Лимфоциты. Что такое Т лимфоциты и какова их функция? Эффекторные т лимфоциты

Отлично отлаженная иммунная система здорового человека в состоянии справиться с большинством внешних и внутренних угроз. Лимфоциты – кровяные тельца, которые первыми вступают в сражение за чистоту организма. Вирусы, бактерии, грибок – ежедневная забота иммунитета. Причём функции лимфоцитов не ограничиваются обнаружением внешних врагов.

Любые повреждённые или неполноценные клетки собственных тканей так же должны быть обнаружены и уничтожены.

Функции лимфоцитов в крови человека

Основными исполнителями в работе иммунитета у человека выступают бесцветные кровяные тельца – лейкоциты. Каждая их разновидность выполняет свою функцию , важнейшая из которых отводится именно лимфоцитам. Их количество относительно других лейкоцитов в крови иногда превышает 30%. Функции лимфоцитов достаточно разнообразны и сопровождают весь иммунный процесс с начала до конца.

По сути, лимфоциты обнаруживают любые фрагменты, не соответствующие организму генетически, дают сигнал к началу сражения с чужеродными объектами, контролируют весь его ход, активно участвуют в уничтожении «врагов» и завершают бой после победы. Как добросовестная охрана, они запоминают каждого нарушителя «в лицо», что даёт организму возможность при следующей встрече действовать быстрее и эффективнее. Так у живых существ проявляется свойство, называемое иммунитетом.

Наиболее важные функции лимфоцитов :

1. Обнаружение вирусов, бактерий, других вредоносных микроорганизмов, а также любых клеток собственного тела, имеющих отклонения (старых, повреждённых, заражённых, мутировавших).
2. Сообщение иммунной системе о «вторжении» и типе антигена.
3. Непосредственное уничтожение болезнетворных микробов, выработка антител.
4. Руководство всем процессом при помощи специальных «сигнальных веществ».
5. Сворачивание активной фазы «сражения» и руководство уборкой после боя.
6. Сохранение памяти о каждом побеждённом микроорганизме для последующего быстрого распознавания.

Выработка таких солдат иммунитета происходит в красном костном мозге, они имеют разное строение и свойства. Удобнее всего различать иммунные лимфоциты по функциям в защитных механизмах:

• В-лимфоциты распознают вредоносные включения и синтезируют антитела;
• Т-лимфоциты активизируют и тормозят иммунные процессы, непосредственно уничтожают антигены;
• NK-лимфоциты выполняют функцию контроля за тканями родного организма, способны убивать мутировавшие, старые, переродившиеся клетки.

По размеру, строению отличают крупные гранулярные (NK) и малые (Т, В) лимфоциты. У каждого типа лимфоцитов есть особенности и важные функции, которые стоит рассмотреть подробней.

B-лимфоциты

К отличительным особенностям относится то, что для нормальной работы организму требуются не просто молодые лимфоциты в больших количествах, а закалённые созревшие солдаты.

Созревание и воспитание Т-клетки проходят в кишечнике, аппендиксе, миндалинах. В этих «тренировочных лагерях» молодые тельца получают специализацию для выполнения трёх важных функций :

1. «Наивные лимфоциты» ‒ молодые, не активированные кровяные тельца, не имеют опыта встреч с чужеродными веществами, а потому не обладают жёсткой специфичностью. Они способны проявить ограниченную реакцию на несколько антигенов. Активируясь после встречи с антигеном, они отправляются в селезёнку или костный мозг на повторное созревание и быстрое клонирование себе подобных. После дозревания из них очень быстро вырастают плазматические клетки, вырабатывающие антитела исключительно к данному виду возбудителя.
2. Дозревшие плазматические клетки, строго говоря, уже не лимфоциты, а фабрики по производству специфических растворимых антител. Живут они всего несколько дней, самоустраняясь сразу, как только исчезает угроза, вызвавшая защитную реакцию. Некоторые из них позже будут «законсервированы», опять станут малыми лимфоцитами с памятью об антигене.
3. Активированные В-лимфоциты, при содействии Т-лимфоцитов могут становиться хранилищами памяти о побеждённом чужеродном агенте, они живут десятилетиями, выполняют функцию передачи информации своим «потомкам», обеспечивая длительный иммунитет, ускоряя ответ организма на встречу с тем же типом агрессивного воздействия.

В-клетки очень специфичны. Каждая из них активируется только при встрече с определённым типом угрозы (штаммом вируса, видом бактерий или простейших, белком, химическим веществом). На возбудителей другой природы лимфоцит не среагирует. Таким образом, главная функция В-лимфоцитов – обеспечение гуморального иммунитета и производство антител.

T-лимфоциты

Молодые Т-тела также продуцирует костный мозг. Этот вид эритроцитов проходит самый жёсткий поэтапный отбор, который отбраковывает более 90% молодых клеток. «Воспитание» и селекция происходят в вилочковой железе (тимусе).

Обратите внимание! Тимус – орган, вступающий в фазу наибольшего развития между 10 и 15 годами, когда его масса может достигать 40 г. После 20 лет он начинает уменьшаться. У стариков, тимус весит как у младенцев, не более 13 г. Рабочие ткани железы после 50 лет замещаются жировыми и соединительными. Соответственно уменьшается количество Т-клеток, ослабевают защитные силы организма.

В результате отбора, происходящего в вилочковой железе, отсеиваются Т-лимфоциты не способные связать ни одного чужеродного агента, а также обнаружившие реакцию на белки родного организма. Остальные дозревшие тельца признаются годными и рассеиваются по телу. С кровотоком циркулирует огромное количество Т-клеток (около 70% от всех лимфоцитов), велика их концентрация в лимфоузлах, селезёнке.

