1) Сигнални протеини, включени в BCR и TCR комплексите. ITAM и ITIM мотиви, SH2 домейн.
2) BCR и TCR корецептори.
3) Основните рецептори за костимулационни сигнали върху В и Т клетки.
| Рецептор | BCR | TCR |
| Сигнални протеини, включени в комплексите (те са необходими за предаване на сигнал вътре в клетката, тъй като самите рецептори нямат вътреклетъчни части) | Igα, Igβ (има сигнални зони на вътреклетъчните части - ITAM) | CD3 (имат 2 субединици: гама или делта и епсилон), има и отделна зета - без извънклетъчна част. На вътреклетъчните части има сигнални зони – ИТАМ |
| Корецептори | CD21, CD19, CD18 - разпознават резултата от работата на комплемента (потвърждение за В клетки, че има патоген) | CD4, CD8 - неспецифично разпознават антиген (разпознават MHC, не пептид; могат да правят разлика между MHCI и MHCII) |
| Основни рецептори за костимулационни сигнали | CD40 (свързва се с CD40L лиганда, който се експресира от Т клетката) | CD28 (взаимодейства с B7 комплекса на повърхността на антиген-представящата клетка) |
FcR - рецептори на постоянни части на имуноглобулини
За локализацията на ITIM можем да кажем, че NK клетките имат
SH2 домейн (Src-хомоложен) е структура, която осигурява много афинитетно свързване към фосфорилиран тирозин, серин или треонин в ITAM и ITIM. Без фосфат няма взаимодействие!
4) Имунологичен синапс.устройство и биологична роля
Имунологичен синапс - взаимодействие на Т клетка с антиген представяща клетка (APC). В този случай Т-лимфоцитът плътно прилепва към целевата клетка и цитокините се инжектират в кухината, за да действат локално. Синапсът също включва адхезионни и костимулиращи молекули, рецептори и корецептори.
5) Ролята на lck киназата и CD45 фосфатазата в предаването на сигнал от лимфоцитни антигенни рецептори.
При иницииране на сигнал от TCR, CD45 фосфатазата премахва инхибиторния фосфат от Lck киназата. Преди това Lck киназата се поддържа в неактивно състояние от Csk киназата. В неактивно състояние Lck киназата е навита: нейният SH2 домейн се свързва с нейния С-краен фосфорилиран тирозин). След отстраняване на инхибиторния фосфат, Lck киназата променя конформацията, автоактивира се и фосфорилира ITAM. ITAM с два фосфорилирани тирозина е субстрат за Src кинази с два SH2 домена (например ZAP-70 киназа).
6) Основни физиологични последици от активирането на TCR.
Основните физиологични последици от активирането на TCR са, че различни сигнални молекули (LAT и SLP-76) се фосфорилират, което води до:
● активиране на транскрипционни фактори (чрез PLCγ)
● повишаване на клетъчната метаболитна активност (чрез Act)
● полимеризация на актин и реорганизация на цитоскелета (чрез Vav)
● подобряване на адхезивните свойства на повърхността: подобряване на „лепкавостта“ и групирането на интегрини (чрез ADAP)
7) Вътреклетъчен калций и фосфолипиди при активиране на лимфоцити. NFAT, NFkB и AP1 семейства на транскрипционни фактори.
Активирането на транскрипционните фактори става чрез PLCγ - фосфолипаза гама. Той разгражда PIP2 (фосфатидилинозитол дифосфат) на IP3 (инозитол трифосфат) и DAG (диацилглицерол).
IP3 отваря калциевите канали в ER и външната мембрана. DAG остава върху мембраната и привлича PKC-θ и RasGRP (RAS гуанил-освобождаващ протеин), които задействат MAP киназна каскада, в която се активират транскрипционни фактори от 3 семейства (тези са най-важните):
● NFAT (чрез калций и калциневрин); една от молекулите на това семейство е мишената на циклоспорин А, вещество, което може селективно да потисне Т-клетъчния отговор (важно при трансплантация на органи)
● NFkB (чрез PKC-θ и CARMA)
● AP1 (чрез RasGRP, RAS и MAP киназни каскади)
8) Роля на фосфатидилинозитол 3-киназа (PI3K) в костимулация. Механизъм на действие на CTLA-4.
Костимулиращата молекула (В7) се появява в отговор на вродения имунен отговор. Разпознава се от молекулата CD28. Чрез места с тирозин се набира и активира фосфатидилинозитол 3-киназа (PI3K). Резултатът от работата му е PIP3. PLCγ се активира само когато се набира към мембраната и се свързва с мембранно закотвен PIP3 там.
CTLA-4 е CD28 антагонист. Той се конкурира с CD28 за свързване с B7 и винаги печели, защото се свързва по-ефективно поради факта, че го прави в клъстери. Тоест, в присъствието на CTLA-4, CD28 не се свързва с B7. CTLA-4 има инхибиторни сигнали в ITIM.
9) Ролята на IL-2 и IL-2 рецепторната алфа верига в активирането на цитотоксични Т клетки.
За да се активира Т-клетка убиец, е необходимо едновременно физическо взаимодействие със същата дендритна клетка, с която взаимодейства помощната Т-клетка. Когато Т-хелпер взаимодейства с DC, костимулираща молекула за Т-убиеца се освобождава в DC (не е нужно да го помните, но не можете да го забравите - нарича се „четири IBBL“ 4 -IBBL).
