Т-лимфоциты: что это такое, функции, виды и значение

Все компоненты иммунной системы важны. Они защищают человека от бактерий, вирусов и грибков. Важную роль в этом играют Т-лимфоциты, снижение или повышение которых может свидетельствовать о развитии заболеваний в теле человека. С греческого языка название переводится как “клетки-вместилище Тимуса”. Тимоциты отвечают за многие процессы. Например, они вырабатывают интерферон, который защищает человека от острых вирусных заболеваний, тормозит выработку нуклеиновых кислот.

Процесс образования и функции лимфоцитов

Главная задача этого вида лейкоцитов — идентифицировать антигены как родные или чужеродные. Они умеют регулировать клеточный и гуморальный иммунитет. В теле взрослого человека содержится более 1000 таких компонентов на 1 микролитр. Все лимфоциты делятся на:

• B-клетки, отличающие чужеродные антигены от родных, вырабатывающие белковые молекулы для борьбы с ними;
• Тимоциты, регулирующие иммунитет, запускающие выработку антител, тормозящие их;
• NK-клетки, проверяющие все клетки на пригодность и разрушающие некачественные.

Место образования лимфоцитов зависит от их вида. Т-клетки образуются в костном мозге, откуда попадают в тимус. Так называется орган, обучающий клетки иммунной системы идентифицировать патогены и устранять их. За всю “жизнь” Т-лимфоциты успевают пройти большой путь – от вилочковой железы до селезенки, где они умирают. За это время они успевают сильно измениться, чтобы превратиться в эффективное оружие против вирусов, бактерий, грибков. Они умеют бороться даже с раковыми опухолями.

Интересный факт! 

После “обучения” клеток иммунной системы от 70 до 90 процентов из них превращаются в тимоцитах.

Активация

TCR (Т-клеточные рецепторы) состоят из 2 звеньев: альфа и бета. Из-за этого все лимфоциты умеют обучаться. Находя антиген, они создают копию Т-клетки, которая будет с ними бороться. Каждый новый клон неповторим по своему составу и навыкам. Цепи α и β не умеют запустить работу лимфоцитов. Они — один из компонентов, необходимых для активации работы иммунной системы. Для запуска иммунной реакции необходимы:

• иультипротеиновые звенья CD3δ, CD3ε и CD3γ;
• имммуноглобулин ζ;
• рецепторы CD8 и CD4.

Т-лимфоциты умеют справляться с вирусами, микробами, бактериями, грибками, которые прячутся в родных клетках. Тимусы диагностируют поврежденные участки и умеют полностью разрушить их, убив паразитов. Т-киллеры при этом не повреждают здоровые клетки. Этим они сильно отличаются от естественных киллеров или NK-клеток, которые не умеют отделить пораженные участки от остальных. Активация Т-лимфоцитов проходит в четыре этапа:

1. Запускается работа фосфолипазы C-γ, из-за чего изменяется экспрессия генов клеток, которые обнаруживают и уничтожают зараженные участки организма.
2. Активация метаболизма через взаимодействие с серином и треониновой киназой, которые нужны для работы синтеза и пролиферации.
3. Усиление связи Т-клетки и АПК или антиген-презентирующей клетки. Стабилизация происходит посредством адапторного протеина ADAP. Без этого контакт был бы подвержен разрывам из-за недостаточной прочности.
4. Создание иммунного синапса через перегруппировку цитоскелета, которая запускается при активации белка Vav.

Функции Т лимфоцитов

Клетки обеспечивают постоянное поддержание здоровье. Они функционируют не только в случае болезни. Т-лимфоциты отслеживают появление паразитов в организме: микробов, бактерий, грибков и вирусов. Эти клетки иммунной системы умеют моментально распознать повреждения и разрушить их. Главная задача Т-лимфоцитов — диагностировать болезнь и убрать возбудитель.

При появлении паразитарных организмов в теле иммунная система должна немедленно отличить здоровые клетки от инфицированных. Некоторые заболевания умеют “скрывать” себя от тимоцитов. Например, раковые опухоли, хоть и состоят из антигенов, организм не всегда способен распознать их. Все дело в происхождении этих антител: онкологические заболевания не приходят извне, а появляются непосредственно внутри тела. Иммунная система не может распознать пораженные участки, т.к. они выросли почти естественным путем.

Интересный факт! 