Тимус покидают три вида зрелых Т-лимфоцитов:

• Т-хелперы. Помогают выполнять функции В-лимфоцитам, другим иммунным агентам. Осуществляют руководство их действиями при непосредственном контакте или отдают приказы выделяя цитокины (сигнальные вещества).
• Т-киллеры. Цитотоксические лимфоциты, которые непосредственно уничтожают неполноценные, инфицированные, опухолевые, любые видоизменённые клетки. Т-киллеры также ответственны за отторжение чужеродных тканей при имплантации.
• Т-супрессоры. Исполняют важную функцию надзора за активностью В-лимфоцитов. Затормаживают или прекращают реакции иммунного ответа, при необходимости. Их непосредственная обязанность – не допускать аутоиммунных реакций, когда защитные тела принимают свои клетки за враждебные, начиная их атаковать.

Т-лимфоциты обладают главными свойствами: регулировать скорость защитной реакции, её продолжительность, служить обязательным участником некоторых превращений и обеспечивать клеточный иммунитет.

NK-лимфоциты

В отличие от малых форм, NK-клетки (нулевые лимфоциты) крупнее и содержат гранулы, состоящие из веществ, разрушающих оболочку заражённой клетки или уничтожающих её целиком. Принцип поражения враждебных включений похож на соответствующий механизм у Т-киллеров, но обладает большей силой и не имеет выраженной специфичности.

NK-лимфоциты не проходят процедуру дозревания в лимфатической системе, способны реагировать на любые антигены и убивать такие образования, перед которыми бессильны Т-лимфоциты. За такие уникальные качества их называют «натуральными киллерами». NK-лимфоциты являются главными истребителями раковых клеток. Повышение их числа, увеличение активности – является одним из перспективных направлений развития онкологии.

Интересно ! Лимфоциты несут в себе крупные молекулы, передающие генетическую информацию по всему организму. Важная функция этих кровяных телец не ограничивается только защитой, а распространяется на регулирование восстановления, роста, дифференциации тканей.

При необходимости, нулевые лимфоциты могут выполнять функции В- или Т-клеток, таким образом являясь универсальными солдатами иммунной системы.

В сложном механизме иммунных процессов лимфоциты играют руководящую, регулирующую роль. Причём осуществляют они свою работу как при контакте, так и на расстоянии, вырабатывая особые химические вещества. Распознавая эти сигналы-приказы, все звенья иммунной цепи согласованно включаются в процесс и обеспечивают чистоту и долговечность человеческого организма.

Статья на конкурс «био/мол/текст»: Клетки иммунной системы путешествуют по лимфе и кровотоку в поисках антигена, который можно распознать и начать защитную иммунную реакцию. Но значительная часть Т-лимфоцитов находится не в крови и не в лимфоузлах, а в органах, не относящихся к иммунной системе. Эта статья рассказывает, чем заняты резидентные Т-клетки тканей, как они туда попадают и какие преимущества для медицины может дать их изучение.

Обратите внимание!

Эта работа заняла первое место в номинации «Лучшая статья по иммунологии» конкурса «био/мол/текст »-2015.

Спонсором номинации «Лучшая статья о механизмах старения и долголетия» является фонд «Наука за продление жизни ». Спонсором приза зрительских симпатий выступила фирма Helicon .

Спонсоры конкурса: Лаборатория биотехнологических исследований 3D Bioprinting Solutions и Студия научной графики, анимации и моделирования Visual Science .

Адекватная защитная реакция при заражении патогенным вирусом - уничтожить зараженные клетки, не допустив распространения инфекции по организму и гибели большего числа клеток. Зараженная вирусом клетка может заметить в себе вирус и начать аутофагию либо апоптоз - или получить инструкцию для программируемой клеточной гибели от Т-киллера.

Классическая иммунология человека построена на изучении иммунных клеток крови просто в силу того, что анализ крови можно взять у любого пациента, исследовать в норме и в патологии. Именно на клетках крови была выстроена классификация Т-лимфоцитов: деление на Т-киллеры и Т-хелперы, которые проверяют антигенную специфичность Т-киллеров, выдают им «лицензию на убийство» и способны управлять всем ходом иммунного ответа через сигнальные растворимые молекулы - цитокины. А также более позднее выделение из ветви Т-хелперов группы регуляторных Т-клеток, подавляющих избыточный адаптивный иммунитет.

Но как нам напоминает реклама йогурта, значительная часть клеток иммунной системы сосредоточена вокруг слизистой оболочки пищеварительного тракта и в других тканях. В то время как в 5–6 литрах крови взрослого человека находится около 6–15 миллиардов лимфоцитов, то число Т-клеток, находящихся в эпидермисе и коже, оценивают в 20 млрд , в печени взрослого мужчины - еще 4 млрд . Достаточно ли изучения клеток крови для полного описания функций Т-клеток, если в периферических органах Т-клеток больше, чем в кровотоке? И достаточно ли классических субпопуляций, чтобы описать все типы Т-клеток, находящихся в организме человека?

Жизненный цикл Т-лимфоцита

Каждая Т-клетка после сборки Т-клеточного рецептора проходит тестирование на функциональность случайно собранного рецептора (положительная селекция) и отсутствие специфичности к собственным антигенам организма (отрицательная селекция), то есть на отсутствие очевидной аутоиммунной угрозы. Этапы селекции происходят в вилочковой железе, тимусе; при этом более 90% клеток-предшественников погибает, не сумев правильно собрать рецептор либо пройти селективный отбор. Выжившие Т-клетки пролиферируют и выходят из тимуса в кровоток - это наивные Т-лимфоциты, не встречавшиеся с антигеном. Наивная Т-клетка циркулирует по крови и периодически заходит в лимфоузлы, где в Т-клеточной зоне контактирует со специализированными антигенпрезентирующими клетками.

