Komórkami odporności nabytej są limfocyty T i B, rozpoznające antygen przez swoiste receptory powierzchniowe (odpowiednio: TCR i BCR). Limfocyty T powstają głównie w grasicy, a Limfocyty B – w szpiku kostnym. Dzięki nim adaptacyjny układ odpornościowy ma praktycznie nieograniczoną zdolnością do odpowiedzi na każdą substancję.
Czym się różnią limfocyty T od B?
Rolą limfocytów B jest produkcja przeciwciał, czyli białek, które atakują obce substancje zwane antygenami. Limfocyty T biorą natomiast udział w procesach odpornościowych, które nie angażują przeciwciał. Zarówno limfocyty T, jak i limfocyty B rozpoznają specyficzne antygeny, w procesie zwanym prezentacją antygenu.
Podział limfocytów T
Ze względu na funkcje limfocyty T dzieli się na:
limfocyty cytotoksyczne (Tc)
limfocyty pomocnicze (Th)
limfocyty Th0 (limfocyty dziewicze)
limfocyty Th1
limfocyty Th2
limfocyty Th9
limfocyty Th17
limfocyty Th22 wytwarzają odporność na występowanie chorób skóry
limfocyty regulatorowe (Treg)
Ze względu na budowę receptorów limfocyty T dzieli się na limfocyty T𝛼𝛽
i limfocyty T𝛾𝛿. Natomiast ze względu na ekspresję cząsteczek CD4 i CD8 obecnych na powierzchni limfocytów T wyróżnia się limfocyty T CD4+ i limfocyty T CD8+. Pozostałe subpopulacje limfocytów T to limfocyty NKT i komórki VETO.
1. Limfocyty cytotoksyczne (Tc)
Limfocyty Tc są odpowiedzialne za rozpoznawanie oraz niszczenie komórek nowotworowych i komórek zakażonych przez drobnoustroje (m.in. wirusy). Na ich powierzchni występują cząsteczki CD8, które są białkami głównego układu zgodności tkankowej klasy I. Limfocyty Tc uwalniają znaczne ilości limfotoksyn i enzymów, które mają działanie cytotoksyczne.
Cytotoksyczne działanie limfocytów Tc wiąże się z procesami apoptozy. Mechanizm uśmiercania zakażonej lub nowotworowo zmienionej komórki polega na uwalnianiu perforyn, granzymów i granulizyny. Natomiast proces usuwania własnych uszkodzonych komórek (w tym innych limfocytów) polega na złożonej interakcji cząsteczek w błonach komórkowych. Podczas interakcji komórki uśmiercają same siebie, usuwając tym samym limfocyty autoreaktywne.
2. Limfocyty pomocnicze (Th)
Podział
Ze względu na profil wydzielanych cytokin i dodatkowe właściwości wyróżnia się dwie główne subklasy limfocytów Th
- komórki Th1, produkujące głównie interferon γ i IL-2, biorące udział w reakcjach na patogeny wewnątrzkomórkowe, np. wirusy.
- komórki Th2, wytwarzające wiele cytokin, w tym IL-4, IL-5, IL-10 i IL-13, biorące w udział w reakcjach na pasożyty, np. układu pokarmowego.
Pomiędzy limfocytami Th1 i Th2 istnieje pewien antagonizm. Limfocyty Th1 wspierają głównie odpowiedź komórkową, natomiast Th2 odpowiedź humoralną. Ponadto cytokiny wytwarzane przez Th1 wpływają ujemnie na rozwój komórek Th2 i vice versa. Zjawiska te są podstawą polaryzacji immunologicznej, pełniącej kluczową rolę w regulowaniu odpowiedzi odpornościowej. Od tego procesu zależy często możliwość pozbycia się patogenu z zarażonego organizmu
Limfocyty Th dzielą się na dwie główne grupy: Th1 i Th2.
Limfocyty Th1 wspomagają odpowiedź komórkową. Syntetyzują interleukiny-2 i interleukiny-3 oraz interferon ? (IFN-?). Stymulują wytwarzanie przeciwciał IgG1 i IgG3, a pośrednio aktywują też układ dopełniacza. Uczestniczą w aktywacji limfocytów B i makrofagów.