Силната положителна обратна връзка чрез IL-2 и CD25 (алфа веригата на високоафинитетния IL-2 рецептор на повърхността на Т-клетките убийци) е много важна. Първо, IL-2 се секретира от помощната Т-клетка и след това IL-2 предизвиква производството на IL-2 в самата Т-клетка убиец. Ето как клонингът на Т-убиеца се настройва в растежа си по време на пролиферация.
IL-2 е пример за интегриране на сигнални пътища в неговия генен промотор. В неговия промотор има места на свързване за всички транскрипционни фактори от въпрос 3, тоест, за да протича добре неговата транскрипция, са необходими както сигнал от TCR, така и костимулационен сигнал от CD28.
10) Лиганди за активиране и инхибиране на NK клетъчни рецептори.
Инхибиторните рецептори се свързват с набор от MHCI молекули. Това е важно, когато NK клетката се научи да разпознава своите собствени - тя ще се активира от липсата на тези лиганди = „липса на себе си“.
Активиращите рецептори се свързват с индуцирани от стрес лиганди. NK клетката се активира в отговор на повишена експресия на стресови протеини („самостоятелно предизвикано от стрес“).
11) Логиката на развитие на лимфоцитите в първичните лимфоидни органи. Положителна и отрицателна селекция.
Пролиферация - експресия на първата верига Pre-B или Pre-T - пролиферация отново - експресия на втората верига (сега има пълни антигенни рецептори) - селекция (бъдещият лимфоцит се елиминира, ако се свърже много силно с антигена или не обвързване изобщо).
Селекция в костния мозък: съзряване на В клетки, експресиращи два имуноглобулина - IgM и IgD + селекция на клетки, които отговарят само на чужди антигени.
В клетките, чиито имуноглобулинови рецептори са способни да взаимодействат със собствените антигени, или умират в резултат на апоптоза, или стават неотзивчиви (анергични).
Селекция в тимуса: Т клетките експресират или CD4 (да бъдат помощници), или CD8 (да бъдат убийци). Действителната селекция се основава на TCR сигнала: ако той липсва или е силен, клетката умира. Ако е слаб, ще има наивна Т-клетка, ако е умерен, ще има Т-регулаторна клетка.
12) Методи за отстраняване на потенциално автореактивни клонове от популация от зрели лимфоцити. Редактиране на лимфоцитни антигенни рецептори.
Това беше примерът с В-лимфоцитите.
Ако В-лимфоцит влезе в контакт с разтворен автоантиген, тогава се образува анергична В-клетка с високо ниво на експресия на IgD (индукция на анергия без костимулация - механизъм на имунологична толерантност).
Ако В-лимфоцитът се е свързал с повърхностно свързан автоантиген (върху червените кръвни клетки, MHC), тогава е възможно да се редактира рецепторът, за да се промени специфичността (чрез продължаване на експресията на RAG, пренареждане на гени за лека верига).
Ако редактирането е неуспешно, настъпва апоптоза.
13) Първичен и вторичен имунен отговор. Преминаване от IgM към IgG, клетки на паметта.
Първичен имунен отговор - лимфоцитните рецептори са представени от IgM, ниска специфичност на свързване с елементи на патогенната архитектура, IgM се сглобява в пентамери (първата среща с патогена, отговорът се развива дълго време). След това - производството на високоспецифичен IgG („селекция“ - виж vdj-рекомбинация), лимфоцитите изхвърлят гена за постоянната част на IgM
Вторичен имунен отговор - повтаряща се среща с патогена, вече има лимфоцити с желания антиген, отговорът се развива много бързо
Клетките на паметта са лимфоцити, които формират вторичния имунен отговор
14) Характеристики на физиологията на антигенните рецептори В-1 и гама делта Т клетките, позволяващи да бъдат класифицирани като „вродени лимфоцити“.
клетъчна популация В 1- развиват се в черен дроб на новородено. Те са там произвеждат IgM(при активиране - разтворим IgM). Те имат ограничен репертоар от специфичност, като използват само някои V гени. Първоначално те са настроени към често срещани гликани на повърхността на бактериите, към някои собствени антигени (регулация, супресорни цитокини), към антигени на собствен стрес (експресирани в случай на увреждане). В1 клетките не формират имунологична памет. Всеки път е като за първи път. IgM винаги е в едно и също количество.
B1 клетките добавят няколко нуклеотида в кръстовищата на сегментите и техният репертоар от V гени е ограничен. Намира се в перитонеалната и плевралната кухини. За разлика от B2 клетките, които живеят и умират и се обновяват в BM, B1 клетките, след като са се установили на местата си, се самообновяват на място. Те са в състояние спонтанно да произвеждат IgM във високи нива и често имат специфичност за въглеводороди. Те не формират спомени.
Гама делта Т клетките могат да взаимодействат с MHCIb, но не и с класическите МНС молекули и не изискват антигенна обработка за разпознаване.
За повечето гама делта Т клетки лигандите не са точно известни.
Има доста гама делта клетки на същото място като B1 клетките. Те са необходими за разпознаването на малки фосфолипиди. Има ги в перитонеалната кухина, има много от тях в епидермиса на кожата, а някои от тях (които са специфични за протеините от семейството на бутирофилините) играят ролята на разпознаване на стреса. Бутирофилините се експресират в периферията в резултат на стрес. Въпреки че няма лиганд, се експресират имуносупресивни цитокини. И когато се появи достатъчно количество лиганд, се задейства имунният отговор. Те не формират имунологична памет, принадлежат към клетките на вродената имунна система.
15) Положителна селекция на CD4+ и CD8+ Т клетки в тимуса. MHC ограничение.
В кортикалната зона на тимуса се получава положителна селекция на Т клетки - отстраняване на клетки, които имат много слаб сигнал от TCR.