После встречи с антигеном в лимфоузле Т-клетка приобретает способность снова делиться - становится предшественницей Т-клеток памяти (T SCM , stem cell memory T cells). Cреди клона её потомков появляются клетки центральной памяти (T CM), короткоживущие эффекторные клетки, осуществляющие иммунную реакцию (SLEC или T EMRA -клетки), и эффекторные клетки-предшественники памяти T EM , в свою очередь при делении дающие T EMRA . Все эти клетки выходят из лимфоузла и перемещаются по крови. Эффекторные клетки затем могут выйти из кровотока для осуществления иммунной реакции в периферической ткани органа, где находится патоген. Что потом - снова путешествие по крови и лимфоузлам?

Рисунок 1. Эмиграция эффекторной Т-клетки в ткань при вирусной инфекции. Сигналы воспаления от зараженных эпителиальных клеток при участии резидентных клеток передаются эндотелию сосудов, клетки эндотелия привлекают эффекторные Т-клетки хемокинами CXCL9, CXCL10. Роллинг: при движении по посткапиллярной венуле в ткани эффекторная клетка замедляется, образуя временные контакты между Е-селектинами и P-селектинами на клетках эндотелия. Остановка: эффекторная клетка плотно прикрепляется к эндотелию при взаимодействии LFA-1 и других альфа-интегринов с ICAM-1/VCAM-1/MAdCAM-1 (на эндотелии). Трансмиграция: эффекторная Т-клетка связывает эндотелиальный JAM-1 молекулами PECAM, CD99, LFA-1 и проникает через клетки эндотелия в подслизистую. Рисунок из .

Процесс трансмиграции лейкоцита.

Клетки стромы, то есть основы лимфоузла, выделяют сигнальные вещества для того, чтобы позвать Т-клетку в лимфоузел - хемокины. Распознают хемокины лимфоузлов рецепторы хоуминга CCR7 и CD62L. Но на эффекторных клетках отсутствуют оба этих рецептора. Из-за этого долгое время было загадкой, как эффекторные клетки могут попасть из периферической ткани обратно во вторичные лимфоидные органы - селезенку и лимфоузлы.

В то же время стали накапливаться данные о различиях в репертуарах мембранных маркеров и профилях транскрипции между Т-клетками памяти в крови (T EM) и Т-клетками памяти в других органах, которые никак не укладывались в концепцию постоянной миграции Т-клеток между тканями и кровью. Решено было выделить новую субпопуляцию: резидентные клетки памяти, которые населяют определенный орган и не рециркулируют - T RM -клетки .

Происхождение резидентных Т-клеток тканей

Откуда впервые появляются резидентные клетки ткани? Это потомки эффекторных клеток, которые потеряли способность рециркулировать. Некоторые периферические для иммунной системы ткани, например, слизистая тонкого кишечника, брюшная полость, - позволяют эффекторным Т-лимфоцитам проникать внутрь свободно; другие - очень ограниченно, большой поток эффекторных Т-клеток в эти ткани наблюдается только при реакции воспаления. К тканям второго типа относятся отделенные барьером от иммунной системы, к примеру, головной и спинной мозг, а также многие другие: периферические ганглии, слизистые половых органов, легкие, эпидермис, глаза. Разница между двумя типами тканей - в экспрессии дополнительных молекул хоуминга для эффекторных Т-клеток, например, молекулы адгезии для проникновения в эпителий MadCAM-1 .

Рисунок 3. «To home or not to home?» - сложный выбор эффекторной клетки. To home - процесс хоминга, или миграции Т-клеток, например, в наиболее привычное для наивных клеток место - лимфоузел. Альтернатива - не отправляться в путешествие по организму и превратиться в резидентную клетку ткани.

Резидентные Т-клетки в старении тканей человека

Карта соотношений присутствия отдельных субпопуляций Т-клеток в разных органах человека, как ни странно, была составлена только в 2014 году. Команда Донны Фарбер из медицинского центра Колумбийского Университета Нью-Йорка провела сравнение фенотипов Т-клеток, выделенных из крови и тканей доноров органов всех возрастных групп от 3 до 73 лет, всего по 56 донорам . Анализ субпопуляций Т-клеток при помощи проточной цитофлуориметрии подтвердил многие данные, полученные методами с меньшим разрешением и меньшей статистикой, и некоторые черты описания иммунной системы, перенесенные с иммунологии мыши на человека, к примеру, снижение содержания наивных Т-лимфоцитов при старении во всех органах.

Уменьшение числа наивных Т-клеток с возрастом связано с быстрым старением тимуса (вилочковой железы), в котором будущие Т-клетки проходят этапы сборки Т-клеточного рецептора, проверку работоспособности рецептора и селекцию на отсутствие аутоиммунного потенциала. Важно не только снижение абсолютной численности наивных Т-клеток, но и уменьшение разнообразия репертуара Т-клеточных рецепторов, а значит, и возможности сформировать адаптивный иммунный ответ на ранее незнакомую инфекцию . Для наивных Т-киллеров подтвердилось прогрессирующее падение численности в крови и лимфоузлах, хотя для наивных Т-хелперов отрицательная корреляция численности с возрастом в данном исследовании оказалась значительной только во вторичных лимфоидных органах, но не в крови.

