T LYMFOCYTY: STRUKTURA, FUNKCE, TYPY, ZRÁNÍ - BIOLOGIE - 2025

Tyto T lymfocyty nebo T buňky jsou buňky imunitního systému Active v buněčné odpovědi imunitního systému a přispívá k aktivaci protilátky - buněk produkujících v humorální imunitní odpovědi systému.

Tyto buňky, stejně jako B buňky a buňky zabíjející přirozené buňky (NK), jsou krvinkami (leukocyty), které pocházejí z kostní dřeně a společně s B buňkami tvoří mezi 20 a 40% celkových leukocytů v krev.

Reprezentativní schéma hematopoetického procesu u lidí, které vede k lymfoidní linii (Zdroj: Jmarchn prostřednictvím Wikimedia Commons)

Jeho jméno pochází z místa, kde dozrávají, než vykonávají své funkce (brzlík) a tento termín byl vytvořen Roittem v roce 1969.

Existují různé typy T lymfocytů a ty se od sebe liší jak expresí určitých povrchových markerů, tak funkcí, kterou vykonávají. Byly tedy popsány dvě hlavní skupiny, které jsou známé jako „pomocné“ T lymfocyty a „cytotoxické“ T lymfocyty.

Pomocné T lymfocyty se účastní aktivace B lymfocytů secernujících protilátku, zatímco cytotoxické T lymfocyty přímo zprostředkovávají eliminaci buněk infikovaných viry, parazity a jinými intracelulárními mikroorganismy.

Tyto buňky jsou nesmírně důležité, protože vykonávají základní funkce v různých imunologických aspektech a jsou nezbytné pro adaptivní obranný systém.

Struktura

T lymfocyty jsou malé buňky, jejichž velikost je srovnatelná s průměrnou bakterií: průměr mezi 8 a 10 mikrony. Mají charakteristický kulovitý tvar a jejich cytosol je obsazen hlavně velkým jádrem obklopeným několika organely.

Všechny lymfocyty pocházejí z prekurzorů z "primárních" nebo "generativních" lymfoidních orgánů. V případě T lymfocytů se tyto produkují v kostní dřeni a poté migrují do brzlíku pro zrání (brzlík je žlázový orgán umístěný za hrudní kostí).

Jakmile jsou dospělí, jsou propuštěni do krevního řečiště, ale vykonávají své funkce na jiných místech známých jako „sekundární lymfoidní orgány“.

T lymfocyty, stejně jako B lymfocyty, jsou krevní buňky schopné produkovat protilátky proti specifickým antigenům, s tím rozdílem, že je nemohou uvolnit do oběhu.

Protilátky exprimované T buňkami jsou proteiny vázané na plazmatickou membránu, s rozpoznávacími místy antigenu „směřujícími“ k extracelulárnímu prostředí. Tyto protilátky jsou známé jako „receptory antigenu T buněk“ nebo TCR (T buněčný receptor).

TCR jsou transmembránové heterodimery složené ze dvou polypeptidových řetězců spojených dohromady disulfidovými můstky. Každá T ​​buňka představuje TCR s jedinečnou specificitou.

Funkce

T-lymfocyty hrají zásadní roli ve vývoji adaptivního nebo specifického imunitního systému. Jsou to multifunkční buňky, které slouží k různým účelům v „boji“ proti invazivním a potenciálně patogenním antigenům.

Některé T buňky pomáhají při tvorbě protilátek zprostředkovaných B lymfocyty; jiní jsou schopni interagovat s krevními buňkami myeloidní linie a pomáhat jim účinněji ničit patogeny, zatímco jiní fungují přímo při zabíjení buněk infikovaných virem nebo nádorových buněk.

Další z jejich funkcí jsou regulační buňky udělením imunologické "tolerance" organismům, kde působí, nebo stanovením některých "limitů" na amplitudu spouštěných reakcí.

Typy

Různé typy lymfocytů se od sebe odlišují expresí specifických membránových receptorů, které jsou experimentálně rozpoznávány umělými monoklonálními protilátkami.

Tyto receptory rozpoznávané uvedenými protilátkami patří k tzv. „Skupině diferenciace“ nebo CD (Cluster of diferenciace).

Označení CD se týká buněčného fenotypu, a ačkoli to není nutně specifické pro buněčný typ nebo celou buněčnou linii, bylo užitečné pro charakterizaci lymfocytů.

Funkčně se někteří autoři domnívají, že T lymfocyty lze klasifikovat jako pomocné T lymfocyty a cytotoxické nebo cytolytické T lymfocyty. Oba typy buněk exprimují podobné receptory T-lymfocytů (TCR), liší se však v expresi CD proteinů.

Ostatní autoři však zavádějí další kategorii definovanou jako „paměťové T buňky“ nebo „paměťové T lymfocyty“.

Pomocné T lymfocyty nebo „

Pomocné T buňky nemají primární funkci přímého „útoku“ nebo „rozpoznávání“ jakékoli antigenní molekuly, místo toho se specializují na sekreci cytokinů, které podporují nebo zlepšují funkce jiných buněk, jako jsou B lymfocyty.

