти долгоживущие антигенстимулированные клетки обеспечивают более быстрый и выра­женный иммунный ответ при повторной встрече с тем же антигеном - вторичный иммунный ответ.

29.6. BCR – рецептор В-лимфоцита

Рецептор В-лимфоцита - BCR (от англ. B – cellular receptor ) способен распознавать непроцессированный антиген. B-лимфоциты используют в качестве рецептора связанный на поверхности клетки иммуноглобулин. Специфичность этого рецептора такая же, как специфичность иммуноглобулина, который лимфоциты секретируют после их активации. В-лимфоциты способны распознавать следующие антигены, представленные в растворимой форме:

белки (как конформационные детерминанты, так и детерминанты, образовавшиеся после

денатурации)

нуклеиновые кислоты

полисахариды

некоторые липиды

небольшие по молекулярной массе соединения (гаптены)

Зрелые В-лимфоциты, которые проходят все стадии созревания в костном мозге, экспрессируют на мембране так называемые мембранные иммуноглобулины: IgM и IgD . Первым клеточным рецептором, появляющимся на В-лимфоците, является IgM. В отличие от секретируемого плазматической клеткой в виде антител пентамерного IgM рецепторный иммуноглобулин является мономером, поэтому его часто обозначают как mIgM. Он всегда обнаруживается на мембране В-лимфоцита. Главная функция В-клеточного рецептора – связывание с антигеном и проведение сигнала активации в клетку В-лимфоцита. Для этого у рецепторного IgM имеется короткий цитоплазматический хвост, вовлеченный во взаимодействие с комплексом, который осуществляет проведение сигнала активации (сигнализирует о появлении антигена и необходимости иммунного реагирования на него) в клетку. Комплекс представлен четырьмя трансмембранными полипептидами (рис.29.6-1).

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 (схема 13.1).

Морфологически лимфоцит – клетка шаровидной формы с большим ядром и узким слоем базофильной цитоплазмы. В процессе дифференцировки последовательно формируются большие, средние и малые лимфоциты. В лимфе и периферической крови большинство составляют наиболее зрелые малые лимфоциты, которые обладают амебовидной подвижностью. Они постоянно перемещаются с током лимфы или крови, накапливаясь в лимфоидных органах и тканях, где осуществляются иммунологические реакции.

Две основные популяции лимфоцитов Т- и В-клетки при световой микроскопии не различаются, но четко дифференцируются по поверхностным структурам и функциональным свойствам. Их сравнительные характеристики представлены в табл. 13.2.

Основные функциональные отличия Т - и В -лимфоцитов состоят в том, что В -лимфоциты осуществляют гуморальный иммунный ответ, а Т - лимфоциты – клеточный, а также участвуют в регуляции обеих форм иммунного ответа; при этом Т -система по отношению к В -системе является регулирующей.

Т -лимфоциты получили обозначение потому, что созревают и дифференцируются в тимусе. Они составляют около 80% всех лимфоцитов крови и лимфоузлов, содержатся во всех тканях организма.

Они осуществляют две основные функции – регуляторную и эффекторную.

Регуляторные клетки обеспечивают развитие иммунного ответа другими клетками, регулируют его дальнейшее течение.

Эффекторные Т -лимфоциты осуществляют эффект иммунологической реакции чаще всего в форме цитолиза клеточных структур, к антигенам которых возникла иммунологическая реакция.

Все Т-лимфоциты обладают поверхностными молекулами CD2, определяющими их адгезивные свойства и молекулами CD3, являющимися рецепторами для антигенов. В тимусе Т- лимфоциты дифференцируются на две субпопуляции, содержащие антигены CD4 либо CD8.

Лимфоциты CD4 обладают свойствами клеток – помощников – хелперов (Тх), лимфоциты CD8 – цитотоксическими свойствами, а также супрессорным эффектом, заключающимся в их способности подавлять активность других клеток иммунной системы.

В ответ на антигенный стимул Т-лимфоциты трансформируются в иммунобласты – крупные делящиеся клетки с пиронинофильной цитоплазмой, содержащей многочисленные рибосомы и полирибосомы. Иммунобласты Т-клеток синтезируют и экскретируют в окружающую среду растворимые факторы (лимфокины), являющиеся медиаторами иммунитета.

Т-иммунобласты неоднородны по своему функциональному участию в регуляции иммунного ответа. Они дифференцируются на следующие популяции Т -лимфоцитов:

1. Т -киллеры (tokill – убивать) или син. Т -эффекторы – они обладают специфической цитотоксической активностью в отношении клеток – мишений без участия антител и комплемента. Клетка – киллер оказывает действие в результате прямого контакта с антигенными детерминантами клетки – мишени. Т- эффекторы ответственны за клеточный иммунитет в различных его проявлениях: разрушают опухолевые клетки, трансплантированные клетки, мутировавшие клетки собственного организма, участвуют в гиперчувствительности замедленного типа. Это цитоцидные клетки, разрушающие клетки-мишени при непосредственном контакте за счет выделяемых ферментов-токсинов или в результате активации в клетках-мишенях лизосомальных ферментов.

2. Т -хелперы (tohelp –помогать) относятся к регулирующим клеткам. Получив от макрофагов информацию об антигене, Т-хелперы с помощью иммуноцитокинов передают сигнал, усиливающий пролифирацию Т- и В -лимфоцитов нужных клонов, превращая их в активированные Т-эффекторы или, взаимодействуя с В 2 -лимфоцитами, стимулируют их трансформацию в плазмоциты, которые синтезируют антитела.

3. Т -супрессоры (suppression – подавление) тоже относятся к регуляторам иммунного ответа. Они являются антагонистами Т-хелперов, т. е. блокируют Т- хелперы, тормозят пролиферацию иммунокомпетентных В- клеток, способствуют развитию толерантности. Действие Т- супрессоров позволяет ограничить силу иммунного ответа биологической потребностью, достаточной для восстановления гомеостаза, предотвратить избыточную продукцию иммуноглобулинов. Гиперфункция Т- супрессоров сопровождается угнетение иммунного ответа, вплоть до полного его подавления. Недостаточность Т- супрессоров ведет к развитию аутоиммунных и других вредных для организма реакций.

4. Т -усилители, или Т - амплифайеры (amplifier – усилитель) выполняют функцию помощников в иммунном ответе клеточного типа, а именно: усиливают действие тех или иных субпопуляций Т-лимфоцитов.

5. Т -дифференцирующие клетки (difference – различие) изменяют дифференцировку стволовых клеток гемопоэза в миелоидном или лимфоидном направлениях.

6. Т -лимфоциты иммунологической памяти (immunememori) – стимулированные антигеном Т - лимфоциты, способные сохранять и передавать другим клеткам информацию об этом антигене. При повторном попадании в организм антигена клетки памяти обеспечивают его иммунное распознавание и ответ по вторичному типу.

К цитотоксическим лимфоцитам (Т- киллеры) по происхождению и функциям близки естественные киллеры (ЕК), которые имеют общих предков – предшественников с Т-лимфоцитами. Однако ЕК не попадают в тимус и не подвергаются дифференцировке и селекции. Эти лимфоциты не имеют рецепторов для антигенов и поэтому не участвуют в специфических реакциях приобретенного иммунитета. ЕК относятся к системе естественного иммунитета и разрушают в организме любые клетки, зараженные вирусами, а также опухолевые клетки. В отличие от цитотоксических Т- лимфоцитов, формирующихся и проявляющих свое действие в организме только после антигенной стимуляции, ЕК всегда готовы к контакту с мишенями и цитотоксическому действию. Механизмы их цитотоксического действия сходны с действием Т- киллеров (т. е. за счет образования активных субстратов). Маркерами ЕК человека служат поверхностные антигены СD 56, СD 16 (и СD 2). Сами ЕК продуцируют цитокины, активирующие другие клетки иммунной системы, повышая общий уровень защитных реакций.

В -лимфоциты составляют вторую основную популяцию лимфоцитов. Эти клетки составляют 10 – 15 % лимфоцитов крови, 20 – 25 % клеток лимфоузлов.

В-лимфоциты выполняют в организме две роли: обеспечивают продукцию антител и участвуют в представлении антигенов В-лимфоцитам.

В-лимфоциты обладают поверхностными рецепторами для антигенов, представляющих собой молекулы иммуноглобулинов, чаще всего классов D и М, фиксированных на их наружной мембране. На поверхности одного

В-лимфоцита находится 200-500 тыс. молекул одинаковой специфичности. Отделившиеся от В-лимфоцита иммуноглобулиновые рецепторы циркулируют в организме как свободные антитела.