Двойно положителните тимоцити (CD4+CD8+) са обект на положителна селекция. Двойно положителните клетки са много чувствителни към апоптоза (поради тяхната ниска експресия на антиапоптотични фактори, като Bcl-2 и Bcl-XL). Клетките се нуждаят от подкрепа на микросредата, за да оцелеят. Тимоцитите получават сигнала, необходим за оцеляване чрез положителна селекция. Положителната селекция гарантира, че са избрани само онези тимоцити, които експресират TCR с афинитет към МНС молекули. Ако TCR има афинитет към молекулата на МНС, тимоцитът получава поддържащ сигнал, основните резултати от който са повишаване на експресията на антиапоптотичния фактор Bcl-2 и напредването на тимоцита през клетъчния цикъл. Външен признак на успешна положителна селекция от тимоцити е експресията на маркера за клетъчно активиране CD69, както и молекулите CD5, CD27 и костимулиращата молекула CD28, придружена от увеличаване на плътността на експресия на рецепторния комплекс TCR-CD3 върху клетъчната повърхност. Т-лимфоцитите, чиито рецептори нямат афинитет към МНС, се подлагат на апоптоза „по подразбиране“.
Ограничението на МНС е разпознаването на антигенни фрагменти от Т-лимфоцитите само в контекста на МНС (с изключение на суперантигените).
MNS са индивидуални. Т-лимфоцитите претърпяват положителна селекция върху МНС молекули, които са различни за всеки индивид, и пептиди, които могат да се свързват с тези алели. Друг индивид ще има различен набор от МНС молекули, получените пептиди също ще бъдат различни и в резултат на това репертоарът от специфики на зрелите лимфоцити също ще бъде различен.
Развитието на тимоцитите зависи от MHC. Ако имплантираме рецептори на MHC1 в мишка, тогава на изхода ще видим само цитотоксични Т клетки. Развиващите се тимоцити по принцип няма да имат шанс да експресират рецептора върху MHC2. Същото нещо ще се случи, ако добавим рецептор към MHC2 към мишка.
16) Отрицателна селекция на тимоцити. Aire и Fas/FasL.
Как развиващите се тимоцити успяват да покажат всичките си собствени антигени, които са опасни от гледна точка на автореактивността (това е отрицателна селекция)?
Не беше ясно, докато генът не беше открит AIREе транскрипционен фактор под контрола на около 100 специфични протеина, които той задейства от време на време в някои клетки на тимусния епител. Индуцира експресията на орган- или тъканно-специфични гени в тимуса:
Инсулин (панкреас)
Интерфоторецепторен ретиноид-свързващ протеин (IRBP) (око)
Одорант-свързващ протеин 1а (слъзни жлези)
Вомеромодулин (бели дробове)
Ако пуснете малка част за известно време, няма да се случи нищо лошо, но накрая ще покажем всичко, което е необходимо. За да поставите ген под контрола на AIRE или да го премахнете, просто трябва да промените няколко нуклеотида в промоторната област на гена (лесно регулиране).
Това е един от механизмите на централната толерантност. Много лесно персонализиран - просто трябва да промените няколко нуклеотида в промотора за регулиране.
Нарушенията във функцията на AIRE причиняват автоимунен полигландуларен синдром тип 1 или хронична мукокутанна кандидоза (автоимунна полиендокринопатия-кандидоза-ектодермална дистрофия, APECED) - рядко наследствено заболяване, характеризиращо се с автоимунен отговор към тъканите на различни органи, главно едокринните жлези.
AIRE-зависимата експресия на тъканно-специфични антигени в епителните клетки на тимуса е един от механизмите централна толерантност.
Ако тимоцитът е автореактивен, тогава рано или късно по време на узряването той определено ще срещне своя пептид и ще бъде унищожен чрез селекция.
FasL и Fas осигуряват апоптоза (ако лимфоцитният рецептор не е пренареден). Това е цитокин и неговият рецептор, които осигуряват структурна (инструкционна?) апоптоза. Нокаут мишки за тези гени - хипертолерантност на лимфоцитите, автоимунен ефект.
17) Ролята на цитокините в диференциацията на Т хелперните клетки в периферията.
18) Отрицателни последици от небалансираната диференциация на Т хелперните клетки.
В тимусната жлеза се елиминират лимфоцити, които са способни да разпознават антигени на собственото си тяло, т.е. настъпва селекция на лимфоцити. Тимусът също произвежда хуморални фактори на имунната система.
ФУНКЦИЯ
Медула
Тимоцитите от кората навлизат в медулата и се диференцират в CD4 + и CD8 + лимфоцити. Зрелите Т клетки напускат медулата през венули и еферентни лимфни съдове. Само 3–5% от клетките, произведени в тимуса, напускат този орган. Останалите клетки умират. Медулата съдържа макрофаги, които унищожават мъртви или обречени тимоцити. Дегенериращите епителни клетки на медулата, богати на цитокератин с високо молекулно тегло, образуват слоести епителни тела. Зрелите тимоцити на медулата експресират молекулата CD44, която се свързва с хиалуроновата киселина и други компоненти на матрицата на съединителната тъкан, отсъства в тимоцитите на кората, заседналите клетки и е характерна за мигриращите клетки.