Выделение Т-лимфоцитов памяти, эффекторных клеток памяти и короткоживущих эффекторных клеток из слизистых легких, тонкого и толстого кишечника, паховых и мезентериальных лимфоузлов доноров органов позволило впервые оценить динамику данных популяций в тканях человека при старении. Доля центральных клеток памяти ожидаемо растет с течением жизни, в соответствии с ростом числа инфекций, которые успели встретиться организму и попасть в библиотеку памяти иммунной системы. Растет и процент терминально дифференцированных эффекторных Т-киллеров (T EMRA), но только в лимфоузлах и в селезенке; в нелимфоидных тканях численность T EMRA падает. Эффекторные клетки памяти T EM стремительно заполняют нишу для Т-клеток в тканях ребенка, быстро, примерно к 12 годам вытесняя наивные Т-клетки. Короткоживущие терминально дифференцированные Т-киллеры чаще всего встречаются в крови, селезенке и слизистых легких в любом возрасте, а вот среди Т-хелперов эта субпопуляция представлена исчезающе малым числом клеток. Аналогично мало центральных клеток памяти среди Т-киллеров, преимущественно они находятся в слизистых двух барьерных тканей: легких и кишечника.

Широкими мазками карту распределения Т-лимфоцитов человека можно обрисовать так: наивные Т-клетки путешествуют по крови и периодически заходят во вторичные лимфоидные органы, киллеры-T EMRA находятся в крови, селезенке и легких. Для центральных клеток памяти, судя по всему, характерно более индивидуальное распределение по тканям, чем для других субпопуляций: во всяком случае, закономерностей динамики при старении разных тканей выявить не удалось. Эффекторные клетки памяти, включающие в себя и T RM субпопуляцию, доминируют среди Т-клеток слизистых барьерных тканей. В целом, при старении Т-клеточного иммунитета нелимфоидные ткани большую возрастную динамику типов Т-клеток . Стабильность тканевых клеток проще объяснить, если разобраться, какие из эффекторных клеток T EM остаются в ткани, становятся резидентными T RM , и из каких событий состоит их жизнь после отказа от путешествий по организму.

Рисунок 4. Пути циркуляции Т-лимфоцитов различных субпопуляций. Tnaive - наивные Т-клетки, вместе с субпопуляцией T CM перемещаются по крови и заходят в Т-клеточную зону различных лимфоузлов, в капиллярах тканей встречаются, но в ткань не выходят (красная траектория). Эффекторные Т-клетки (голубой цвет) перемещаются по лимфе и кровотоку, при попадании в лимфоузел не заходят в Т-клеточные зоны (центр лимфоузла) - траектория лилового цвета. Резидентные Т-клетки тканей (показаны зеленым в коже и различными цветами в слизистых) перемещаются только внутри ткани - траектория зеленого цвета. Рисунок из , с изменениями.

Как отличить резидентные клетки тканей от примесей клеток крови?

Резидентные Т-клетки корректно, но неудобно каждый раз определять по способности индивидуальной клетки мигрировать в лимфоузлы, поэтому необходимо составить список характерных признаков, по которым можно определить принадлежность к этой субпопуляции. Резидентные Т-лимфоциты в тканях-естественных барьерах организма (например, в легких и слизистой тонкого кишечника) немного похожи на классические эффекторные клетки крови: экспрессируют маркер активированных клеток CD69, причем экспрессия стабильна в течении жизни при взрослении и старении и характерна для всех нелимфоидных тканей. Но вдобавок CD69 колокализуется с маркером CD103, который обозначает группу молекул адгезии - интегринов, способствующих прикреплению резидентной Т-клетки к эпителию и к фибробластам в подслизистой выбранного органа. Для эффекторных Т-клеток во вторичных лимфоидных органах экспрессия CD103-интегринов совершенно нехарактерна: T EM клетки постоянно сохраняют подвижный фенотип.

У карты, составленной коллективом Донны Фарбер, есть крупный недочет: неясно, насколько чисто удается выделить Т-лимфоциты из органа, какую долю анализируемых клеток на самом деле составляют Т-лимфоциты крови из капилляров внутри органа.

Особенно остро вопрос загрязнения клетками крови стоит для легких, не случайно субпопуляционный состав Т-клеток легких неожиданно похож на Т-клетки крови и лимфоузлов. Вопрос загрязнения клетками крови был изящно решен для Т-лимфоцитов мыши: подопытных мышей заражали вирусом лимфоцитарного хориоменингита после пересадки трансгенного клона Т-клеток P14, специфичного к данному вирусу. В результате при инфекции большая часть циркулирующих клеток была представлена вирус-специфичным клоном P14, и его присутствие в тканях можно было отследить иммунофлуоресценцией по P14-специфичному антителу. Перед тем, как мышей убивали, им в кровь вводили антитело к маркеру Т-киллерных клеток анти-CD8, оно быстро распространялось по кровотоку и связывалось со всеми Т-киллерами в крови (но не в тканях). При микроскопии срезов органов легко было отличить резидентные киллерные T RM от только недавно вышедших из крови в орган клеток, помеченных анти-CD8 антителом . Численность резидентных клеток, подсчитанная этим методом, превышала в 70 раз определенные методом проточной цитометрии числа; разница меньше, чем в два раза, наблюдалась только для резидентных клеток лимфоузлов и селезенки: получается, стандартные методики выделения лимфоцитов из органов плохо подходят для анализа киллерных резидентных клеток и существенно занижают размеры популяции.

Работа резидентных Т-клеток: не стоит путать туризм с эмиграцией

Мышиные резидентные клетки тканей в нормальной ситуации почти не перемещаются внутри нелимфоидной ткани и достаточно прочно прикреплены молекулами адгезии к строме органа. Когда резидентные макрофаги той же ткани секрецией цитокинов инициируют реакцию воспаления, Т RM приобретают большую подвижность и патрулируют близлежащий эпителий в поисках зараженных клеток.