Limfocyty Th2 biorą zaś udział w odpowiedzi humoralnej. Stymulują rozwój reakcji alergicznych, pobudzają wytwarzanie przeciwciał IgA, IgE i IgG4. Wydzielają cytokiny IL-4, IL-5, IL-10, IL-13, które są czynnikami wzrostu i różnicowania limfocytów B. Nie mają natomiast wpływu na działanie makrofagów. Różnicowanie limfocytów Th zależy od tego, z jakim antygenem zetknęły one jako limfocyty dziewicze.
Działanie limfocytów Th zachodzi pod wpływem bezpośredniego kontaktu z antygenami lub na skutek wydzielania cytokin. Limfocyty T biorą udział w prezentowaniu antygenów komórkom wykonawczym (m.in. limfocytom Tc). Na ich powierzchni umiejscowione są białka CD4 rozpoznające antygeny układu zgodności tkankowej klasy II.
Limfocyty Th1
Subpopulacja Th1 stymuluje zależne od fagocytów pochłanianie i zabijanie drobnoustrojów. Komórki te produkują m.in. interferon γ, który jest silnym aktywatorem makrofagów i stymuluje produkcję przeciwciał. Osoby z mutacjami w genach odpowiedzialnych za powstawanie tych limfocytów (za mało) są szczególnie podatne na zakażenia wywołane przez bakterie występujące powszechnie i nieszkodliwe dla większości ludzi.
Limfocyty Th1 działają głównie w odpowiedzi komórkowej, aktywując komórki do zwalczania infekcji wewnątrzkomórkowych i wywołując stan zapalny. Uwalniają cytokiny, takie jak interferon gamma (\(IFN-\gamma \)) i interleukina 2 (\(IL-2\)), które aktywują makrofagi, cytotoksyczne limfocyty T CD8+ (komórki Tc) oraz komórki NK (naturalkiller), pomagając im skuteczniej eliminować komórki zainfekowane i nowotworowe.
Jak działają limfocyty Th1:
Aktywacja makrofagów: limfocyty Th1 wydzielają cząsteczki (np. IFN-\(\gamma \)), które stymulują makrofagi, zwiększając ich zdolność do niszczenia patogenów. Aktywacja cytotoksycznych limfocytów T CD8+: Limfocyty Th1 wspierają te komórki, które bezpośrednio zabijają zainfekowane komórki.
Wspieranie komórek NK: Pomagają aktywować komórki NK, odpowiedzialne za eliminację komórek zakażonych wirusami i komórek nowotworowych.
Indukcja stanów zapalnych: Uwalniają cytokiny prozapalne, które są kluczowe w walce z infekcjami. Wpływ na odpowiedź humoralną: Mogą stymulować limfocyty B do produkcji określonych typów przeciwciał (np. IgG1 i IgG3).
W jakich sytuacjach są kluczowe: Infekcje wewnątrzkomórkowe: Są głównym rodzajem odpowiedzi immunologicznej na patogeny żyjące wewnątrz komórek, takie jak bakterie czy wirusy.
Reakcje nowotworowe: Działanie limfocytów Th1 jest potrzebne do efektywnego zwalczania komórek nowotworowych przez komórki Tc i NK.
Zwalczanie chorób autoimmunizacyjnych: Chociaż w niektórych chorobach ich nadmierna aktywacja może zaostrzać objawy, pobudzenie limfocytów Th1 bywa kluczowe w niektórych terapiach, np. w leczeniu alergii.
Limfocyty Th2
Komórki te stymulują odpowiedź zależną od eozynofili, efektywną w zwalczaniu zarażenia pasożytami wielokomórkowymi. Czynią to m.in. poprzez produkcję IL-4, stymulującą wytwarzanie przeciwciał klasy IgE, a także poprzez produkcję IL-5, bezpośrednio aktywującej eozynofile. Ponadto, IL-4 razem z IL-13 promuje usuwanie pasożytów z błon śluzowych i zwiększa produkcję śluzu. Limfocyty Th-2, podobnie jak Th1, aktywują makrofagi, ale jest to tzw. alternatywna aktywacja makrofagów. Prowadzi ona do syntezy białek odpowiedzialnych za gojenie się ran, włóknienie i działanie przeciwzapalne, hamując niejako klasycznie aktywowane makrofagi.