Когда клетки иммунной системы находят новый патоген, он добавляется в своеобразную базу. Если он будет обнаружен снова, организм уже будет знать, как с ним бороться. По такой механике работает вакцинация.

Т-лимфоциты умеют находить и лечить заболевания, которые сложно диагностировать даже с помощью современной медицины. Ученые в области биологии и онкологии выяснили, что иммунную систему можно “запрограммировать” и “перезапустить”.

Если ранее клетки, образованные в тимусе, не могли отличить белки опухоли от уже имеющихся в организме, то после перезапуска Т-клетки научились распознавать зараженные участки и лечить опухоль. Лимфоциты атаковали опухоль, полностью уничтожая ее. Такие исследования подтверждают способность Т-клеток обеспечить полную защиту организма от большинства заболеваний.

Виды

Надежная защита организма от паразитов обеспечивается слаженной работой трех компонентов. Все они образуются в тимусе, но различаются по своему функционалу. Одни отвечают за распознавание антител, другие за их уничтожение.

Нехватка хотя бы одного вида способна полностью подорвать иммунную систему человека. Каждый тип Т-клеток выполняет свою роль. Например, если пораженные участки организма не будут обнаружены, то имунная не сможет их излечить.

Т-хелперы

Этот вид лейкоцитов нужен, чтобы запустить работу других компонентов адаптивной иммунной реакции. Без них не активируются:

• Т-киллеры;
• В-лимфоциты;
• моноциты;
• NK-клетки.

Всем этим элементам Т-хелперы отправляют частички пораженных участков, чтобы сообщить организму о новом заболевании. Также они выделяют цитокины как реакцию на антигены. В состав хелперов входят молекулы CD4, которых. Их не бывает в других видах тимоцитов.

Всего существует несколько видов Т-хелперов:

• Th0 — самые простые представители, которые еще не были дифференцированы;
• Th1 — помогает иммунитету успешно развиваться и выделяет интерферон—гамму;
• Th2 — запускает работу B-лимфоцитов, создает 4, 5 и 13 интерлейкины;
• T-reg — создает на своей поверхности CD25 молекулы и передает генам информацию о Foxp3 факторе;
• Th17 — главный тип тимоцитов, которые запускает производство IL-17 — провоспалительные цитокины;
• Th22 — активируются при поражениях кожи, в биологии выделены сравнительно недавно.

Внимание! 

У новорожденных в крови больше содержится Т2-хелперов. Со временем их концентрация меняется.

Т-киллеры

Устранить заболевание было бы невозможным без лизиса зараженных клеток. Именно разрушением антител занимаются Т-киллеры, которые иногда называют цитотоксическими тимоцитами, или CTL. Эти клетки атакуют паразитов, вирусы, бактерии, опухоли и другие виды патогенов. Т-киллеры являются главным компонентом приобретенной иммунной системы. Именно они напрямую работают с патогенными участками организма и разрушают их.

γδ Т лимфоциты

Эта популяция наименее изучена. Наибольшее их количество насчитывается в слизистой. γδ тимоциты одновременно обладают свойствами приобретенного и врожденного иммунитета. Эти клетки умеют распознать много разных антигенов, которые наука до сих пор не смогла точно охарактеризовать. Также ученым пока не удается установить точный механизм работы γδ Т-лимфоцитов.

Т-супрессоры

Эти клетки занимаются продукцией генов MHC первого класса. Они также могут выполнять функции киллерной активности. Существует несколько видов супрессоров:

• эффекторные — блокируют антиген и выделяют секрецию, которая запускает работу Т-хелперов;
• Ts3 — супрессор, который связывает антигены и запускает реакцию гиперчувствительности;
• Т-супрессоры, умеют распознать MHC молекулы второго класса и предотвратить пролиферацию тимоцитов;
• Т-супрессоры, которые могут узнать идиотип и активирующие работу B-клеток.

Нормальные показатели лимфоцитов

Сразу после рождения у ребенка в крови больше всего содержится именно лимфоцитов. Со временем ситуация меняется и в организме начинают преобладать нейтрофилы. Люди, не знакомые с медициной, часто не понимают, о чем это говорит. Чтобы понять, как влияют на человека любые изменения уровня тимоцитов, необходимые понять их допустимое содержание в крови. Нормальными показателями лимфоцитов считаются:

• от 19 до 37% для взрослых;
• от 22 до 55% для подростков от 13 до 15 лет;
• от 24 до 54% для детей до 12 лет;
• от 26 до 60% у детей до 6 лет;
• от 42 до 74% у детей до 1 месяца;
• от 12 до 36% у только что родившихся детей.