Дендритните клетки, присъстващи в медулата, са фенотипно и функционално хетерогенни. Сред тях има типични дендритни клетки и така наречените плазмоцитоидни клетки. По-голямата част от субпопулацията на типичните дендритни клетки се развива от прекурсори директно в тимуса, а малка част от тях се образува от мигранти. Типичните дендритни клетки на тимуса представят собствени антигени на тимоцитите и играят важна роля в процеса на отрицателна селекция. Плазмоцитоидните клетки са наречени така, защото са структурно подобни на Ig-продуциращи плазмени клетки. Те присъстват не само в тимуса, но и в тимус-зависимите зони на периферните лимфоидни органи, както и в периферната кръв. Плазмоцитоидните клетки имат CD11c – CD4 + CD123 + CD45RA + HLA-DR + фенотип и при вирусна стимулация имат уникалната способност да секретират α-IFN в големи количества. Специфичната функция на тези клетки в тимуса остава неясна.
Рецепторните молекули в клетъчната мембрана на тимоцитите взаимодействат с МНС-автоантигенния комплекс в епителната клетъчна мембрана. Унищожават се клонове на тези тимоцити, чиито рецептори разпознават комплекса МНС-автоантиген. Така нормално функциониращата имунна система премахва лимфоцитите от тимусната жлеза, които са програмирани да се активират от собствени антигени. Преди да напуснат тимуса, Т клетките се подлагат на селекция. Ако Т-клетките не участват в този процес, те умират в тимуса в рамките на 3-4 дни. Има положителна и отрицателна селекция. Изборът между тях зависи от афинитета на взаимодействието на Т-клетъчния рецептор с МНС-автоантигенния комплекс (фиг. 11-14). Взаимодействията с висок афинитет водят до смърт на тимоцитите. При взаимодействие с много нисък афинитет клетките не получават необходимия за диференциацията си сигнал и също умират. Само при условия на междинен афинитет на взаимодействие между Т-клетъчния рецептор и МНС-автоантигенния комплекс CD4 + CD8 + тимоцитите оцеляват и се диференцират в CD4 + и CD8 + лимфоцити. Както може да се види, МНС играе ключова роля в селекцията на Т клетки. MHC молекулите определят пептидите (автоантигените), които ще бъдат представени на Т клетките и силата на сигнала в Т клетъчния рецептор. В резултат на това репертоарът от Т клетки, избрани в тимуса, се определя от МНС хаплотипове.
Ориз. 11-14. Характерът на селекцията на Т-лимфоцитите в тимусаопределя се от афинитета на взаимодействието на Т-клетъчния рецептор с МНС-автоантигенния комплекс. При висок афинитет се наблюдава отрицателна селекция и клетъчна смърт, при междинен афинитет клетките се размножават и настъпва положителна селекция. Взаимодействието с нисък афинитет изключва пролиферацията на прекурсори и тяхната селекция, което води до клетъчна смърт.
Същността на теорията за клоналната селекция на F. Bernet е, че в процеса на узряване на лимфоцитите се извършва строго унищожаване на клетките съгласно следните характеристики:
Неспособност за разпознаване на МНС 1 и МНС 2 рецепторите на собствените клетки на тялото;
Способността за разпознаване на собствени антигени, представени на MHC 1 и MHC 2.
Клетките, които имат горните характеристики, трябва да бъдат унищожени. Останалите лимфоцити продължават да се диференцират и стават основатели на клонинги - групи от лимфоцити, които имат рецептор за разпознаване на антиген със същата специфичност.
Селекция на Т-лимфоцити
Незрелите Т-лимфоцити мигрират от костния мозък към кората на тимуса и започват бързо да се делят. В кората на тимуса, по време на контакт с епителните клетки на тимуса, които експресират както молекули МНС I, така и МНС II, възниква положителна селекция. Лимфоцитите, които са в състояние да взаимодействат с молекулите на МНС, получават положителен стимул - сигнал за възпроизвеждане, а клетките, които не могат да взаимодействат с МНС, получават отрицателен сигнал за самоунищожение (апоптоза).
След това лимфоцитите, които са претърпели положителна селекция, мигрират към тимусната медула и отрицателната селекция на Т-лимфоцитите се появява на границата на кората и медулата. Отрицателната селекция се извършва при взаимодействието им с дендритни клетки и макрофаги, които представят собствените антигени на тялото.
Автоагресивните Т-лимфоцити получават сигнал за самоунищожение (отрицателна селекция), автотолерантните продължават да се размножават и напускат тимусната медула, установявайки се в периферните органи на имунната система. Доказано е, че по време на процеса на селекция около 95% от Т-лимфоцитите не са избрани и умират.
Лимфоцитите, разположени в кората на тимуса, първоначално имат CD4 и CD8 рецептори на мембраната си. След това клетките, които разпознават MHC I, губят CD4 и стават CD8+, т.е. се превръщат в CTL, а клетките, които разпознават MHC II, напротив, губят CD8 и се превръщат в CD4+, т.е. в Т хелперни клетки.
Т-лимфоцитите, които са претърпели диференциация и селекция в тимуса, се наричат „наивни“ Т-лимфоцити. След среща със съответния антиген, те се превръщат в праймирани или ефекторни Т лимфоцити, готови да възприемат цитокинови сигнали за активиране.
Избор на В-лимфоцити
В костния мозък незрелите В-лимфоцити претърпяват отрицателна селекция. Лимфоцитите, които са способни да свързват собствените си антигени с техния повърхностен антиген-разпознаващ рецептор IgM, получават сигнал за самоунищожение (апоптоза) и умират. В-лимфоцитите, преминали през отрицателна селекция, се делят и всеки от тях образува група потомци, клонинг, със същата специфичност. Зрелите В-лимфоцити напускат костния мозък в кръвния поток и населяват лимфоидните органи.