Если воспалительная реакция усиливается, то клетки понимают это как сигнал о подкреплении: к работе патрульных T RM подключаются вновь прибывающие из крови T CM и T EM -клетки. Эти клетки крови куда более подвижны и лучше перемещаются в эпителии: значит ли это, что именно в крови находятся готовые действовать Т-киллеры среди T EM , а CD8+ T RM выполняют в ткани хелперные и регуляторные функции?

C одной стороны, Т-хелперы по спектру Т-клеточных рецепторов более тканеспецифичны, то есть пересечений между репертуарами Т-клеточных рецепторов клеток, взятых из разных тканей, совсем мало, тогда как клетки одного клона Т-киллера встречаются в разных тканях среди T EM . Спектр функций и репертуар антигенной специфичности T RM еще предстоит исследовать, но способности к уничтожению зараженных клеток тканей у T RM -киллеров точно есть. Более того, афинность вирус-специфичных Т-клеточных рецепторов (ТКР) резидентных киллерных клеток выше, чем у вирус-специфичных клеток центральной памяти в модели мышиной инфекции полиомавирусом, протекающей в ткани головного мозга .

Однако размер популяции Т-клеток зависит не только от специфичности Т-клеточных рецепторов к инфекциям, которые раньше протекали в данном органе, но и от гомеостатической пролиферации Т-клеток - размножения более удачливых клеток для заполнения емкости органа по числу Т-лимфоцитов. По маркерам CD28 и CD127 на поверхности клеток можно отличить недавно и давно активированные через Т-клеточный рецептор клетки от тех, которые получили только гомеостатический сигнал к пролиферации от фактора роста IL-7. При старении ткани гомеостатическое размножение клеток начинает преобладать над пролиферацией активированных через ТКР клеток.

Независимо от Т-клеточных рецепторов часто функционируют NKT-клетки, крупный тип резидентных клеток печени, встречающиеся и в других тканях. Они могут быть активированы NK-клеточными рецепторами через распознавание не индивидуальных антигенов, а общих молекулярных паттернов опасности и тканевого стресса. При активации CD8 + NKT-клетки выделяют цитотоксические гранулы и лизируют подозрительные клетки ткани, к примеру, единичные опухолевые клетки и зараженные вирусами клетки, экспрессирующие и выставляющие на внешней мембране MHC-подобные стрессорные молекулы. При старении тенденция T RM к активации без Т-клеточного рецептора через NK-клеточные рецепторы или цитокиновые сигналы может приводить к ошибочному лизису клеток ткани, недостаточному контролю над хронически зараженными или перерождающимися участками эпителия.

Патологические проявления, связанные с работой резидентных Т-клеток включают в себя органоспецифичные аутоиммунные синдромы и синдромы хронического воспаления в ткани. Примеры хронического воспаления, поддерживаемого резидентными Т-лимфоцитами - контактный дерматит и псориаз, а механизмом служит выделение воспалительных факторов IL-17 резидентными Т-киллерами и IL-22 резидентными Т-хелперами дермы. CD8+ эффекторные Т-киллеры, находящиеся в головном мозге, похожи по совокупности мембранных молекул-маркеров на T RM кожи, кишечника и легких и способны подталкивать развитие перемежающегося рассеянного склероза при периодических выбросах воспалительных цитокинов; неясно, однако, есть ли в норме в головном мозге T RM популяция или же это Т-лимфоциты, оставшиеся в ткани после нейротропной вирусной инфекции .

Функции резидентных клеток памяти в норме, при отсутствии инфекции или хронического воспаления, могут включать в себя cross-talk (взаимную регуляцию преимущественно через секрецию цитокинов и костимуляторные молекулы) с неклассическими малоизученными лимфоидными клетками, такими как ассоциированные со слизистыми гамма/дельта Т-клетки, несущие альтернативный вариант сборки Т-клеточного рецептора; или лимфоидные клетки врожденного иммунитета (innate lymphoid cells, ILC), которые делят с Т-и В-лимфоцитами общие черты эпигенетического ландштафта, но не имеют Т-/В- или NK-клеточных рецепторов .

T RM клетки контактируют с антигенпрезентирующими клетками тканей - это дендритные клетки кожи и резидентные макрофаги тканей. Резидентные миелоидные клетки в разных тканях дифференцированы и слабо похожи друг на друга. К примеру, макрофаги маргинальной зоны селезенки, макрофаги печени и микроглия (макрофаги мозга) будут сильно отличаться и по морфологии, и по спектру функций. Кроме обнаружения антигенов в ткани, резидентные макрофаги заняты регуляцией процессов старения и самообновления тканей, в частности, выделяют факторы роста и цитокины, стимулирующие деление стволовых клеток тканей. В жировой ткани, к примеру, макрофаги стимулируют дифференцировку новых жировых клеток, но при переходе в активированное M1-состояние, запускают воспаление и вместо дифференцировки заставляют увеличиваться и набухать имеющиеся жировые клетки. Сопутствующие изменения метаболизма жировой ткани приводят к накоплению жировой массы и в последние годы связываются с механизмами развития ожирения и диабета II типа. В коже цитокины, выделяемые макрофагами и резидентными гамма/дельта Т-клетками стимулируют деление стволовых клеток при регенерации эпидермиса и стволовых клеток волосяных фолликулов . Можно предположить, что хелперные T RM клетки при патрулировании эпителия и образовании контактов с тканевыми макрофагами могут модулировать спектр и объем выделяемых последними факторов роста для стволовых клеток, воспалительных цитокинов и факторов ремоделирования эпителия, и тем самым участвовать в обновлении тканей.

Рисунок 5. Предполагаемые функции резидентных Т-лимфоцитов тканей. Часть функций может выполняться во взаимодействии с резидентными макрофагами (см. пояснения в тексте) .