В-лимфоцит происходит от стволовой кроветворной клетки, проходит созревание в костном мозге, где на его поверхности формируются иммуноглобулиновые рецепторы для антигенов. На каждом лимфоците формируются рецепторы только для одного антигена. Созревающий лимфоцит покидает костный мозг и становится антиген-реактивной клеткой, т. е. клеткой, способной к взаимодействию с одним из многочисленных антигенов, существующих в природе. В отличие от Т-лимфоцитов, которые могут взаимодействовать с антигеном только после его представления антиген-представляющей клеткой, В-лимфоциты вступают в контакт с антигеном напрямую, без посредников. Контакт с антигеном может служить стимулом для пролиферации и дифференцировки В-лимфоцитов.

В-лимфоциты последовательно превращаются в иммуноциты, плазмобласты и плазмоциты.

Плазмоциты – основные клетки, которые синтезируют и экскретируют антитела. Плазматическая клетка относится к короткоживущим клеткам. Плазмоциты не имеют на наружной мембране рецепторов для антигена. Они – конечный продукт дифференцировки В-лимфоцитов. Интенсивность синтеза иммуноглобулинов одной плазматической клеткой достигает 1 млн молекул в час. После завершения фазы активной продукции антител плазмоциты прекращают свое существование.

В популяции В -лимфоцитов различают несколько субпопуляций:

1. В 1 -лимфоциты – предшественники плазмоцитов, синтезирующих антитела без взаимодействия с Т- хелперами. Есть тимуснезависимые антигены (бактериальные полисахариды, полимеризованный флагелин, леван и др.), которые способны без Т-лимфоцитов реагировать, т. е. фиксироваться на рецепторах В-клеток. Эти антигены стимулируют синтез только Ig М.

2. В 2 –лимфоциты, превращаются после антигенной стимуляции в плазмоциты с помощью Т-хелперов, ответственны за гуморальный ответ на тимусзависимые антигены, сопровождающийся синтезом иммуноглобулинов всех классов.

3. В 3 -лимфоциты (В -киллеры) оказывают цитотоксическое действие на клетки-мишени, покрытые антителами, без участия комплемента. Допускается, что В-киллеры – производные «нулевых» лимфоцитов – лимфоцитов без отличительных признаков Т- и В- клеток. Тот факт, что они встречаются среди лимфоцитов костного мозга в 50 % случаев, а среди лимфоцитов крови в 5% случаев, позволяет предположить, что это незрелые формы лимфоцитов, хотя и обладающие цитотоксической активностью.

4. В -супрессоры тормозят пролиферацию и трансформацию Т-клеток, стимулированных антигеном. Супрессорное действие В-клеток, как и Т-клеток, осуществляется при непосредственном контакте с иммунокомпетентными клетками и опосредованно через медиаторы.

5. В -лимфоциты памяти формируются в ходе иммунного ответа на антиген, составляют около 1 % всех В-лимфоцитов, отличаются долголетием и способностью быстро отвечать на повторное поступление антигена. В- лимфоциты памяти не имеют морфологических отличий от других В -лимфоцитов, но обладают активным геном (bcl-2). В-клетки памяти рециркулируют между кровью, лимфой и лимфоидными органами, но более всего накапливаются в периферических лимфоидных органах. Они сохраняют информацию об антигене, способны передавать её другим клеткам, обеспечивают при повторном попадании антигена синтез Ig по вторичному признаку.

Макрофаги – это антигенпредставляющие клетки (АПК), т.к. они обладают антигенами МНС II класса и способностью сорбировать на своей поверхности чужеродный антиген. Макрофаги, дендритные клетки и

В-лимфоциты называют профессиональными АПК, т. к. они более мобильны, активны и выполняют основной объем функций представления антигенов. АПК имеет на наружной мембране до 2 . 10 5 молекул МНС II класса. Для активации одного Т-лимфоцита достаточно 200 – 300 таких молекул, находящихся в комплексе с антигеном.

Макрофаги развиваются из миелопоэтической стволовой клетки костного мозга, проходя этапы: промоноцит – циркулирующий моноцит – тканевой макрофаг.

Моноциты, составляющие около 5 % лейкоцитов крови, находятся в циркуляции около 1 суток, а затем поступают в ткани, формируя популяцию тканевых макрофагов, количество которых в 25 раз больше, чем моноцитов. К ним относятся купферовские клетки печени, микроглия центральной нервной системы, остеокласты костной ткани, макрофаги легочных альвеол, кожи и других тканей. Много макрофагов во всех органах иммунной системы.

Тканевые макрофаги – клетки с округлым или почковидным ядром имеют диаметр 40 – 50 мкм. Цитоплазма содержит лизосомы с набором гидролитических ферментов, обеспечивающих переваривание любых органических веществ и выделение бактерицидного аниона кислорода.

Макрофаги функционируют как фагоциты.

Участие макрофага в иммунном ответе состоит в том, что эта клетка фагоцитирует антиген-содержащие частицы, дезинтегрирует их, превращая белки в антигенные пептидные фрагменты. Последние в комплексе с собственными антигенами МНС II класса макрофаг передает Т-лимфоциту при прямом контакте с ним.

При этом макрофаг продуцирует лимфокин ИЛ – 1 , который вызывает пролиферацию лимфоцитов, вступивших в контакт с антигеном, что обеспечивает формирование клона этих клеток, осуществляющих развитие иммунологической реакции на антиген.

Дендритные клетки составляют вторую группу АПК. Они близки к макрофагам, но не обладают фагоцитирующими свойствами. Это способствует сохранности поглощенных антигенов. Дендритные клетки содержатся в крови, лимфе и во всех других тканях. Дендритные клетки эпителиальных тканей называют клетками Лангерганса, в лимфоузлах и селезенке они составляют около 1 % всех клеток. Эти отростчатые мононуклеарные клетки в разных тканях имеют неодинаковую форму и даже названия, однако все они обладают молекулами МНС II класса и способностью фиксировать антигены с формированием комплекса антиген-продукт МНС, представляемого Т-лимфоцитам.

Дендритные клетки более активны, чем макрофаги и В- клетки в индукции первичного иммунного ответа: в отличие от других АПК дендритные клетки могут представлять антиген покоящимся Т – лимфоцитам. Захват антигена дендритными клетками чаще всего происходит вне лимфоидных органов. После этого они мигрируют в лимфоидные образования, где происходит их контакт с Т-лимфоцитами и развитие дальнейших событий иммунного ответа. МНС II класса – молекула, представляющая антиген CD4 Т-лимфоциту хелперу, а МНС I класса – молекула, представляющая антиген CD8 Т-лимфоциту киллеру. Поэтому дендритные клетки являются также инициаторами цитотоксических реакций.

В -лимфоциты как АПК в отличие от других АПК вступают в контакт с антигеном через свои специфические рецепторы. Следовательно, в представлении антигена участвуют не все В - лимфоциты, а только те, которые обладают рецепторами к данному антигену. Вследствие этого для индукции иммунного ответа требуется в 10 тыс. раз меньше антигена, чем при его представлении другими АПК. Процесс присоединения антигена к В -лимфоциту длится несколько минут, после чего антиген подвергается эндоцитозу. Далее В -лимфоцит вступает в прямой контакт с Т-клеткой и служит сигналом для ее активации.

Клетки антиген - неспецифической резистентности

В осуществлении иммунной защиты организма принимают участие клетки, которые не распознают антигены как лимфоциты и не представляют их лимфоцитам, как АПК.

Это клетки группы гранулоцитов, которые обладают способностью отличать клетки собственного организма от чужеродных, подвергать последние фагоцитозу и индуцировать воспалительные реакции.

Такие же свойства присущи моноцитам, макрофагам и их производным – клеткам, участвующим как в реакциях естественного иммунитета, так и в индукции специфического иммунного ответа в качестве АПК.

Нейтрофильные, базофильные, эозинофильные лейкоциты, а также макрофаги продуцитруют цитокины, регулирующие активность лимфоцитов и сами находятся под их контролем. Эозинофилы обеспечивают наиболее эффективный фагоцитоз гельминтов. Базофильные лейкоциты и тучные клетки содержат в цитоплазме до 100 – 500 гранул, содержащих гистамин, гепарин, серотонин и другие медиаторы, которые выходя из клетки оказывают повреждающее действие как на микроорганизмы, так и на собственные окружающие клетки, способствуя развитию анафилактической реакции.

Кровяные пластинки, или тромбоциты, относятся к системе свертывания крови и играют существенную роль в воспалительных реакциях, регулируют циркуляцию клеток, фиксацию иммунных комплексов в тканях. Тромбоциты содержат медиаторы аллергических реакций, прямо способствующие развитию аллергического воспаления.

Несмотря на большое разнообразие, система клеток и органов иммунной системы функционирует как единое целое на основе единства и функционального программирования всех ее элементов, межклеточной кооперации, механизмов обратной связи, а также антигеннеспецифической регуляции всей системы цитокинами, гормональными и метаболическими механизмами.

Для полного иммунного ответа на большинсво антигенов необходимо взаимодействие макрофагов с Т - и В - лимфоцитами.

Основные иммунологические феномены включают:

1) гуморальные факторы (антителообразование); 2)клеточные факторы.