Чтобы определить уровень тимоцитов, проводят анализ крови. В нем отдельно определяют количество Т и В клеток. Первых должно быть не меньше 50% и не больше 70%. Любое отличие от этих цифр может свидетельствовать о развитии патогена в организме. Важно, чтобы количество хелперов и супрессоров также соответствовало норме. Их соотношение должно быть в пределах 1,5-2,0%. Если лимфоциты повышены у взрослого, это не менее и более опасно, чем такая же концентрация у детей. Любое отклонение от нормы говорит о заболевании, вызывающем нарушение работы имунной системы.

Внимание! 

Концентрация тимоцитов может измениться из-за большинства вирусных заболеваний: от обычных ОРВИ до герпеса, мононуклеоза и кори.

Повышение и снижение уровня Т лимфоцитов

Если количество клеток иммунной системы отличается от нормы, это может свидетельствовать о нарушениях защитных функций организма. Плоха как гиперактивность, так и медлительность лимфоцитов. Их недостаток может говорить об ослабленном иммунитете, а значит, понижении сопротивляемости организма различным патогенам. Именно поэтому при любом заболевании концентрация Т-лимфоцитов в крови снижается.

При повышенном уровне иммунных клеток есть риск перехода заболевания в хроническое состояние. Чаще всего увеличение количества Т-лимфоцитов говорит о развитии:

• синдрома Сезари;
• гиперактивности иммунитета;
• острого или хронического лимфолейкоза.

Если уровень Т-лимфоцитов понижен, необходимо провериться на наличие:

• аутоиммунных заболеваний, таких как ВИЧ;
• туберкулеза;
• гнойных образований;
• генетических нарушений;
• лимфосаркомы и лимфогранулематоза;
• сердечной недостаточности;
• побочных эффектов от медикаментов, вызывающих разрушение лимфоцитов;
• почечной недостаточности;
• побочных эффектов от облучения;
• лимфомы.

Дифференциация в тимусе

Все лейкоциты образуются из клеток костного мозга. Предшественники тимоцитов образуются в тимусе, где они находятся до своего созревания. После этого они проходят пролиферировку. Последняя стадия —дифференциация, после которой все Т-клетки делятся на классы. В этот момент они получают один из возможных наборов CD-маркеров, которые определят будущие функции каждого отдельного лимфоцита.

β-селекция

Каждый тимоцит, образованный в тимусе, относится к одному из 3 классов: вариативный V, разнообразный D и участвующий J. В момент созревания каждый Т-лимфоцит приобретает уникальный порядок соединения всех сегментов. Из-за этого общая последовательность цепи каждого домена становится неповторимой. Такая механика делает иммунитет более эффективным.

Внимание! 

Процесс позитивной селекции начинается только после β-селекции. Перед следующим шагом проходит стадия DN4.

Позитивная селекция

Даже после того, как клетки создали на своей оболочке пре-ТКР, они все еще не могут быть компетентными и выполнять функции иммунитета. Поэтому им нужно приобрести умение связывать молекулы, которые относятся к ведущему комплексу. Для этого необходимы компоненты CD4 и CD8. Они помогают образовать взаимосвязь между ТКР и CD3. При соединении запускаются перестройка генов и активация корецепторов. После этого Т-тимоцит считается позитивным.

Негативная селекция

Позитивные лимфоциты отправляются в часть тимуса, называемую кортико-медуллярной. Когда они вступают в контакт с родными антигенами, которые находятся в медулле, начинается апоптоз. В ходе негативной селекции тимоциты теряют способность активироваться самостоятельно. Такие лимфоциты умеют провоцировать появление нарушений в работе иммунной системы, поэтому предотвращение их возникновения — важная часть селекции тимоцитов.

Т-клетки умеют распознавать большинство патогенов и убивать их. Также лимфоциты могут обучаться на протяжении всей жизни, обновляя своеобразную “базу” вирусов, микробов, бактерий и вирусов. Такое свойство позволяет организму оставаться защищенным даже от новых заболеваний. Именно благодаря Т-лимфоцитам стало возможным полное разрушение злокачественных образований. Возможно, они помогут создать почти универсальное лекарство от большинства патогенов.