Что изучение Trm может дать медицине?

Понимание принципов работы резидентных Т-клеток абсолютно необходимо для борьбы с инфекциями, которые не поступают сразу в кровь, а проникают в организм через барьерные ткани - то есть, для подавляющего большинства инфекций. Рациональный дизайн вакцин для защиты от этой группы инфекций может быть направлен именно на усиление первого этапа защиты с помощью резидентных клеток: ситуация, при которой оптимально активированные специфичные к антигену клетки элиминируют патоген в барьерной ткани куда выгоднее, чем запуск острого воспаления для вызова Т-лимфоцитов из крови, поскольку меньше повреждается ткань.

Репертуар Т-клеточных рецепторов клеток, ассоциированных со слизистыми барьерных тканей, считается частично вырожденным и публичным, то есть идентичным для многих людей в популяции. Тем не менее, искажения при выделении Т-клеток из органов, перекос данных в результате отбора только определенных европеиодных доноров в когорты и общее небольшое количество накопленных данных секвенирования не дают уверенности в публичности репертуаров Т-клеточных рецепторов T RM -клеток. Хотя это было бы удобно, дизайн вакцин мог бы сводиться к поиску и модификации наиболее аффинных и иммуногенных пептидов из патогена, взаимодействующих с одним из публичных вариантов ТКР в барьерной для этого патогена ткани.

Конечно, представления о том, какие Т-клеточные рецепторы несут на своей поверхности T RM -клетки недостаточно для того, чтобы эффективно манипулировать иммунными реакциями в ткани. Предстоит детально изучить факторы, влияющие на заселение тканей определенными клонами Т-клеток и разобраться в механизмах активации местного тканевого иммунитета и индукции толерантности T RM . Как заселяются ниши Т-лимфоцитов в слизистых у ребенка до встречи с большим числом патогенов и, соответственно, до формирования значительного пула эффекторных Т-клеток памяти - предшественников резидентных клеток и клеток центральной памяти? Почему и как вместо классической активации лимфоцитов формируется игнорирование, реакция толерантности к микробам непатогенной флоры слизистых? Эти вопросы стоят на повестке дня в изучении резидентных клеток иммунной системы.

Определение закономерностей хоуминга Т-лимфоцитов в определенные ткани может дать преимущество в клеточной иммунотерапии опухолевых заболеваний. Теоретически, киллерные Т-клетки нужной специфичности к опухолевому антигену, активированные in vitro , должны убивать опухолевые клетки пациента. На практике подобная иммунотерапия осложняется тем, что опухолевые клетки способны подавлять иммунные реакции и приводить в неактивное состояние анергии приближающиеся к опухоли Т-киллеры. Зачастую в массе растущей опухоли и вокруг неё накапливаются анергичные Т-лимфоциты, в первую очередь, T RM данной ткани. Из множества инъецированных пациенту активных опухолеспецифичных Т-клеток до цели дойдут немногие, и даже они могут оказаться практически бесполезными в иммуносупрессивном микроокружении опухоли.

Расшифровка механизмов, которые обеспечивают попадание конкретных клонов Т-клеток в определенные ткани, может позволить более эффективно направлять к опухоли сконструированные в лаборатории Т-лимфоциты и приблизить эру доступной персонализированной иммунотерапии.

Quantifying memory CD8 T cells reveals regionalization of immunosurveillance . Cell . 161 , 737–749;

Часть лимфоидных стволовых клеток мигрирует в вилочковую железу (тимус) и созревает там до Т-лимфоцитов; другая их часть остается в костном мозге и созревает до В-лимфоцитов. На пути созревания (дифференцировки) в центральных органах иммунитета стволовая клетка проходит несколько этапов. Эти этапы созревания Т- и В-лим- фоцитов происходят без участия антигена и поэтому получили название антигеннезависимойдифференцировки.
Первый этап -это появление на стволовой клетке структур, указывающих, по какому пути дифференцировки (Т- или В-лимфоцитов) пойдет ее развитие; он происходит еще в костном мозге.
Ранний предшественник В-лимфоцитов имеет на своей мембране так называемую суррогатную L-цепь молекулы иммуноглобулина, а ранний предшественник Т-лимфоцитов - гликопротеин с молекулярной массой 3,3 104 D (ГП-33), который впоследствии ассоциируется с бета-цепью Т-клеточного антигенраспознающего рецептора.
Указанные структуры, определяющие дальнейшую судьбу гемопоэтической стволовой клетки, играют важную роль: 1) задают путь дифференцировки Т- и В-лимфоцитов; 2) передают сигнал ранним предшественникам Т- и В-лимфоцитов, по которому начинается их пролиферация.
Например, на этапе появления суррогатной L-цепи и ГП-33 таких клеток в костном мозге и тимусе у мышей насчитывается по 3-5 106. Однако уже через 4 недели их количество увеличивается в 10-100 раз и составляет 5 НО7- 108 клеток. Таким образом, наличие суррогатной L-цепи и ГП-33 является тем инструментом, с помощью которого количество пре-В- и пре-Т-клеток достигает необходимого уровня.
Второй этап дифференцировки лимфоцитов -это появление незрелых предшественников В- и Т-лимфоцитов.
Он определяется появлением на мембране В- и Т-лимфоцитов ан- тигенраспознающих рецепторов, с помощью которых В- и Т-лимфо- циты после этого этапа дифференцировки приобретают способность распознавать антигены.
Для В-лимфоцита антигенраспознающим рецептором (ВАГРР) является мембранный IgM, а для Т-лимфоцита (ТАГРР) - специальная димерная молекула, имеющая альфа- и бета-цепи, и относящаяся к суперсемейству иммуноглобулинов (подробно об антигенраспознающих рецепторах будет сказано в разделах о Т- и В-лимфоцитах).
Между I и II этапом есть еще несколько стадий дифференцировки, о которых здесь не упоминается. ¦
Таким образом, появление на поверхности ранних предшественников лимфоидных клеток определенных структур (рецепторов) служит тем сигналом, который позволяет клеткам дифференцироваться в. специфическую линию лимфоцитов. Имеющие такие рецепторы клетки- предшественники мигрируют в определенную область центральных иммунных органов, а затем взаимодействуют со специфическим микроокружением, необходимым для того, чтобы в этой области произошла дифференцировка данной клетки. В ответ на контакт с клеткой- предшественником, в стромальных клетках локального микроокружения в свою очередь развиваются молекулярные процессы, которые направлены на "обучение" (коммитирование) клеток-предшественни- ков для дальнейшей их дифференцировки в отдельно взятую линию.
Показано, что клетки-предшественники в тесном контакте с их стромальным клеточным микроокружением сохраняют очередную стадию дифференцировки до тех пор, пока имеется достаточно пространства в соответствующей зоне (компартменте) центрального органа иммунитета (тимуса или костного мозга), и пока соответствующий цитокин, ответственный за пролиферацию и дифференцировку продуцируется в данной зоне.
. Таким образом, отсутствие контакта со стромальными клетками и потеря сигнала через цитокиновый рецептор являются теми условиями, при которых клетка-предшественник переходит к дальнейшей стадии дифференцировки. Это позволяет, ей осуществить новый контакт в следующем, новом месте микроокружения.