Лимфоциты - это особые клетки в организме живого существа. Именно они отвечают за его защиту от внешних раздражителей, инфекций, вирусов. Но само понятие "лимфоциты" - довольно обширное и общее. Внутри себя эти клетки будут разделяться еще на несколько групп. В статье мы подробно познакомимся с одной из них - Т-лимфоцитами. Функции, разновидности клеток, нормальные их показатели, отклонения от нормы в крови человека - все эти темы будут рассмотрены далее.

Происхождение клеток

Где образуются клетки Т-лимфоциты? Хоть основное место их "жительства" - кровеносное русло (лимфоциты также обитают и в иных тканях), образуются они далеко не там. Место их "рождения" - костный красный мозг. Он известен как кроветворная ткань организма. То есть, помимо лимфоцитов, тут также будут образовываться эритроциты, белые кровяные клетки (нейтрофилы, лейкоциты, моноциты).

Строение лимфоцитов

"Анатомические" особенности следующие:

• Крупное ядро круглой или овальной формы.
• В цитоплазме (содержимом самой клетки) будет отсутствовать зернистость.
• Если цитоплазмы в клетке мало, она называется узкоплазменной, если много - широкоплазменной.

По своему строению лимфоциты, населяющие кровь, будут немного отличаться от своих собратьев, поселившихся в иных тканях. И это нормально. Более того, клетки, "живущие" в одном месте, тоже будут иметь между собой некоторые внешние различия.

Виды лимфоцитов

Кроме типов Т-лимфоцитов, существуют различные группировки этих клеток вообще. Давайте рассмотрим их.

Первая классификация - по размеру:

• Малые.
• Большие.

Вторая классификация - по выполняемым функциям:

• В-лимфоциты. Могут распознавать инородные частицы и вырабатывать против них убийственные антитела. Иными словами, ответственны за гуморальный иммунитет.
• Т-лимфоциты. Основная функция - ответственность за клеточный иммунитет. Вступают в контакт с чужеродными телами и уничтожают их.
• NK-клетки. Натуральные киллеры, что могут распознать раковые, дефектные клетки и уничтожить их. Отвечают за сохранение клеточного нормального состава всего организма.

Разновидности Т-лимфоцитов

Данная группа лимфоцитов внутри себя будет разделяться еще на несколько типов:

• Т-киллеры.
• Т-хелперы.
• Т-супрессоры.
• Т-клетки памяти.
• Ампликаторы-лимфоциты.

Т-киллеры: что за тип

Это самые известные представители группы Т-лимфоцитов. Их главная задача - разрушение неполноценных, дефектных клеток организма. Иное название группы - цитотоксические Т-лимфоциты. Иными словами, отвечающие за устранение клеток ("цито"), которые обладают токсическим воздействием на весь организм.

Главная функция Т-киллеров - иммунный надзор. Клетки агрессивно воздействуют на чужеродный белок. Именно эта полезная функция бывает вредной при пересадке человеку органов. Т-киллеры стремятся поскорее уничтожить "чужака", не понимая, что именно он способен спасти организм. Поэтому пациент какое-то время после трансплантации органа принимает медикаменты, что угнетают иммунную систему. Препараты снижают процент Т-киллеров в крови, нарушают их взаимодействие. Благодаря этому пересаженный орган приживается, а пациенту не грозят осложнения и летальный исход.

Механизм воздействия данного вида лимфоцитов на чужеродный элемент очень интересен. Фагоциты, например, агрессивно "нападают" на "чужака" для его последующего пожирания и переваривания. Т-киллеры на их фоне - "благородные убийцы". Они прикасаются к объекту своими отростками, затем разрывают контакт и удаляются. Только после такого "смертельного поцелуя" инородный микроорганизм погибает. Почему же?

Во время прикосновения Т-киллеры оставляют на поверхности организма частичку своей мембраны. Она обладает свойствами, которые позволяют ей разъедать поверхность объекта нападения - вплоть до образования сквозных дыр. Через эти отверстия из микроорганизма уходят ионы калия, а их место занимает вода и ионы натрия. Клеточный барьер нарушается, между внутренней и внешней средой уже нет границы. Микроорганизм раздувает поступившая в него вода, белки цитоплазмы и органеллы разрушаются. Остатки "чужака" после этого пожирают фагоциты.

Хелперы

Главная функция этих клеток Т-лимфоцитов - помощь. Отсюда и их название, произошедшее от английского слова, переводящегося так же.

Но кому или чему приходят на выручку данные Т-лимфоциты? Они призваны индуцировать и стимулировать иммунный ответ. Именно под влиянием Т-хелперов будут активировать свою работу Т-киллеры, с которыми мы уже успели познакомиться.

Хелперы станут передавать данные о присутствии в организме чужеродного белка. А это ценная информация для В-лимфоцитов - они, в свою очередь, начинают выделять против него определенные защитные антитела.

Также Т-хелперы стимулируют работу еще одной разновидности "охранных" клеток - фагоцитов. В частности, они плотно взаимодействуют с моноцитами.

Супрессоры

Этот термин сам по себе означает "подавление". Отсюда нам становится понятной функция Т-супрессоров. Хелперы в нашем организме будут активировать защитную, иммунную функцию, а данные Т-лимфоциты, напротив, будут ее подавлять.

Не надо думать, что это оказывает какое-то негативное влияние на систему. Т-супрессоры отвечают за регуляцию иммунного ответа. Ведь где-то нужно реагировать на определенный раздражитель сдержанно и умеренно, а где-то - аккумулировать против него все имеющиеся силы.

Амплификаторы

Перейдем теперь к функциям Т-лимфоцитов данной группы. После того как в организм проникает тот или иной агрессор, в крови и тканях живого существа сразу же повышается содержание лимфоцитов. К примеру, буквально за несколько часов их объем может увеличиться в два раза!

Какова же причина такого быстрого роста армии клеток-защитников? Может быть, дело в том, что в организме где-то до поры до времени они "припрятаны" про запас?

Это действительно так. В тимусе и селезенке обитает какая-то масса зрелых полноценных лимфоцитов. Только до какого-то момента эти клетки "не определяются" со своим предназначением, функцией. Они и будут называться амплификаторами. При надобности данные клетки превращаются в ту или иную разновидность Т-лимфоцитов.

Клетки памяти

Опыт, как известно, - главное оружие. Поэтому, справившись с какой-либо угрозой, наши Т-лимфоциты ее запоминают. В свою очередь, организм вырабатывает специальные клетки, которые будут хранить эту информацию до новой "битвы" с данным чужеродным элементом. Этими элементами и будут Т-клетки памяти.

Вторичный агрессор (того вида, которому иммунная система уже противостояла) проникает в организм. Т-клетка памяти узнает его. Затем данная частица начинает активно размножаться, чтобы дать чужеродному организму вторичный достойный иммунный ответ.

Нормальные показатели Т-лимфоцитов в крови человека

В данной категории невозможно представить какую-то определенную цифру - нормальные значения будут варьироваться в зависимости от возраста человека. Связано это с особенностями развития его иммунной системы. С возрастом будет уменьшаться объем вилочковой железы. Поэтому, если в детстве в крови преобладают лимфоциты, то с взрослением они передают лидирующую позицию уже нейтрофилам.

Уровень Т-лимфоцитов крови помогает определить общий клинический анализ крови. Нормальные показатели тут такие:

• (50,4±3,14)*0,6-2,5 тыс.
• 50-70%.
• Соотношение "хелперы/супрессоры" - 1,5-2.

О чем говорят повышенные и пониженные показатели

Повышенное содержание Т-лимфоцитов в крови может свидетельствовать о следующем:

• Хронический или острый лимфолейкоз.
• Гиперактивный иммунитет.
• Синдром Сезари.

А, напротив, пониженное содержание Т-элементов говорит о следующих патологиях и заболеваниях:

• Хронические инфекции - гнойные процессы, ВИЧ, туберкулез.
• Сниженная выработка лимфоцитов.
• Генетические заболевания, вызывающие иммунодефицит.
• Опухоли лимфоидной ткани.
• Почечная и сердечная недостаточность, наблюдаемая на последней стадии.
• Т-клеточная лимфома.
• Прием пациентом медикаментов, которые разрушают лимфоциты.
• Следствие лучевой терапии.

Мы познакомились с Т-лимфоцитами - клетками-защитниками нашего организма. Каждый из видов выполняет при этом свою особенную функцию.

Основная задача T-лимфоцитов - распознавание чужеродных или изменённых собственных антигенов в составе комплекса с молекулами MHC. Если на поверхности своих клеток будут представлены чужеродные или изменённые свои молекулы, T-лимфоцит запускает их уничтожение.

В отличие от B-лимфоцитов, T-лимфоциты не продуцируют растворимых форм антигенраспознающих молекул. Более того, большинство T-лимфоцитов не способны распознавать и связывать растворимые антигены.