Tyto buňky exprimují na svém povrchu proteiny skupiny CD4, které fungují jako Coreceptory pro proteiny hlavního histokompatibilního komplexu třídy II. Jinými slovy, tyto proteiny rozpoznávají antigeny prezentované v kontextu MHC třídy II.

V literatuře lze získat názvy různých typů pomocných T buněk, které se od sebe liší rozlišením různých typů cytokinů a reakcí na určité interleukiny.

Poté byly definovány pomocné T lymfocyty typu 1 (TH1), které vylučují cytokin IFN-y (užitečné pro aktivaci makrofágů a eliminaci patogenu); pomocné T lymfocyty typu 2 (TH2), které vylučují velká množství IL-4, IL-5 a IL-13 (tyto TH2 podporují produkci protilátek).

Existují také další pomocné lymfocyty známé jako „folikulární pomocné T lymfocyty“ (THF), které, jak naznačuje jejich název, jsou přítomny v lymfoidních folikulech a pomáhají při aktivaci B buněk a stimulaci produkce protilátek.

Tyto THF také vylučují širokou škálu různých cytokinů a současně se podílejí na stimulaci produkce protilátek spojených s imunitní odpovědí zprostředkovanou TH1 a TH2 buňkami.

Byly také popsány pomocné T buňky typu 9, 17 a 22, které řídí velmi specifické aspekty určitých imunitních odpovědí.

Regulační T lymfocyty (Tregs)

Existuje také další sada T buněk, které exprimují CD4 receptory, které jsou známé jako regulační CD4 T lymfocyty nebo „Tregs“. Tyto lymfocyty produkují transkripční faktor nazývaný FoxP3 a exprimují na svém povrchu další CD marker zvaný CD25.

Funkce regulačních T buněk (Zdroj: Gwilz přes Wikimedia Commons)

Jeho regulační mechanismy se skládají z mezibuněčných kontaktů, exprese povrchových molekul, zvýšené odezvy na růstové faktory a změněné produkce regulačních cytokinů, jako je TGF-pi a IL-10.

Cytotoxické nebo cytolytické T lymfocyty

Cytotoxické T buňky jsou naproti tomu zodpovědné za napadení a ničení invazivních nebo cizích buněk, a to díky jejich schopnosti vázat se na ně a uvolňovat speciální granule naplněné různými typy cytotoxických proteinů.

Perforiny a granzymy obsažené v cytotoxických granulích cytolytických T buněk mají schopnost otevírat póry v plazmatické membráně a degradovat proteiny, což vede k lýze buněk, na které útočí.

Násobení a působení cytotoxických T lymfocytů a jejich příslušných paměťových T lymfocytů (Zdroj: OpenStax College prostřednictvím Wikimedia Commons)

Tento typ T lymfocytů je zvláště zodpovědný za degradaci buněk infikovaných viry, bakteriemi nebo intracelulárními parazity, jakož i rakovinných nebo nádorových buněk.

Cytotoxické T lymfocyty jsou rozpoznávány membránovou expresí proteinů podobných CD8, což jsou proteiny schopné rozpoznávat a vázat antigeny, které jsou mu prezentovány v souvislosti s jinými membránovými proteiny: antigeny hlavního histokompatibilního komplexu I. třídy.

Paměťové T lymfocyty

Jak již bylo uvedeno, „naivní“, „nevinné“ nebo „naivní“ T lymfocyty se liší, jakmile přijdou do styku s antigenem. Tato diferenciace nejen vede ke vzniku CD4 a CD8 T buněk, ale také k další třídě T buněk známých jako paměťové buňky.

Tyto buňky, jak to platí pro paměťové B lymfocyty, mají mnohem delší životnost a jejich buněčné populace se rozšiřují a diferencují na efektorové T buňky, jako jsou CD4 a CD8, když se s nimi znovu dostanou do kontaktu. antigen.

Paměťové buňky mohou mít markery CD4 nebo CD8 a jejich hlavní funkcí je poskytovat imunitnímu systému "molekulární paměť" proti "známým" patogenům.

Zrání

T lymfocyty jsou pečlivě vybrány a zrají v brzlíku. Během procesu zrání tyto buňky získávají schopnost exprimovat protein receptoru antigenu na jejich membráně: receptor T buněk.

Prekurzorové hematopoetické buňky T lymfocytů migrují do brzlíku ve velmi raných stádiích vývoje a zrání spočívá v podstatě v přeskupení genů, které kódují receptory TCR a další membránové markery.

Prekurzory T buněk, když dosáhnou brzlíku, jsou známé jako "tymocyty", což jsou ty, které se množí a diferencují do různých subpopulací zralých T buněk.

V brzlíku je jak pozitivní výběr buněk, které rozpoznávají cizí antigeny, tak negativní výběr, který vylučuje buňky, které rozpoznávají vlastní molekuly.

Zrání nastává zpočátku ve vnější kůře brzlíku, kde se buňky proliferují velmi nízkou rychlostí.