Важным компонентом крови выступают лимфоциты. Данное звено состава крови не имеет постоянного значения . По этой причине, при повышении/понижении показателя лимфоцитов, можно определить возможные воспалительные процессы, происходящие в организме. Большинство биохимических разновидностей анализов крови предусматривают пункт определения концентрации данного компонента.

Видоизменённые лимфоциты имеют важное значение для установления присутствия определённых заболеваний или травм.

В организме здорового взрослого человека имеется, до 35-40 % Т-лимфоцитов, относительно общей массы всех лимфоцитов. Снижение концентрации лимфцитов называется лимфопенией. Зашкаливающий показатель, относительно максимально допустимой нормы — лейкоцитоз.

Посмотрите видео про работу Т-лимфоцитов

В связи с этим, стоит рассказать о данных телах более подробно.

Образование и активация

Место выработки лимфоцитов — костный мозг . После воспроизводства, лимфоциты концентрируются в вилочковой железе, называемой тимусом. Здесь лимфоциты проходят ряд изменений, приводящих к их разделению на несколько подвидов. Т-лимфоциты оказывают неоценимую помощь для иммунной системы, борясь с вирусными антителами. При появлении каких-либо патологий, либо вирусных инфекций, происходит активация Т-лимфоцитов, функция которых приводится в действие посредством IL-1 и CD-3 рецепторных связей.

Функции Т-лимфоцитов

При приобретении того или иного вирусного, инфекционного заболевания, Т-лимфоциты приводятся в активное действие.

Задайте свой вопрос врачу клинической лабораторной диагностики

Анна Поняева. Закончила нижегородскую медицинскую академию (2007-2014) и Ординатуру по клинико-лабораторной диагностике (2014-2016).

В зависимости от типа вирусных клеток, в работу включаются определённые виды лейкоцитов типа «Т». Вид лейкоцитов под литерой «В» обладает внушительной памятью на различные «вражеские» микротела. Функция лейкоцитов данной группы, как раз запоминать уже посещавших инфицированных «гостей», и давать сигнал на активацию Т-лимфоцитов.

Т-лимфоциты – многочисленный подтип агранулоцитов. Участвуют в клеточном и гуморальном иммунитете, обеспечивая защиту организма от патогенных воздействий.

Т-лимфоциты

Внимание! Первый анализ в общеклиническом исследовании крови – подсчет лейкоцитарной формулы. В общем анализе крови оценивается относительное и абсолютное содержание лимфоцитов в крови. Отклонения от нормальных показателей указывают на патологии.

Что такое T-лимфоциты, и где они образуются?

Предшественники агранулоцитов появляются в костном мозге. В вилочковой железе происходит процесс созревания. Определенные гормоны и ткани на конечном этапе созревания оказывают влияние на дифференциацию лимфоцитов. Каждый тип Т-клеток отличается структурно и функционально друг от друга. Лимфоциты вырабатываются в костном мозге и в малых количествах в селезенке и лимфоузлах. При нарушениях в работе костного мозга или лейкозах различной этиологии увеличиваются лимфоузлы, что является первым признаком патологических состояний.

Т-клетки можно отличить от других лимфоцитов наличием специального рецептора на мембране. Большинство Т-лимфоцитов несут на мембране клеточный рецептор, состоящий из альфа- и бета-цепей. Такие лимфоциты принято называть альфа-β-Т-клетками. Они – часть приобретенной иммунной системы. Специализированные гамма-дельта-Т-клетки (менее распространенный тип Т-лимфоцитов в организме человека) имеют инвариантные Т-клеточные рецепторы с ограниченным разнообразием.

Виды Т-лимфоцитов и их функции

Существует несколько видов Т-клеток:

• Эффекторы.
• Хелперы.
• Цитотоксические
• Регуляторные.
• Киллеры.
• Гамма-дельта.
• Памяти.

Важно! Главной функцией Т-лимфоцитов является выявление и уничтожение патогенного микроорганизма или инородной частицы.