Для того чтобы T-лимфоцит «обратил на антиген своё внимание», другие клетки должны каким-то образом «пропустить» антиген через себя и выставить его на своей мембране в комплексе с MHC-I или MHC-II. Это и есть феномен презентации антигена T-лимфоциту. Распознавание такого комплекса T-лимфоцитом - двойное распознавание, или MHC-рестрикция T-лимфоцитов.

АНТИГЕНРАСПОЗНАЮЩИЙ РЕЦЕПТОР T-ЛИМФОЦИТОВ

Антигенраспознающие рецепторы T-клеток - TCR состоят из цепей, принадлежащих к суперсемейству иммуноглобулинов (см. рис. 5-1). Выступающий над поверхностью клетки антигенраспознающий участок TCR - гетеродимер, т.е. состоит из двух разных полипептидных цепей. Известны два варианта TCR, обозначаемые как αβTCR и γδTCR. Эти варианты различаются составом полипептидных цепей антигенраспознающего участка. Каждый T-лимфоцит экспрессирует только 1 вариант рецептора. αβT-клетки были открыты раньше и изучены подробнее, чем γδT-лимфоциты. В связи с этим строение антигенраспознающего рецептора T-лимфоцитов удобнее описывать на примере αβTCR. Трансмембранно расположенный комплекс TCR состоит из 8 полипептидных

Рис. 6-1. Схема Т-клеточного рецептора и связанных с ним молекул

цепей (гетеродимера α- и β-цепей собственно TCR, двух вспомогательных цепей ζ, а также по одному гетеродимеру ε/δ- и ε/ γ-цепей молекулы СD3) (рис. 6-1).

. Трансмембранные цепи α и β TCR. Это 2 примерно одинаковые по размеру полипептидные цепи - α (молекулярная масса 40-60 кДа, кислый гликопротеин) и β (молекулярная масса 40-50 кДа, нейтральный или основный гликопротеин). Каждая из этих цепей содержит по 2 гликозилированных домена во внеклеточной части рецептора, гидрофобную (положительно заряженную за счёт остатков лизина и аргинина) трансмембранную часть и короткий (из 5-12 остатков аминокислот) цитоплазматический участок. Внеклеточные части обеих цепей соединены одной дисульфидной связью.

- V-область. Наружные внеклеточные (дистальные) домены обеих цепей имеют вариабельный аминокислотный состав. Они гомологичны V-области молекул иммуноглобулинов и составляют V-область TCR. Именно V-области α- и β-цепей вступают в связь с комплексом MHC-пептид.

-C-область. Проксимальные домены обеих цепей гомологичны константным областям иммуноглобулинов; это C-области TCR.

Короткий цитоплазматический участок (как α-, так и β-цепи) не может самостоятельно обеспечить проведение сигнала внутрь клетки. Для этого служат 6 дополнительных полипептидных цепей: γ, δ, 2ε и 2ζ.

.Комплекс CD3. Цепи γ, δ, ε между собой образуют гетеродимеры γε и δε (вместе их называют комплекс CD3). Этот комплекс необходим для экспрессии α- и β-цепей, их стабилизации и проведения сигнала внутрь клетки. Этот комплекс состоит из внеклеточной, трансмембранной (отрицательно заряженной и потому электростатически связанной с трансмембранными участками α- и β-цепей) и цитоплазматической частей. Важно не путать цепи CD3-комплекса с γδ-цепями димера TCR.

.ζ-Цепи соединены между собой дисульфидным мостиком. Большая часть этих цепей расположена в цитоплазме. ζ-Цепи осуществляют проведение сигнала внутрь клетки.

.ITAM-последовательности. Цитоплазматические участки полипептидных цепей γ, δ, ε и ζ содержат 10 последовательностей ITAM (1 последовательность в каждой γ-, ε- и δ-цепях и 3 - в каждой ζ-цепи), взаимодействующих с Fyn - тирозинкиназой цитозоля, активация которой инициирует начало биохимических реакций по проведению сигнала (см. рис. 6-1).

В связывании антигена участвуют ионные, водородные, ван-дерваальсовы и гидрофобные силы; конформация рецептора при этом существенно изменяется. Теоретически каждый TCR способен связывать порядка 10 5 разных антигенов, причём не только родственных по строению (перекрёстно реагирующих), но и не гомологичных по структуре. Однако в реальности полиспецифичность TCR ограничивается распознаванием всего лишь нескольких структурно схожих антигенных пептидов. Структурной основой этого феномена является особенность одновременного распознавания TCR комплекса «МНС-пептид».

Корецепторные молекулы CD4 и CD8

Помимо самого TCR каждый зрелый T-лимфоцит экспрессирует одну из так называемых корецепторных молекул - CD4 или CD8, которые также взаимодействуют с молекулами MHC на АПК или клеткахмишенях. Каждая из них имеет цитоплазматический участок, связанный

с тирозинкиназой Lck, и, вероятно, вносит свой вклад в проведение сигнала внутрь клетки при распознавании антигена.

.CD4 (β2-доменом) молекулы MHC-II (принадлежит к суперсемейству иммуноглобулинов, см. рис. 5-1, б). CD4 имеет молекулярную массу 55 кДа и 4 домена во внеклеточной части. При активации T-лимфоцита одну молекулу TCR «обслуживают» 2 молекулы CD4: вероятно, происходит димеризация молекул CD4.

.CD8 связывается с инвариантной частью (αЗ-доменом) молекулы MHC-I (принадлежит к суперсемейству иммуноглобулинов, см. рис. 5-1, а). CD8 - гетеродимер цепей α и β , соединённых дисульфидной связью. В некоторых случаях обнаруживают гомодимер из двух α-цепей, который также может взаимодействовать с MHC-I. Во внеклеточной части каждая из цепей имеет по одному иммуноглобулиноподобному домену.

Гены T-клеточного рецептора

Гены α-, β-, γ- и δ-цепей (рис. 6-2, также см. рис. 5-4) гомологичны генам иммуноглобулинов и претерпевают при дифференцировке T-лимфоцитов рекомбинацию ДНК, что теоретически обеспечивает генерацию порядка 10 16 -10 18 вариантов антигенсвязывающих рецепторов (реально это разнообразие ограничено числом лимфоцитов в организме до 10 9).

.Гены α-цепи имеют ~54 V-сегмента, 61 J- и 1 C-сегмент.

.Гены β-цепи содержат ~65 V-сегментов, 2 D-сегмента, 13 J-сегментов и 2 C-сегмента.

.Гены δ-цепи. Между V- и J-сегментами α-цепи расположены гены D-(3), J-(4) и C-(1) сегментов δ-цепи γδTCR. V-сегменты δ-цепи «вкраплены» среди V-сегментов α-цепи.

.Гены γ-цепи γδTCR имеют 2 C-сегмента, 3 J-сегмента перед первым C-сегментом и 2 J-сегмента перед вторым C-сегментом, 15 V-сегментов.

Перестройка генов

.Рекомбинация ДНК происходит при объединении V-, D- и J-сегментов и катализируется тем же комплексом рекомбиназ, что и при дифференцировке B-лимфоцитов.

.После перестройки VJ в генах α-цепи и VDJ в генах β-цепи, а также после присоединения некодируемых N- и P-нуклеотидов с ДНК

Рис. 6-2. Гены α- и β-цепей антигенраспознающего рецептора T-лимфоцитов человека

транскрибируется РНК. Объединение с C-сегментом и удаление лишних (неиспользуемых) J-сегментов происходит при сплайсинге первичного транскрипта.

. Гены α-цепи могут перестраиваться неоднократно при уже правильно перестроенных и экспрессированных генах β-цепи. Именно поэтому есть некоторая вероятность того, что одна клетка может нести более одного варианта TCR.

. Соматическому гипермутагенезу гены TCR не подвергаются.

ПРОВЕДЕНИЕ СИГНАЛА С АНТИГЕНРАСПОЗНАЮЩИХ РЕЦЕПТОРОВ ЛИМФОЦИТОВ

TCR и BCR имеют ряд общих закономерностей регистрации и проведения в клетку активационных сигналов (см. рис. 5-11).

. Кластеризация рецепторов. Для активации лимфоцита необходима кластеризация антигенраспознающих рецепторов и корецепторов, т.е. «сшивка» нескольких рецепторов одним антигеном.

. Тирозинкиназы. В проведении сигнала играют значительную роль процессы фосфорилирования/дефосфорилирования белков по остатку тирозина под действием тирозинкиназ и тирозинфосфатаз,

ведущие к активации или инактивации этих белков. Эти процессы легко обратимы и «удобны» для быстрых и гибких реакций клетки на внешние сигналы.

. Киназы Src. Богатые тирозином ITAM-последовательности цитоплазматических участков иммунорецепторов подвергаются фосфорилированию под действием нерецепторных (цитоплазматических) тирозинкиназ семейства Src (Fyn, Blk, Lyn в B-лимфоцитах, Lck и Fyn - в T-лимфоцитах).