Лекция 6. Нарушения на имунитета
Нарушенията на имунитета включват:
Реакции на свръхчувствителност;
Автоимунни реакции;
Имунодефицитни състояния.
Реакции на свръхчувствителност. Класификация на Джел и Кумбс – 4 вида реакции на свръхчувствителност.
MIRV тип 1.
Астма, сенна хрема, екзема, копривна треска, хранителни алергии.
Алергени: лекарства, хетероложен серум, растителен прашец, изпражнения на микроакари, хранителни продукти (яйца, мляко, раци, риба и др.).
Фактори, улесняващи проникването на алергени в лигавицата, са частиците от дизеловите газове (DEP), съдържащи се в градската атмосфера.
Наследствената предразположеност към алергични реакции тип 1 е свързана с алелите HLA-B8 и DR3.
Диагноза: кожно изследване.
Лечение: хипосенсибилизация - подкожно приложение на нарастващи дози от алергена, което води до преминаване към преобладаващ синтез на IgG.
Профилактика: избягване на контакт с алергена; ако е необходимо да се приложи хетероложен терапевтичен серум, фракционно приложение по Безредка. Предписване на антихистамини.
HSR тип 2 – цитотоксични реакции, включващи IgG и комплемент. Наблюдава се, когато антителата реагират с антиген, разположен върху клетъчната мембрана. В този случай към получения комплекс се добавя комплемент, чиито последни фракции (C5-C9) се наричат перфорини. Протеиновите молекули на тези фракции са вградени в клетъчната мембрана, образувайки голяма пора, през която водата навлиза в клетката. В резултат на това настъпва клетъчен лизис. Този тип свръхчувствителност може да се развие при продължителна употреба на лекарства, които могат да се адсорбират върху червените кръвни клетки; Пример за това е антиаритмичното лекарство хинидин. Пример за тип 2 HSR е хемолитичната болест на новородени с Rh конфликт (ретикулоцитоза). Друг пример е тромбоцитопеничната пурпура.
Тип 3 HSR се свързва с образуването на голям брой имунни комплекси, когато голямо количество чужд протеин навлезе в тялото без предварителна сенсибилизация, например с въвеждането на терапевтични или профилактични хетероложни антисеруми. В резултат на временния дефицит на комплемента малки имунни комплекси се отлагат в стените на кръвоносните съдове, ставите и бъбречните гломерули. След завършване на дефицита на комплемента, той се фиксира върху малки имунни комплекси (SIC), разположени в тъканите. Макрофагите мигрират към образуваните големи имунни комплекси (LIC), които абсорбират LIC и освобождават цитокини, които предизвикват възпалителен отговор. Резултатът от тип 3 HSR е развитието на серумна болест, чиито прояви са васкулит, артрит и гломерулонефрит.
Тип 3 HSR може да се прояви под формата на така наречения феномен на Артюс. За разлика от серумната болест, феноменът на Артюс е бурна локална възпалителна реакция, която е придружена от тъканна некроза на мястото на инжектиране на антигена. Предпоставка за развитието на реакцията на Arthus е предварителната сенсибилизация на тялото с този антиген (чужд протеин) и наличието в кръвния серум на висока концентрация на антитела към този антиген.
Тип 4 HSR протича с участието на цитотоксични лимфоцити.
Има 3 вида HSR тип 3: контактен, туберкулинов и грануломатозен.
Контактната свръхчувствителност се характеризира с екзематозна реакция на мястото на експозиция на антигена. Сенсибилизацията на тялото се случва, като правило, с никелови, хромови съединения и вещества, включени в детергентите, т.е. хаптени. Основните АПК при контактна свръхчувствителност са дендритните клетки на кожата – Лангерхансовите клетки. Реакцията на контактна свръхчувствителност протича в 2 етапа: сенсибилизация и манифестация. Периодът на сенсибилизация продължава около 2 седмици. Хаптенът, проникнал в кожата, се свързва с протеина. Този комплекс се поема от дендритни клетки, които впоследствие представят комплекса хаптен-протеин на Т-лимфоцитите. В сенсибилизиран организъм, след многократен контакт с антигена в рамките на 48-72 часа, Т-лимфоцитите мигрират към мястото на контакт с антигена и се развива локална възпалителна реакция.
Свръхчувствителност от туберкулинов тип. Туберкулинът е филтрат от култура на убит туберкулозен бацил, съдържащ бактериални антигени. За първи път е получен от Р. Кох.
Реакция на свръхчувствителност към туберкулин се проявява само при лица, които имат живи туберкулозни патогени в телата си. След интрадермално инжектиране на туберкулин моноцитите и сенсибилизираните Т-лимфоцити мигрират към мястото на инжектиране и секретират цитокини (TNF-алфа и бета). Цитокините повишават пропускливостта на съдовата стена и на мястото на инжектиране на туберкулин се образува възпалителен инфилтрат, който достига максимален размер след 48 часа.
Грануломатозна свръхчувствителност. Грануломатозните реакции се развиват в случаите, когато инфекциозният агент остава жизнеспособен в макрофагите, например при туберкулоза и проказа. Активиран макрофаг, вътре в който има живи патогени, се трансформира в епителиоидна клетка, която активно произвежда цитокини - TNF. Епителиоидните клетки се сливат една с друга, за да образуват гигантски клетки на Langhans. В центъра на гранулома има епителиоидни клетки, клетки на Langhans и макрофаги. Центърът на гранулома е заобиколен от Т-лимфоцити. Извън Т-лимфоцитите има зона на пролифериращи фибробласти, които ограничават възпалителната зона от здравата тъкан.