Т-хелперы помогают другим лейкоцитам в иммунологических процессах, в превращении В-лимфоцитов в плазматические клетки. Т-хелперы известны как CD4 Т-лимфоциты, поскольку имеют гликопротеин CD4 на мембране. Т-хелперы активируются, когда связываются с молекулярными антигенами ГКГ класса II, которые располагаются на поверхности антигенпрезентативных клеток. После активации Т-лимфоциты делятся и выделяют белки, называемые цитокинами, которые регулируют активный иммунный ответ. Клетки могут дифференцировать в один из нескольких подтипов лимфоцитов – TH1, TH2, TH3, TH17, TH9 или TFH. Т-лимфоциты этого вида могут быть представлены фенотипом CD3. Данные гликопротеиды (CD4 и CD3) помогают мобилизовать иммунную систему и уничтожить патогенный микроорганизм.

Цитотоксические Т-лимфоциты (ЦТЛ) уничтожают раковые или инфицированные вирусом клетки, участвуют в отторжении трансплантата. Известны как CD8 Т-клетки, поскольку имеют гликопротеин CD8 на мембране. Распознают мишени путем связывания с пептидными молекулами ГКГ класса I, которые присутствуют на мембране зародышевых клеток.

Регуляторные Т-лимфоциты играют ключевую роль в поддержании иммунологической толерантности. Их основная задача – вовремя отключить иммунную реакцию при уничтожении патогенного микроорганизма. Эту функцию совместно выполняют Т-киллеры и Т-хелперы.

Нормальные значения Т-лимфоцитов в анализе крови

Нормальные показатели лимфоцитов различаются у разных возрастных групп. Связано с индивидуальными особенностями иммунной системы. Объем вилочковой железы, в которой находится основная часть агранулоцитов, в процессе старения уменьшается. До шестилетнего возраста в кровеносном русле преобладают лимфоциты, а с 6 лет – нейтрофилы.

Процентное соотношение количества Т-лимфоцитов в крови у разных возрастных групп:

• У новорожденных показатель составляет 14-36% от общего числа лейкоцитов.
• У грудных детей варьируется в пределах 41-78%.
• У детей от 12 месяцев до 15 лет постепенно снижается до 23-50%.
• У взрослых варьируется в диапазоне 18-36%.

Анализ количества Т-лимфоцитов является частным случаем общеклинического исследования крови. Данное исследование позволяет определить относительное и абсолютное содержание лимфоцитов в кровеносном русле. (иммунограмму) проводят для выявления концентрации лимфоцитов. Иммунограмма отображает показатели В и Т-клеток. Нормой Т-лимфоцитов принято считать 48-68%, а В-клеток – 4-18%. Соотношение Т-хелперов и Т-киллеров не должно в норме превышать 2.0.

Иммунологическое исследование крови (иммунограмма)

Показания к проведению иммунограммы

Врачи назначают иммунограмму для исследования статуса иммунной системы. В первую очередь данное обследование крови необходимо больным ВИЧ-инфекцией или другими инфекционными заболеваниями.

Распространенные болезни, при которых показано прохождение иммунологического исследования:

• Заболевания ЖКТ.
• Непрекращающиеся или хронические инфекционные заболевания.
• Аллергические реакции неясного происхождения.
• Анемия различной этиологии (железодефицитная, гемолитическая).
• Хронические заболевания печени вирусной или идиопатической природы (гепатиты, цирроз).
• Постоперационные осложнения.
• Подозрение на онкозаболевания.
• Сильные воспалительные процессы, которые продолжаются несколько недель.
• Оценка эффективности иммуностимулирующих препаратов.
• Подозрение на аутоиммунные болезни (ревматоидный артрит, миастения).

В зависимости от лечащего врача могут быть и другие показания к проведению иммунологического обследования.

Интерпретация результатов анализов

Общее содержание лимфоцитов в крови

Чрезмерное повышение уровня лимфоцитов (CD3+ Т-клеток) в крови может указывать на инфекционные или воспалительные процессы. Такое состояние наблюдается при хронических лейкозах или бактериальных инфекциях. Снижение абсолютного числа Т-клеток указывает на дефицит клеточно-эффекторного иммунитета. Пониженное количество Т-лимфоцитов наблюдается при злокачественных новообразованиях, сердечном приступе, применении цитостатических препаратов или травмах различной этиологии.

В-клетки

Повышенные показатели В-лимфоцитов (CD19+ Т-клетки) наблюдаются при аутоиммунных заболеваниях, болезнях печени, бронхиальной астме, грибковых или бактериальных инфекциях. Хронический лимфолейкоз может стать причиной повышенного содержания В-лимфоцитов в кровеносном русле. Пониженные показатели В-лимфоцитов появляются при доброкачественных новообразованиях, агаммаглобулинемии или после удаления селезенки.

Т-хелперы

Если повышаются показатели абсолютного и относительного содержания Т-клеток с фенотипом СД3+CД4 (Т-хелперов), то это указывает на наличие аутоиммунных заболеваний, аллергических реакций или инфекционных болезней. Если чрезмерно понижаются показатели содержания Т-клеток в крови, то это признак ВИЧ, пневмонии, злокачественных новообразований или лейкоза.

ЦТЛ

Естественные (N) киллеры

Снижение общего количества натуральных киллеров с фенотипом CD16 ведет к развитию онкологических, вирусных, аутоиммунных заболеваний. Повышение приводит к отторжению трансплантата и осложнениям различной этиологии.

Совет! Вышеуказанные данные предоставлены в ознакомительных целях. Выполнять анализ показателей может только квалифицированный специалист. Для подтверждения или исключения диагноза необходимы дополнительные обследования. Не занимайтесь самодиагностикой или лечением – обратитесь за консультацией к лечащему врачу.

Еще:

Причины повышения и понижения лимфоцитов в крови, общепризнанные нормы