. Киназы ZAP-70 (в T-лимфоцитах) или Syk (в B-лимфоцитах), связываясь с фосфорилированными ITAM-последовательностями, активируются и начинают фосфорилировать адапторные белки: LAT (Linker for Activation of T cells) (киназой ZAP-70), SLP-76 (киназой ZAP-70) или SLP-65 (киназой Syk).

. Адапторные белки рекрутируют фосфоинозитид-3-киназу (PI3K). Эта киназа в свою очередь активирует серин/треониновую протеинкиназу Akt, вызывая усиление белкового биосинтеза, что способствует ускоренному росту клеток.

. Фосфолипаза C γ(см. рис. 4-8). Киназы семейства Tec (Btk - в B-лимфоцитах, Itk - в T-лимфоцитах) связывают адапторные белки и активируют фосфолипазу Cγ(PLCγ).

PLCγрасщепляет фосфатидилинозитдифосфат (PIP 2) клеточной мембраны на инозит-1,4,5-трифосфат (IP 3) и диацилглицерин

(DAG).

DAG остаётся в мембране и активирует протеинкиназу С (PKC) - серин/треониновую киназу, которая активирует эволюционно «древний» фактор транскрипции NFκB.

IP 3 связывается со своим рецептором в эндоплазматическом ретикулуме и высвобождает ионы кальция из депо в цитозоль.

Свободный кальций активирует кальцийсвязывающие белки - кальмодулин, регулирующий активность ряда других белков, и кальциневрин, дефосфорилирующий и тем самым активирующий ядерный фактор активированных T-лимфоцитов NFAT (Nuclear Factor of Activated T cells).

. Ras и другие малые G-белки в неактивном состоянии связаны с ГДФ, но адапторные белки заменяют последний на ГТФ, чем переводят Ras в активное состояние.

Ras обладает собственной ГТФазной активностью и быстро отщепляет третий фосфат, чем возвращает себя в неактивное состояние (самоинактивируется).

В состоянии кратковременной активации Ras успевает активировать очередной каскад киназ, называемых MAPK (MitogenActivated Protein Kinase), которые в итоге активируют фактор транскрипции AP-1 в ядре клетки. На рис. 6-3 схематично представлены основные пути передачи сигналов с TCR. Активационный сигнал включается при связывании TCR с лигандом (комплексом молекула МНС-пептид) при участии корецептора (CD4 или CD8) и костимулирующей молекулы CD28. Это приводит к активации киназ Fyn и Lck. Красным цветом отмечены участки ITAM в цитоплазматических частях полипептидных цепей CD3. Отражена роль Src-киназ, связанных с рецептором, в фосфорилировании белков: как рецепторных, так и сигнальных. Обращает на себя внимание чрезвычайно широкий спектр эффектов киназы Lck, связанной с корецепторами; роль киназы Fyn установлена с меньшей определённостью (отражено в прерывистом характере линий).

Рис. 6-3. Источники и направление пусковых активационных сигналов при стимуляции Т-лимфоцитов. Обозначения: ZAP-70 (ζ-associated proteinkinase, мол. масса 70 кДа) - протеинкиназа р70, связанная с ζ-цепью; PLCγ (Phospholipase С γ) - фосфолипаза С, изоформа γ; PI3K (Phosphatidyl Inositol 3-kinase) - фосфатидилинозитол 3-киназа; Lck, Fyn -тирозинкиназы; LAT, Grb, SLP, GADD, Vav - адапторные белки

Ключевую роль в посредничестве между рецепторными киназами и адапторными молекулами и ферментами играет тирозинкиназа ZAP-70. Она активирует (через фосфорилирование) адапторные молекулы SLP-76 и LAT, а последняя передаёт активационный сигнал другим адапторным белкам GADD, GRB и активирует у-изоформу фосфолипазы С (PLCy). До этого этапа в передачу сигнала вовлекаются исключительно факторы, связанные с клеточной мембраной. Важный вклад во включение сигнальных путей вносит костимулирующая молекула CD28, реализующая своё действие через связанную с ней липидную киназу PI3K (Phosphatidyl Inositol 3-kinase). Основной мишенью киназы PI3K служит фактор Vav, связанный с цитоскелетом.

В результате формирования сигнала и передачи его от рецептора Т-клетки к ядру образуются 3 транскрипционных фактора - NFAT, AP-1 и NF-kB, индуцирующие экспрессию генов, контролирующих процесс активации Т-лимфоцитов (рис. 6-4). К образованию NFAT приводит сигнальный путь, не зависящий от костимуляции, который включается благодаря активации фосфолипазы С и реализуется с участием ионов

Рис. 6-4. Схема сигнальных путей при активации Т-клеток. NFAT (Nuclear factor of activated T cells), AP-1 (Activation protein-1), NF-κB (Nuclear factor of к -gene of B cells) - факторы транскрипции

Са 2+ . Этот путь вызывает активацию кальциневрина, который, обладая активностью фосфатазы, дефосфорилирует цитозольный фактор NFAT-Р. Благодаря этому NFAT-Р приобретает способность мигрировать в ядро и связываться с промоторами активационных генов. Фактор АР-1 формируется как гетеродимер из белков с-Fos и с-Jun, образование которых индуцируется благодаря активации соответствующих генов под влиянием факторов, образующихся в результате реализации трёх компонентов МАР-каскада. Эти пути включаются при участии коротких ГТФ-связывающих белков Ras и Rac. Значительный вклад в реализацию МАР-каскада вносят сигналы, зависящие от костимуляции через молекулу CD28. Третий транскрипционный фактор, NF-kB, известен как основной транскрипционный фактор клеток врождённого иммунитета. Он активируется в результате расщепления блокирующей субъединицы IkB киназой IKK, которая в Т-клетках активируется в ходе передачи сигнала, зависимого от изоформы ϴ протеинкиназы С (PKC9). Основной вклад во включение этого сигнального пути вносят костимулирующие сигналы от CD28. Сформировавшиеся транскрипционные факторы, связавшись с промоторными участками генов, индуцируют их экспрессию. Для начальных этапов реакции Т-клеток на стимуляцию особенно важна экспрессия генов IL2 и IL2R, что обусловливает выработку ростового фактора Т-клеток ИЛ-2 и экспрессию его высокоаффинного рецептора на Т-лимфоцитах. В результате ИЛ-2 выступает как аутокринный ростовой фактор, обусловливающий пролиферативную экспансию Т-клеток клонов, вовлечённых в реакцию на антиген.

ДИФФЕРЕНЦИРОВКА T-ЛИМФОЦИТОВ

В основе выделения этапов развития Т-лимфоцитов лежит состояние рецепторных V-генов и экспрессии TCR, а также корецепторов и других мембранных молекул. Схема дифференцировки Т-лимфоцитов (рис. 6-5) аналогична приведённой выше схеме развития В-лимфоцитов (см. рис. 5-13). Приведены ключевые характеристики фенотипа и ростовых факторов развивающихся Т-клеток. Принятые обозначения стадий развития Т-клеток определяются экспрессией корецепторов: DN (от Double-Negative, CD4CD8) - двойные отрицательные, DP (от Double-Positive, CD4 + CD8 +) - двойные положительные, SP (от Single-Positive, CD4 + CD8 - и CD4CD8 +) - одинарно положительные. Деление DNтимоцитов на стадии DN1, DN2, DN3 и DN4 основывается на характере

Рис. 6-5. Развитие Т-лимфоцитов

экспрессии молекул CD44 и CD25. Другие условные обозначения: SCF (от Stem Cell Factor) - фактор стволовых клеток, lo (low; метка индекса) - низкий уровень экспрессии. Стадии реаранжировки: D-J - предварительный этап, соединение сегментов D и J (только в генах β- и δ-цепей TCR, см. рис. 6-2), V-DJ - завершающий этап, соединение зародышевого V-гена с объединённым сегментом DJ.

.Тимоциты дифференцируются из общей клетки-предшественника, которая ещё вне тимуса экспрессирует такие мембранные маркёры, как CD7, CD2, CD34 и цитоплазматическую форму CD3.

.Коммитированные к дифференцировке в T-лимфоциты клеткипредшественники мигрируют из костного мозга в субкапсулярную зону коры тимуса, где примерно в течение одной недели медленно пролиферируют. На тимоцитах появляются новые мембранные молекулы CD44 и CD25.

.Затем клетки перемещаются вглубь коры тимуса, молекулы CD44 и CD25 исчезают с их мембраны. В этой стадии начинается перестройка генов β -, γ- и δ-цепей TCR. Если гены γ- и δ-цепей успевают продуктивно, т.е. без сдвига рамки считывания, перестроиться раньше, чем гены β-цепи, то лимфоцит дифференцируется далее как γδT. В противном случае происходит экспрессия β-цепи на мембране в комплексе с pT α (инвариантной суррогатной цепью, заменяющей на этом этапе настоящую α-цепь) и CD3. Это служит

сигналом к прекращению перестройки генов γ- и δ-цепей. Клетки начинают пролиферировать и экспрессировать одновременно CD4 и CD8 - дважды позитивные тимоциты. При этом накапливается масса клеток с уже готовой β-цепью, но с ещё не перестроенными генами α-цепи, что вносит свой вклад в разнообразие αβ-гетеродимеров.