Aktivace

T lymfocyty, i když nejsou ve styku s antigenem, zůstávají ve fázi G0 buněčného cyklu, v jakémsi stárnutí.

Termín aktivace se vztahuje na všechny události, které se odehrávají během "závazku" antigenních receptorů v membráně těchto buněk, což si zaslouží účast pomocných buněk, které jsou v některých textech definovány jako buňky prezentující antigen nebo APC. (z anglických antigenů prezentujících antigen).

APC obsahují na svém povrchu membránové molekuly, které „vykazují“ antigeny vůči T buňkám. Tito jsou známí jako „hlavní molekuly histokompatibilního komplexu“ nebo MHC (hlavní histokompatibilní komplex).

Proces aktivace T lymfocytů Jsou prezentovány antigenní receptory a antigeny prezentované v souvislosti s proteiny hlavního histokompatibilního komplexu (MHC) třídy II (Zdroj: Cecilia Tejero García přes Wikimedia Commons)

V průběhu aktivačního procesu se lymfocyty zvětšují a mění se z původního sférického tvaru na tvar podobný ručnímu zrcátku a během této fáze jsou lymfocyty známé jako lymfoblasty.

Lymfoblasty, na rozdíl od neaktivních lymfocytů, mají schopnost mitoticky proliferovat a vytvářet další buňky schopné diferenciace.

Aktivace pomocných T buněk

TH lymfocyty lze aktivovat pouze tehdy, když jim buňky APC „prezentují“ cizí antigen pomocí molekul MHC II. Třídy. První krok v této aktivační cestě spočívá v rozpoznání prezentovaného antigenu receptorem TCR.

Následně pomocná buňka CD4 interaguje s oblastí molekuly MHC II, takže se vytvoří komplex mezi TCR proteinem, antigenem a molekulou MHC II, což zajišťuje rozpoznávání jak antigenu, tak molekul prezentovaných APC.

Pak jak T buňka, tak antigen prezentující buňka vylučují regulační cytokiny, které pomáhají aktivovat pomocnou T buňku CD4, která je aktivována. Po aktivaci se tento lymfocyt rozmnoží a vytvoří nové „naivní“ CD4 T lymfocyty, které se diferencují na jiné typy paměťových nebo efektorových lymfocytů.

Aktivace cytotoxických T buněk

Posloupnost kroků, která probíhá během aktivace CD8 lymfocytů, je velmi podobná sekvenci pomocných T buněk. Zúčastněné molekuly MHC však patří do třídy I.

Jakmile jsou antigeny a receptory rozpoznány, buňky APC zapojené do tohoto procesu a aktivující cytotoxické T lymfocyty vylučují cytokiny, které aktivují klonální proliferaci a diferenciaci lymfocytů.

Stejně jako u CD4 T buněk se CD8 T buňky mohou diferencovat na efektorové buňky nebo paměťové buňky, v tomto případě působí jako cytotoxické nebo molekulární paměťové buňky.

Aktivace T lymfocytů CD8 je dosažena díky účasti dalších pomocných T buněk, konkrétně buněk typu 1.

Převod signálu

Aktivace lymfocytů zahrnuje přenos signálů z extracelulárního prostředí do cytosolického prostoru a jádra. Tyto signály jsou vnímány antigenními receptory přítomnými na plazmatické membráně a překládány interními signálními cestami.

Konečným cílem přijetí těchto signálů je aktivace transkripce specifických genů, které kódují specifické povrchové proteiny.

Je důležité zmínit, že lymfocyty, které jsou aktivovány a nerozlišují (zralé), jsou z těla eliminovány apoptózou nebo programovanou buněčnou smrtí.

Reference

1. Abbas, A., Murphy, K., & Sher, A. (1996). Funkční rozmanitost pomocných T lymfocytů. Nature, 383, 787-793.
2. Herec, JK (2014). Úvodní pojmy imunologie pro interdisciplinární aplikace. London: Academic Press.
3. Cavanagh, M. (nd). Aktivace T-buněk. Britská společnost pro imunologii.
4. Heath, W. (1998). T-lymfocyty. V Encyclopedia of Immunology (pp. 2341–2343). Elsevier.
5. Kindt, T., Goldsby, R., & Osborne, B. (2007). Kuby's Immunology (6. vydání). Mexico DF: McGraw-Hill Interamericana Španělska.
6. Martin, S. (2014). Lymfocyty jako nástroje v diagnostice a imunotoxikologii. T lymfocyty jako nástroje v diagnostice a imunotoxikologii (svazek 104). Springer.
7. Pinchuk, G. (2002). Schaumův nástin teorie a imunologických problémů. Společnosti McGraw-Hill.
8. Reinherz, E., Haynes, B., Nadles, L., & Bernstein, I. (1986). Leukocyty Typing II. Lidské T lymfocyty (sv. 1). Springer.
9. Smith-Garvin, JE, Koretzky, G. a & Jordan, MS (2009). Aktivace T buněk. Annu. Immunol., 27, 591 - 619.