Ранните прекурсори на Т-лимфоцитите се образуват в BM. Преди други Т-клетъчни маркери, CD7 се експресира на повърхността на развиващите се човешки клетки от Т-серия (вече в proT етап). Тези клетки също носят мембранния маркер CD38, който е характерен за много хемопоетични клетки в междинни етапи на развитие. Тяхното възпроизвеждане се поддържа от фактора на стволовите клетки и IL-7, чиито рецептори присъстват на повърхността на тези клетки. Клетъчната пролиферация може да бъде причинена от IL-3, 2, 9, 1 и 6. В ранните етапи незрелите бластни прогенитори навлизат в тимуса. Всички етапи на диференциация ще бъдат свързани с промени в повърхностните маркери за Т-лимфоцитите.
Т лимфоцити – CD2+ CD3- CD4- CD8-
Първо се синтезира β-веригата, след това α-веригата. Веригите се сглобяват и се появяват αβTCR CD3+ CD4+ CD8+ - кортикални тимоцити. Усеща се. До апоптоза, кат. индуц. кортикостероиди и i.i.
От този момент започват етапите. и отричам. селекция на Т-лимфоцити в тимуса. Положителната селекция е процес на селективно поддържане на лимфоцитни клонове; отрицателната селекция е процес на елиминиране на лимфоцитни клонове. Тези процеси водят до корекция на първичния комплекс за разпознаване на антиген (поддържане на клонинги, които разпознават пептиди в състава на „своите“ МНС молекули и елиминиране на напълно автореактивни клонове).
По-рано във времето положителен селекцияпротича в дълбоките слоеве на кората на тимуса. Основава се на взаимодействието на тимоцитите с епителните клетки, носещи на повърхността молекули МНС клас II. На този етап се поддържат клонове, които са способни да разпознават както напълно автоложни комбинации от МНС молекули и пептиди, така и автоложни МНС молекули, модифицирани с чужди пептиди. Основата на положителната селекция е контактното взаимодействие на клетките, дължащо се на комплементарността на рецептора на тимоцитите и молекулата на МНС на епителната клетка. Това взаимодействие включва вече споменатите двойки адхезивни молекули, които стабилизират взаимодействието.
След приключване на фазата ще бъде поставен. селекция за повече клетки от оцелели клонове, повишена експресия на CD3-TCR и спомагателни молекули CD4 и 8. Клетките, които са претърпели такива промени, стават субстрат за отричам. селекция. Възниква в медулата и кортико-медуларната зона на тимуса в процеса на взаимодействие с дендритни клетки, богати на МНС клас I и I продукти. Ако разпознаят свойство с висок афинитет. пептидите – auto-AG – след това се унищожават чрез апоптоза.
В резултат на 2 фази на селекция се елиминират онези тимоцитни клонове, които носят рецептори, специфични за антигени, които нямат връзка с автоложния МНС, както и комплекси от автоложни антигенни пептиди с автоложния МНС.
Субпопулации на Т-лимфоцити, основни функции. Т-хелпери, класификация, механизми на диференциация. Роля в развитието на имунния отговор Th1, Th2, Th17 и регулаторните Т лимфоцити.
Лимфоцитите, влизащи в тимуса от BM, се диференцират под влияние на тимусните хормони в зрели лимфоцити. В същото време те преминават през различни етапи на развитие. Има 2 основни субпопулации на Т-лимфоцитите:
– Т хелперни клетки αβTCRCD4+- субпопулация =60%. В зависимост от това какви цитокини се произвеждат от тези лимфоцити по време на развитието на им. Отговорът е подчертан: Т хелперни клетки тип 1– произвеждат γ-интерферон, интерлевкин-2, растежен фактор β. Те активират макрофагите и участват в клетъчния imm. отговор, участват във възпаление, в реакции на ХЗТ; Т хелперни клетки тип 2 –произвеждат интерлевкин-4,5,10,21,23. способни да активират В лимфоцити, т.е. отговарят за разработването на спец хуморален imm. реакции, осигуряват защита срещу хелминти, паразити и др изпълнение на всички алергични зони в организацията; Т-хелперни клетки 17– произвеждат интерлевкин-17.36, интерлевкин-17А, F – vvl. в развитието на autoimm. заболявания, осигуряване защита срещу бактерии, котката има извънклетъчен цикъл на възпроизвеждане.
Всички лимфоцити се образуват от наивни Т-лимфоцити. Диференциацията се определя от локалната микросреда и цитокини, кат. влияят на разл.
За Th1 – интерлевкин-12, Th2 – интерлевкин-4, Th-17 – интерлевкин-6.23. Регулиране – трансформиране. растежен фактор β.
– Цитотоксични лимфоцити– клетки убийци αβTCRCD8+ =30%.
Те разпознават и унищожават чужди или собствени променени клетки. Клетките-прекурсори на Т-клетки убийци разпознават AG върху множество клетки във връзка с МНС клас I клетки. Те секретират перфорини, гранзими, TNF, които причиняват увреждане на мембраната и клетъчна смърт. Tk са способни да синтезират интерферон алфа, който има антивирусна активност.
В тимуса Т-лимфоцитите се диференцират, придобивайки Т-клетъчни рецептори (TCR) и различни ко-рецептори (повърхностни маркери). Играят важна роля в придобития имунен отговор. Те осигуряват разпознаване и унищожаване на клетки, носещи чужди антигени, засилват ефекта на моноцитите, NK клетките, а също така участват в превключването на изотиповете на имуноглобулините (в началото на имунния отговор В-клетките синтезират IgM, по-късно преминават към производството на IgG, IgE, IgA).