.На следующем этапе клетки перестают делиться и начинают перестраивать Vα-гены, причём несколько раз в течение 3-4 сут. Перестройка генов α-цепи приводит к необратимой делеции δ-локуса, расположенного между сегментами генов α-цепи.

.Происходят экспрессия TCR с каждым новым вариантом α-цепи и отбор (селекция) тимоцитов по силе связывания с комплексом MHC-пептид на мембранах эпителиальных клеток тимуса.

Позитивная селекция: погибают тимоциты, не связавшие ни одного из доступных комплексов MHC-пептид. В результате позитивной селекции в тимусе погибает около 90% тимоцитов.

Негативная селекция уничтожает клоны тимоцитов, связывающих комплексы MHC-пептид со слишком высокой аффинностью. Негативная селекция элиминирует от 10 до 70% клеток, прошедших позитивную селекцию.

Тимоциты, связавшие какой-либо из комплексов MHC-пептид с правильной, т.е. средней по силе, аффинностью, получают сигнал к выживанию и продолжают дифференцировку.

.На короткое время с мембраны тимоцитов исчезают обе корецепторные молекулы, а затем экспрессируется одна из них: тимоциты, распознавшие пептид в комплексе с MHC-I, экспрессируют корецептор CD8, а с MHC-II - корецептор CD4. Соответственно на периферию выходят (в соотношении около 2:1) T-лимфоциты двух типов: CD8 + и CD4 + , функции которых в предстоящих иммунных ответах различны.

-CD8 + T-клетки играют роль цитотоксических T-лимфоцитов (ЦТЛ) - они распознают и непосредственно убивают клетки, модифицированные вирусом, опухолевые и другие «изменённые» клетки (рис. 6-6).

-CD4 + T-клетки. Функциональная специализация CD4 + T-лимфоцитов более разнообразна. Значительная часть CD4 + T-лимфоцитов в процессе развития иммунного ответа становится T-хелперами (помощниками), взаимодействующими с В-лимфоцитами, Т-лимфоцитами и другими клетками при

Рис. 6-6. Механизм воздействия цитотоксического T-лимфоцита на клеткумишень. В Т-киллере в ответ на увеличение концентрации Са 2+ гранулы с перфорином (фиолетовые овалы) и гранзимами (жёлтые кружочки) сливаются с клеточной мембраной. Освободившийся перфорин встраивается в мембрану клетки-мишени с последующим образованием пор, проницаемых для гранзимов, воды и ионов. В результате клетка-мишень лизируется

прямом контакте или через растворимые факторы (цитокины). В определённых случаях из них могут развиться CD4 + ЦТЛ: в частности, такие T-лимфоциты обнаружены в значительных количествах в коже больных с синдромом Лайелла.

Субпопуляции T-хелперов

С конца 80-х годов XX века было принято выделять 2 субпопуляции T-хелперов (в зависимости от того, какой набор цитокинов они продуцируют) - Th1 и Th2. В последние годы спектр субпопуляций CD4 + Т-клеток продолжает расширяться. Обнаружены такие субпопуляции, как: Th17, T-регуляторы, Tr1, Th3, Tfh и др.

Основные субпопуляции CD4 + Т-клеток:

. Th0 - CD4 + Т-лимфоциты на ранних стадиях развития иммунного ответа, они продуцируют только ИЛ-2 (митоген для всех лимфоцитов).

.Th1 - дифференцированная субпопуляция CD4 + Т-лимфоцитов, специализирующаяся на продукции ИФН γ, ФНО β и ИЛ-2. Эта субпопуляция осуществляет регуляцию многих реакций клеточного иммунитета, включая гиперчувствительность замедленного типа (ГЗТ) и активацию ЦТЛ. Кроме того, Th1 стимулируют продукцию В-лимфоцитами опсонизирующих антител класса IgG, запускающих каскад активации комплемента. Развитие избыточного воспаления с последующим повреждением тканей напрямую связано с активностью Th1-субпопуляции.

.Th2 - дифференцированная субпопуляция CD4 + Т-лимфоцитов, специализирующаяся на выработке ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-6, ИЛ-10 и ИЛ-13. Эта субпопуляция участвует в активации В-лимфоцитов и способствует секреции ими больших количеств антител разных классов, особенно IgE. Кроме того, Th2-субпопуляция участвует в активации эозинофилов и развитии аллергических реакций.

.Th17 - субпопуляция CD4 + Т-лимфоцитов, специализирующаяся на образовании ИЛ-17. Эти клетки осуществляют противогрибковую и антимикробную защиту эпителиальных и слизистых барьеров, а также играют ключевую роль в патологии аутоиммунных заболеваний.

.Т-регуляторы - CD4 + Т-лимфоциты, подавляющие активность других клеток иммунной системы посредством секреции иммуносупрессорных цитокинов - ИЛ-10 (ингибитора активности макрофагов и Th1-клеток) и ТФРβ - ингибитора пролиферации лимфоцитов. Ингибиторный эффект может также достигаться при непосредственном межклеточном взаимодействии, поскольку на мембране некоторых Т-регуляторов экспрессированы индукторы апоптоза активированных и «отработавших» лимфоцитов - FasL (Fas-лиганд). Существует несколько популяций CD4 + регуляторных Т-лимфоцитов: естественные (Treg), созревающие в тимусе (CD4 + CD25 + , экспрессируют фактор транскрипции Foxp3), и индуцированные - локализованные преимущественно в слизистых оболочках пищеварительного тракта и переключившиеся на образование ТФРβ (Th3) или ИЛ-10 (Tr1). Нормальное функционирование Т-регуляторов необходимо для поддержания гомеостаза иммунной системы и предотвращения развития аутоиммунных заболеваний.

.Дополнительные хелперные популяции. В последнее время появляется описание всё новых популяций CD4 + Т-лимфоцитов, клас-

сифицированных по типу преимущественно продуцируемого ими цитокина. Так, как оказалось, одной из важнейших популяций являются Tfh (от англ. follicular helper - фолликулярный хелпер). Эта популяция CD4 + Т-лимфоцитов преимущественно расположена в лимфоидных фолликулах и осуществляет хелперную функцию для В-лимфоцитов посредством продукции ИЛ-21, вызывая их созревание и терминальную дифференцировку в плазматические клетки. Кроме ИЛ-21 Tfh могут также продуцировать ИЛ-6 и ИЛ-10, необходимые для дифференцировки В-лимфоцитов. Нарушение функций этой популяции приводит к развитию аутоиммунных заболеваний или иммунодефицитов. Другой «новоявленной» популяцией являются Th9 - продуценты ИЛ-9. По-видимому, это Th2, переключившиеся на секрецию ИЛ-9, способного вызывать пролиферацию Т-хелперных клеток при отсутствии антигенной стимуляции, а также усиливать секрецию В-лимфоцитами IgM, IgG и IgE.

Основные субпопуляции Т-хелперов представлены на рис. 6-7. На рисунке суммированы современные представления об адаптивных субпопуляциях CD4 + Т-клеток, т.е. субпопуляций, формирующих-

Рис. 6-7. Адаптивные субпопуляции CD4 + Т-клеток (цитокины, дифференцировочные факторы, хемокиновые рецепторы)

ся при иммунном ответе, а не в ходе естественного развития клеток. Для всех разновидностей Т-хелперов указаны цитокины-индукторы (на стрелках, ведущих к кружкам, символизирующим клетки), транскрипционные факторы (внутри кружков), хемокиновые рецепторы, направляющие миграцию (около линий, отходящих от «поверхности клетки»), и продуцируемые цитокины (в прямоугольниках, на которые направлены стрелки, отходящие от кружков).

Расширение семейства адаптивных субпопуляций CD4 + Т-клеток потребовало решения вопроса о природе клеток, с которыми взаимодействуют эти субпопуляции (кому они оказывают «помощь» в соответствии со своей функцией хелперов). Эти представления отражены на рис. 6-8. Здесь же представлен уточнённый взгляд на функции этих субпопуляций (участие в защите от определённых групп патогенов), а также о патологических последствиях несбалансированного усиления активности этих клеток.

Рис. 6-8. Адаптивные субпопуляции Т-клеток (клетки-партнёры, физиологические и патологические эффекты)

γ δT-лимфоциты

Подавляющее большинство (99%) T-лимфоцитов, проходящих лимфопоэз в тимусе, составляют αβT-клетки; менее 1% - γδT-клетки. Последние в большинстве дифференцируются вне тимуса, в первую очередь в слизистых оболочках пищеварительного тракта. В коже, лёгких, пищеварительном и репродуктивном трактах они являются доминирующей субпопуляцией внутриэпителиальных лимфоцитов. Среди всех T-лимфоцитов организма γδT-клетки составляют от 10 до 50%. В эмбриогенезе γδT-клетки появляются раньше αβT-клеток.

.γδT-клетки не экспрессируют CD4. Молекула CD8 экспрессирована на части γδT-клеток, но не в виде ap-гетеродимера, как на CD8 + apT-клетках, а в виде гомодимера из двух a-цепей.

.Антигенраспознающие свойства: γδTCR в большей степени напоминают иммуноглобулины, чем αβTCR, т.е. способны связывать нативные антигены независимо от классических молекул MHC - для γδT-клеток не обязателен или вовсе не нужен предварительный процессинг антигена АПК.

.Разнообразие γδTCR меньше, чем αβTCR или иммуноглобулинов, хотя в целом γδT-клетки способны распознавать широкий спектр антигенов (в основном это фосфолипидные антигены микобактерий, углеводы, белки теплового шока).

.Функции γδT-клеток ещё до конца не изучены, хотя становится преобладающим мнение, что они служат одним из связующих компонентов между врождённым и приобретённым иммунитетом. γδT-клетки - один из первых барьеров на пути патогенов. Кроме того, эти клетки, секретируя цитокины, играют важную иммунорегуляторную роль и способны дифференцироваться в ЦТЛ.

NKT-лимфоциты

Естественные киллерные Т-клетки (NKT-клетки) представляют особую субпопуляцию лимфоцитов, занимающую промежуточное положение между клетками врождённого и адаптивного иммунитета. Эти клетки имеют черты как NK-, так и Т-лимфоцитов. NKT-клетки экспрессируют αβTCR и характерный для NK-клеток рецептор NK1.1, принадлежащий к суперсемье лектиновых гликопротеинов С-типа. Однако TCR-рецептор NKT-клеток имеет существенные отличия от TCR-рецептора обычных клеток. У мышей большинство NKTклеток экспрессирует инвариантный V-домен a-цепи, состоящий из

сегментов Vα14-Jα18, иногда обозначаемый как Jα281. У человека V-домен α-цепи состоит из сегментов Vα24-JαQ. У мышей α-цепь инвариантного TCR преимущественно комплексируется с Vβ8.2, у человека - с Vβ11. Из-за особенностей строения цепей TCR NKTклеток называют инвариантным - iTCR. Развитие NKT-клеток зависит от молекулы CD1d, которая имеет сходство с молекулами МНС-I. В отличие от классических молекул МНС-I, презентирующих Т-клеткам пептиды, CD1d презентирует Т-клеткам только гликолипиды. Хотя считается, что печень является местом развития NKT-клеток, имеются строгие доказательства роли тимуса в их развитии. NKT-клетки играют важную роль в регуляции иммунитета. У мышей и людей с различными аутоиммунными процессами функциональная активность NKT-клеток сильно нарушена. Полной картины значимости таких нарушений в патогенезе аутоиммунных процессов нет. При некоторых аутоиммунных процессах NKT-клетки могут играть супрессорную роль.

Помимо контроля аутоиммунных и аллергических реакций, NKTклетки участвуют в иммунном надзоре, вызывая при повышении функциональной активности отторжение опухолей. Велика их роль в противомикробной защите, особенно на ранних этапах развития инфекционного процесса. NKT-клетки вовлекаются в различные воспалительные инфекционные процессы, особенно при вирусных поражениях печени. В целом NKT-клетки - многофункциональная популяция лимфоцитов, несущая ещё много научных загадок.

На рис. 6-9 обобщены данные о дифференцировке Т-лимфоцитов на функциональные субпопуляции. Представлены несколько уровней бифуркации: γ δТ/ αβТ, далее для αβТ-клеток - NKT/ остальные Т-лимфоциты, для последних - CD4 + /CD8 + , для CD4 + Т-клеток - Th/Treg, для CD8 + Т-лимфоцитов - CD8αβ/CD8αα. Показаны также дифференцировочные транскрипционные факторы, ответственные за все линии развития.

Рис. 6-9. Естественные субпопуляции Т-лимфоцитов и их дифференцировочные факторы

Энциклопедичный YouTube

1 / 5

✪ B-лимфоциты и T-лимфоциты популяций CD4+ и CD8+

✪ Цитотоксические T-лимфоциты

✪ T-лимфоциты

✪ Лимфоциты

✪ B-лимфоциты (B-клетки)

Субтитры

Я уже рассказал об основных клетках специфической иммунной системы, а сейчас мы еще раз обобщим изученное. Давайте начнем с B-лимфоцита, которого я всегда рисую синими цветом.. Вот он перед вами. У B-лимфоцитов на поверхности присутствуют мембранные иммуноглобулины, причем у каждого такого лимфоцита свой вариант вариабельного домена. Повторю: у B-лимфоцитов на поверхности есть мембранные иммуноглобулины, и у каждого такого лимфоцита свой вариант вариабельного домена. Вариабельные домены нарисую розовым. У другого B-лимфоцита будут другие вариабельные домены. Поэтому они могут реагировать на самые разные антигены, проникшие в организм. При этом B-лимфоциты активируются. Что для этого нужно и что при этом происходит? Давайте поговорим о том, что происходит при активировании В-лимфоцитов. Что нужно для запуска активации? Для этого нужно, чтобы патоген связался с мембранным иммуноглобулином. Запишем, что патоген связывается. Патоген связывается с мембранным иммуноглобулином. Но этого мало. Обычно B-лимфоциту нужна стимуляция T-лимфоцитом. Так и пишем: стимуляция Т- лимфоцитом. В какой ситуации необходима такая стимуляция? B-лимфоцит является антигенпрезентирующей клеткой. Он поглощает антиген, расщепляет его и демонстрирует вместе с ГКГ класса 2. Его мы тоже сейчас нарисуем. Это ГКГ класса 2. С ним связываются фрагменты антигена. С этим комплексом связывается активированный T-хелпер, у которого есть рецептор с вариабельным доменом, специфичным для этого конкретного антигена. Да, кривоватый получился рецептор, но суть ясна, по крайней мере, я буду на это надеяться. После активации следует дифференцировка: клетка делится, и ее потомки могут стать эффекторными клетками. Это справедливо и для T-, и для B-лимфоцитов. После активации лимфоцит производит эффекторные клетки и клетки памяти. Клетки памяти сохраняются надолго, и их в результате деления получается много. При повторном проникновении того же патогена он с большой вероятностью наткнется на клетку памяти, запустив быстрый иммунный ответ. Эффекторные B-лимфоциты – это фабрики по производству иммуноглобулинов. Итак, эффекторные B-лимфоциты – производят иммуноглобулин. Логика такая: раз антитело подходит к антигену, попавшему в организм, нужно синтезировать побольше. Все производственные мощности клетки принимаются синтезировать антитела. Расскажу вам один факт, который мне подсказала жена. Подслушав то, как я записывал прошлое видео. Она специалист в гематологии и разбирается в иммунологии, так что я ей в этом доверяю: она в этом деле эксперт. В прошлом ролике я опрометчиво заявил, что антитела вырабатывают активированные эффекторные B-лимфоциты. Так оно и есть на самом деле – антитела вырабатываются исключительно B-лимфоцитами. Однако, для секретирующих антитела клеток есть свое название. Эти эффекторные B-лимфоциты обычно называют плазматическими клетками. Запишу термин. В ходе дифференцировки меняется название. Так называют B-лимфоцит, который начал выделять антитела. После этого его называют исключительно плазматической клеткой. Так что на вопрос о том, какие клетки производят антитела, не отвечайте, что это B-лимфоциты. Правильным будет ответ: плазматические клетки. Это общепринятый термин, используемый в иммунологии, а также ревматологии. Простите, я сказал, что моя жена – гематолог? Нет, она ревматолог. Иногда я в этом путаюсь. Так вот, суть B-лимфоцито в производстве антител, которые свяжутся с антигенами вирусов или бактерий и сделают их заметными для макрофагов и прочих фагоцитов. Но вот и все о них, теперь переходим к T-лимфоцитам. Я расскажу о них то, чего не было в прошлых роликах. Так вот, существует две разновидности T-лимфоцитов. Вы уже знаете о хелперах и цитотоксических T-лимфоцитах, но есть и другая классификация лимфоцитов, и я расскажу вам о ней. Итак, две разновидности. У обеих – T-клеточный рецептор. Нарисую его вот таким образом. T-клеточный рецептор. Кроме того, на их мембранах есть ряд других белков. У некоторых T-лимфоцитов есть мембранный белок, называемый CD4. CD4. У других T-лимфоцитов есть другой белок – это CD8. Его тоже подпишем. CD8. Лимфоцит справа называется CD8-положительным T-лимфоцитом. У него на мембране есть CD8. А вот CD4-положительный T-лимфоцит. Вот две разновидности. Их разделяют по этим белкам. Белок CD4 – это рецептор, который имеет сродство с белками ГКГ класса 2. Большинство CD4-положительных клеток – это T-хелперы. В большинстве случаев, если в разговоре упоминают CD4-положительные клетки, то по привычке имеют в виду именно хелперные T-лимфоциты. Обычно говорят о них. Пожалуй, я подпишу его - T-хелпер. Рецептор CD8 имеет сродство с ГКГ класса 1. Укажем это на рисунке. У раковых клеток ГКГ класса 1 на мембране связан с антигенами рака. Поэтому CD8 характерен для цитотоксических лимфоцитов. CD8 характерен для цитотоксических лимфоцитов. Обычно до того как клетка активирована, ее называют CD4- или CD8-положительной, а о функции лимфоцита говорят уже после активации. Уже после. Это особенности терминологии. Надеюсь, суть вы улавили. Теперь вспомним, чем занимается этот лимфоцит. Он связывается с белками ГКГ, которые находятся на мембране вместе с антигенами. Вот ГКГ класса 1. Как я уже говорил в прошлом ролике, он есть у каждой клетки с ядром. Допустим, в клетке произошло что-то плохое. Что-то нехорошее, может быть, это вирус. Может быть, рак. Пораженная клетка должна умереть, иначе она будет копировать вирус или размножаться, если это опухоль. Так вот, CD8-положительные T-лимфоциты убивают клетки, пораженные вирусом или онкологией. Они убивают пораженные клетки, которые в противном случае могли угрожать всему организму, в целом. T-хелперы – совсем другое дело. Давайте возьмем дендритную клетку – антигенпрезентирующую клетку. У нее есть ГКГ класса 2, с которым соединяются фрагменты переваренного антигена. Он активирует хелперные T-лимфоциты, которые делятся и дифференцируются в эффекторные клетки, а так же клетки памяти. У эффекторного T-лимфоцита есть несколько функций. Хелперный T-лимфоцит активирует B-лимфоциты и выделяет цитокины. Выделяет цитокины. Активированный лимфоцит выделяет множество веществ, которые служат сигналом другим клеткам, например другим лимфоцитам, поднимая при этом тревогу. Часть этих цитокинов помогает цитотоксическим лимфоцитам в их активации. Цитокины поднимают тревогу, и CD8-положительные, то есть цитотоксические T-лимфоциты, эффекторные лимфоциты, принимаются убивать клетки. Что касается клеток памяти, то это копии оригинальных лимфоцитов, которые надолго сохраняются в этом месте на случай повторения угрозы, чтобы обеспечить более быстрый ответ. Надеюсь, что не сильно вас запутал новыми терминами, но это было необходимо. И теперь вы знаете, что антитела синтезируют не B-лимфоциты, не их, а клетки, у которых есть собственное название. Это плазматические клетки или плазмоциты.