- 1 Видове Т-лимфоцити
- 1.1 Т помощни клетки
- 1.2 Т клетки убийци
- 1.3 Т-супресори
- 2 Диференциация в тимуса
- 2.1 β-селекция
- 2.2 Положителна селекция
- 2.3 Отрицателна селекция
- 3 Активиране
- 4 Бележки
Видове Т-лимфоцити
Т-клетъчните рецептори (TCR) са основните повърхностни протеинови комплекси на Т-лимфоцитите, отговорни за разпознаването на обработените антигени, свързани с молекулите на главния комплекс за хистосъвместимост (МНС) на повърхността на антиген-представящите клетки. Т-клетъчният рецептор е свързан с друг полипептиден мембранен комплекс, CD3. Функциите на CD3 комплекса включват предаване на сигнали в клетката, както и стабилизиране на Т-клетъчния рецептор на повърхността на мембраната. Т-клетъчният рецептор може да се асоциира с други повърхностни протеини, TCR корецептори. В зависимост от корецептора и изпълняваните функции се разграничават два основни типа Т клетки.
Т помощни клетки
Т-хелпери (от английски helper - помощник) - Т-лимфоцити, чиято основна функция е да засилят адаптивния имунен отговор. Те активират Т-килъри, В-лимфоцити, моноцити, NK клетки чрез директен контакт, както и хуморално, освобождавайки цитокини. Основната характеристика на Т-хелперните клетки е наличието на CD4 корецепторната молекула върху клетъчната повърхност. Помощните Т-клетки разпознават антигени, когато техният Т-клетъчен рецептор взаимодейства с антиген, свързан с молекули на основен комплекс за хистосъвместимост II (MHC-II).
Т клетки убийци
Помощните Т клетки и Т клетките убийци образуват група ефекторни Т-лимфоцити, пряко отговорен за имунния отговор. в същото време има друга група клетки, регулаторни Т-лимфоцити, чиято функция е да регулира активността на ефекторните Т лимфоцити. Чрез модулиране на силата и продължителността на имунния отговор чрез регулиране на активността на Т-ефекторните клетки, регулаторните Т-клетки поддържат толерантност към собствените антигени на организма и предотвратяват развитието на автоимунни заболявания. Има няколко механизма на потискане: пряк, с директен контакт между клетките, и дистанционен, осъществяван от разстояние - например чрез разтворими цитокини.
Т-супресори
γδ Т-лимфоцитите са малка популация от клетки с модифициран Т-клетъчен рецептор. За разлика от повечето други Т клетки, чийто рецептор е образуван от две α и β субединици, Т клетъчният рецептор на γδ лимфоцитите е образуван от γ и δ субединици. Тези субединици не взаимодействат с пептидни антигени, представени от МНС комплекси. Предполага се, че γδ Т лимфоцитите участват в разпознаването на липидните антигени.
Диференциация в тимуса
Всички Т клетки произхождат от хематопоетични стволови клетки от червен костен мозък, които мигрират към тимуса и се диференцират в незрели тимоцити. Тимусът създава микросредата, необходима за развитието на напълно функционален Т-клетъчен репертоар, който е MHC-ограничен и самотолерантен.
Диференциацията на тимоцитите се разделя на различни етапи в зависимост от експресията на различни повърхностни маркери (антигени). В най-ранния етап тимоцитите не експресират корецепторите CD4 и CD8 и следователно се класифицират като двойно отрицателни (DN) (CD4-CD8-). На следващия етап тимоцитите експресират и двата корецептора и се наричат двойно положителни (DP) (CD4+CD8+). И накрая, на последния етап има селекция от клетки, които експресират само един от корецепторите (единичен положителен (SP)): или (CD4+), или (CD8+).
Ранният етап може да бъде разделен на няколко подетапа. И така, на подетап DN1 (Двойно отрицателен 1), тимоцитите имат следната комбинация от маркери: CD44+CD25-CD117+. Клетки с тази комбинация от маркери също се наричат ранни лимфоидни прогенитори (ELP). Напредвайки в своята диференциация, ELP клетките активно се делят и накрая губят способността си да се трансформират в други видове клетки (например В-лимфоцити или миелоидни клетки). Преминавайки към подстадия DN2 (Двойно отрицателен 2), тимоцитите експресират CD44+CD25+CD117+ и стават ранни Т-клетъчни прогенитори (ETP). по време на подетапа DN3 (Двойно отрицателен 3), ETP клетките имат комбинация от CD44-CD25+ и влизат в процеса β-селекция.
β-селекция
Т-клетъчните рецепторни гени се състоят от повтарящи се сегменти, принадлежащи към три класа: V (променлива), D (разнообразие) и J (съединяване). В процеса на соматична рекомбинация се свързват генни сегменти, по един от всеки клас (V(D)J рекомбинация). Комбинираната последователност на V(D)J сегментите води до уникални последователности за вариабилните домени на всяка рецепторна верига. Случайният характер на образуването на последователности на променливи домейни позволява генерирането на Т клетки, способни да разпознават голям брой различни антигени и, като резултат, осигуряват по-ефективна защита срещу бързо развиващи се патогени. Същият този механизъм обаче често води до образуването на нефункционални Т-клетъчни рецепторни субединици. Гените, кодиращи TCR-β субединицата на рецептора, са първите, които претърпяват рекомбинация в DN3 клетки. За да се изключи възможността за образуване на нефункционален пептид, TCR-β субединицата образува комплекс с неизменната пре-TCR-α субединица, образувайки т.нар. пре-TCR рецептор. Клетки, които не са в състояние да образуват функционален пре-TCR рецептор, умират чрез апоптоза. Тимоцитите, които успешно са преминали β-селекция, се преместват в подстадия DN4 (CD44-CD25-) и преминават през процеса положителна селекция.