Типы Т-лимфоцитов

Т-лимфоциты, обеспечивающие центральную регуляцию иммунного ответа.

Дифференциация в тимусе

Все Т-клетки берут своё начало от гемопоэтических стволовых клеток красного костного мозга , которые мигрируют в тимус и дифференциируются в незрелые тимоциты . Тимус создаёт микросреду, необходимую для развития полностью функционального репертуара Т-клеток, который является ГКГ-ограниченным и толерантным к самому себе.

Дифференциация тимоцитов разделяется на разные стадии в зависимости от экспрессии различных поверхностных маркеров (антигенов). На самой ранней стадии, тимоциты не экспрессируют корецепторы CD4 и CD8, и поэтому классифицируются как двойные негативные (англ. Double Negative (DN) ) (CD4-CD8-). На следующей стадии тимоциты экспрессируют оба корецептора и называются двойными позитивными (англ. Double Positive (DP) ) (СD4+CD8+). Наконец на финальной стадии происходит селекция клеток, которые экспрессируют только один из корецепторов (англ. Single Positive (SP) ): или (CD4+), или (CD8+).

Раннюю стадию можно разделить на несколько подстадий. Так, на подстадии DN1 (англ. Double Negative 1 ), тимоциты имеют следующую комбинацию маркеров: CD44 +CD25 -CD117 +. Клетки с данной комбинацией маркеров ещё называют ранними лимфоидными предшественниками (англ. Early Lymphoid Progenitors (ELP) ). Прогрессируя в своей дифференциации, ELP активно делятся и окончательно теряют способность трансформироваться в другие типы клеток (например В-лимфоциты или миелоидные клетки). Переходя на подстадию DN2 (англ. Double Negative 2 ), тимоциты экспрессируют CD44 +CD25 +CD117 + и становятся ранними Т-клеточными предшественниками (англ. Early T-cell Progenitors (ETP) ). В течение DN3 подстадии (англ. Double Negative 3 ), ETP клетки имеют комбинацию CD44 -CD25 + и вступают в процесс β-селекции.

β-селекция

Гены Т-клеточного рецептора состоят из повторяющихся сегментов, принадлежащих к трём классам: V (англ. variable ), D (англ. diversity ) и J (англ. joining ). В процессе соматической рекомбинации генные сегменты, по одному из каждого класса, соединяются вместе (V(D)J-рекомбинация). Случайное объединение последовательностей сегментов V(D)J приводит к появлению уникальных последовательностей вариабельных доменов каждой из цепей рецептора. Случайный характер образования последовательностей вариабельных доменов позволяет генерировать Т-клетки, способные распознавать большое количество различных антигенов, и, как следствие, обеспечивать более эффективную защиту против быстро эволюционирующих патогенов. Однако этот же механизм зачастую приводит к образованию нефункциональных субъединиц Т-клеточного рецептора. Гены, кодирующие β-субъединицу рецептора, первыми подвергаются рекомбинации в DN3-клетках. Чтобы исключить возможность образования нефункционального пептида, β-субъединица образует комплекс с инвариабельной α-субъединицей пре-T-клеточного рецептора, формируя т. н. пре-T-клеточный рецептор (пре-ТКР) . Клетки, неспособные образовывать функциональный пре-ТКР, погибают в результате апоптоза . Тимоциты, успешно прошедшие β-селекцию, переходят на подстадию DN4 (CD44 -CD25 -) и подвергаются процессу позитивной селекции .

Позитивная селекция

Клетки, экспрессирующие на своей поверхности пре-ТКР все ещё не являются иммунокомпетентными, так как не способны связываться с молекулами главного комплекса гистосовместимости. Для узнавания молекул ГКГ T-клеточным рецептором необходимо наличие корецепторов CD4 и CD8 на поверхности тимоцитов. Образование комплекса между пре-ТКР и корецептором CD3 приводит к ингибированию перестроек генов β-субъединицы и в то же время вызывает активацию экспрессии генов CD4 и CD8. Таким образом тимоциты становятся двойными позитивными (DP) (CD4+CD8+). DP-тимоциты активно мигрируют в корковое вещество тимуса, где происходит их взаимодействие с клетками кортикального эпителия , экспрессирующими белки обоих классов ГКГ (MHC-I и MHC-II). Клетки, неспособные взаимодействовать с белками ГКГ кортикального эпителия, подвергаются апоптозу , в то время как клетки, успешно осуществившие такое взаимодействие, начинают активно делиться.

Негативная селекция

Тимоциты, прошедшие позитивную селекцию, начинают мигрировать к кортико-медуллярной границе тимуса. Попадая в медуллу, тимоциты взаимодействуют с собственными антигенами организма, презентированными в комплексе с белками ГКГ на медуллярных тимических эпителиальных клетках (мТЭК). Тимоциты, активно взаимодействующие с собственными антигенами, подвергаются апоптозу . Негативная селекция предотвращает появление самоактивирующихся Т-клеток, способных вызывать аутоиммунные заболевания клон . Некоторые из клеток этого клона превращаются в эффекторные Т-клетки , которые выполняют функции, специфичные для данного типа лимфоцита (например, выделяют цитокины в случае Т-хелперов или же лизируют поражённые клетки в случае Т-киллеров). Другая часть активированных клеток трансформируется в Т-клетки памяти . Клетки памяти сохраняются в неактивной форме после первичного контакта с антигеном до тех пор, пока не наступает повторное взаимодействие с тем же антигеном. Таким образом, Т-клетки памяти хранят информацию о ранее действовавших антигенах и обеспечивают вторичный иммунный ответ, осуществляющийся в более короткие сроки, чем первичный.

Взаимодействие Т-клеточного рецептора и корецепторов (СD4, CD8) с главным комплексом гистосовместимости важно для успешной активации наивных Т-клеток, однако его самого по себе недостаточно для дифференциации в эффекторные клетки. Для последующей пролиферации активированных клеток необходимо взаимодействие т. н. костимулирующих молекул. Для Т-хелперов такими молекулами являются рецептор CD28 на поверхности Т-клетки и иммуноглобулин B7 на поверхности антигенпрезентирующей клетки.