Положителна селекция
Клетките, експресиращи пре-TCR рецептора на тяхната повърхност, все още не са имунокомпетентни, тъй като не са в състояние да се свържат с молекули на главния комплекс за хистосъвместимост (МНС). Разпознаването на МНС молекули от TCR рецептора изисква наличието на CD4 и CD8 корецептори на повърхността на тимоцитите. Образуването на комплекс между пре-TCR рецептора и корецептора CD3 води до инхибиране на пренарежданията на гените на β субединицата и в същото време предизвиква активиране на експресията на гените CD4 и CD8. Така тимоцитите стават двойно положителни (DP) (CD4+CD8+). DP тимоцитите активно мигрират към кората на тимуса, където взаимодействат с кортикалните епителни клетки, експресиращи и двата МНС комплекса (МНС-I и МНС-II). Клетките, които не са в състояние да взаимодействат с МНС комплексите на кортикалния епител, претърпяват апоптоза, докато клетките, които успешно претърпяват такова взаимодействие, започват активно да се делят.
Отрицателна селекция
Тимоцитите, които са претърпели положителна селекция, започват да мигрират към кортикомедуларната граница на тимуса. Веднъж попаднали в медулата, тимоцитите взаимодействат със собствените антигени на тялото, представени в МНС комплексите на медуларните тимусни епителни клетки (mTECs). Тимоцитите, които активно взаимодействат със собствените си антигени, претърпяват апоптоза. Отрицателната селекция предотвратява появата на самоактивиращи се Т клетки, способни да причинят автоимунни заболявания, като важен елемент от имунологичната толерантност на организма.
Активиране
Т-лимфоцитите, преминали успешно положителна и отрицателна селекция в тимуса и достигнали периферията на тялото, но не са имали контакт с антигена, се наричат. наивни Т клетки(англ. Наивни Т клетки). Основната функция на наивните Т-клетки е да реагират на патогени, които преди това не са били известни на имунната система на тялото. След като наивните Т клетки разпознаят антиген, те се активират. Активираните клетки започват активно да се делят, образувайки множество клонинги. Някои от тези клонинги се превръщат в ефекторни Т клетки, които изпълняват функции, специфични за даден тип лимфоцити (например секретират цитокини в случай на Т-хелперни клетки или лизират засегнатите клетки в случай на Т-клетки убийци). Другата половина от активираните клетки се трансформират в Т клетки на паметта. Клетките на паметта остават в неактивна форма след първоначален контакт с антиген, докато настъпи второ взаимодействие със същия антиген. По този начин Т-клетките на паметта съхраняват информация за предишни активни антигени и формират вторичен имунен отговор, който се проявява за по-кратко време от първичния.
Взаимодействието на Т-клетъчния рецептор и ко-рецепторите (CD4, CD8) с главния комплекс за хистосъвместимост е важно за успешното активиране на наивни Т клетки, но само по себе си не е достатъчно за диференциация в ефекторни клетки. За последващата пролиферация на активирани клетки е необходимо т.нар. взаимодействие. костимулиращи молекули. За Т хелперните клетки тези молекули са CD28 рецепторът на повърхността на Т клетката и имуноглобулин В7 на повърхността на антиген-представящата клетка.
Бележки
- Murphy K., Travers P., Walport M. Janeway's Immunobiology - New York: Garland Science, 2011. - ISBN 0-8153-4123-7.
- Албертс Б., Джонсън А., Луис Дж., Раф М., Робъртс К., Уолтър П. Молекулярна биология на клетката. - Ню Йорк: Garland Science, 2002. - 1367 p. - ISBN 0-8153-3218-1.
- Holtmeier W., Kabelitz D. Gammadelta Т клетки свързват вродени и адаптивни имунни отговори // Химическа имунология и алергия. - 2005. - кн. 86. - С. 151–83. - ISBN 978-3-8055-7862-2. - DOI:10.1159/000086659 - PMID 15976493.
- Schwarz B. A., Bhandoola A. Трафик от костния мозък към тимуса: предпоставка за тимопоеза // Immunol. Rev.. - 2006. - Vol. 209. - С. 47–57. - DOI:10.1111/j.0105-2896.2006.00350.x - PMID 16448533.
- Sleckman B. P. Генно сглобяване на рецептор на лимфоцитен антиген: множество слоеве на регулиране // Immunol Res. - 2005. - кн. 32. - С. 153-8.
| Кръв | |
|---|---|
| Хематопоеза |
Човешки костен мозък Еритропоеза Левкопоеза |
| Компоненти |
Плазма Червени кръвни клетки Хематокрит Тромбоцити Левкоцити: Гранулоцити (Неутрофили Еозинофили Базофили) Агранулоцити (Лимфоцити (T-B-NK-) Моноцити) |
| Биохимия |
Кръвна група Rh фактор Буферни системи (Ацидоза Алкалоза) Серумна гликемия (Хипер-хипо-) |
| Заболявания |
Анемия Левкемия Коагулопатия (Хемофилия Болест на фон Вилебранд) Хемобластоза |
| Вижте също |
Хематология Онкохематология |
t-лимфоцитите са по-високи, t-лимфоцитите са нормални, t-лимфоцитите са повишени, t-лимфоцитите са намалени