Limfocyty Th17 (oficjalnie mylnie podawane)
Limfocyty Th17 zostały zidentyfikowane po wykazaniu ich wpływu na rozwój wielu chorób immunologicznych, w tym stwardnienia rozsianego, nieswoistego zapalenia jelit i reumatoidalnego zapalenia stawów. Wydzielają cytokiny przyciągające do miejsca rozpoznania antygenu neutrofile oraz, w mniejszym stopniu, monocyty. Wydzielają interleukinę IL-17, która z kolei pobudza wydzielanie prozapalnej IL-6. Pełnią istotną rolę w ochronie przeciw zewnątrzkomórkowym bakteriom i zakażeniom grzybiczym. Mutacje w genach odpowiedzialnych za funkcję i rozwój limfocytów Th17 są związane ze skłonnością do kandydozy skóry i błon śluzowych.
Różnicowanie
Różnicowanie limfocytów T CD4+ jest zależne od tego, z jakim antygenem zetknął się dziewiczy limfocyt. Połączenie z antygenami prezentowanymi przez zainfekowane komórki prowadzi do wytwarzania IL-12 i interferon γ, co różnicuje pierwotne limfocyty w kierunku Th1. Limfocyty Th2 powstają na skutek działania IL-4 (której same są głównym, choć nie jedynym, źródłem). Limfocyty Th17 powstają natomiast na skutek obecności cytokin prozapalnych IL-6 i IL-1 (produkowanych przez komórki dendrytyczne) oraz niektórych innych czynników.
Dziewicze limfocyty Th
Wyróżnia się także komórki ThP (limfocyty Th dziewicze), wydzielające IL-2. Są to limfocyty, które nie miały jeszcze kontaktu z danym antygenem. Do ich pobudzenia nie wystarczy jednak samo rozpoznanie antygenu, gdyż niezbędny jest tutaj tzw. sygnał kostymulujący, czyli zespół innych cząsteczek niezbędnych do pobudzenia, obecnych zarówno na APC, jak i na limfocycie. W odróżnieniu od ThP komórki ThM nie wymagają drugiego sygnału.
W wyniku pobudzenia komórek ThP powstają komórki Th0, wydzielające cytokiny charakterystyczne dla limfocytów Th1 i Th2 (IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IL-10, GM-CSF, IFN-gamma). W wielu przypadkach infekcja kończy się przed ich dalszym różnicowaniem, ale jeśli antygen nie zostanie zwalczony, dochodzi do ich przekształcenia w limfocyty Th1 lub Th2, zależnie od obecnych w środowisku reakcji odpornościowej sygnałów (np. typu antygenu, cytokin).
3. Limfocyty regulatorowe (Treg) – są to(POLICJANCI, WYWIAD I KONTRWYWIAD)
Limfocyty Treg powstają w wyniku aktywacji receptora limfocytu T (ang. T cell receptor, TCR) w obecności tzw. transformującego czynnika wzrostu beta (TGF-ß), kwasu retinowego (metabolitu witaminy A) oraz IL-2. [11] Limfocyty te są odpowiedzialne za hamowanie nadmiernej reakcji zapalnej i reakcji nadwrażliwości. Chronią organizm przed autoagresją, zwiększają tolerancję na zewnętrzne antygeny oraz chronią płód przed odrzuceniem przez układ odpornościowy matki.
Wyróżnia się dwa typy limfocytów Treg:
naturalne, które powstają w grasicy
indukowane, które wyodrębniają się z limfocytów dziewiczych w narządach limfatycznych w odpowiedzi na antygen
Obie subpopulacje receptorów Treg wykazują ekspresję czynnika transkrypcyjnego Foxp3, który nadaje im właściwości supresorowe. Wskutek silnego stanu zapalnego część komórek może utracić zdolność do ekspresji genu Foxp3. Dochodzi wtedy do zwiększonej produkcji IFN-? oraz IL-6. Pod wpływem nadmiaru IL-6 komórki Treg mogą różnicować się w jeden z podtypów limfocytów cytotoksycznych – Th17.
Limfocyty Th są celem ataku wirusa zespołu nabytego braku odporności (HIV). Na skutek infekcji spada ich liczba oraz zmniejsza się ich podatność na czynniki stymulujące odpowiedź immunologiczną.
4. Limfocyty T𝛼𝛽
Limfocyty T𝛼𝛽 stanowią około 90% wszystkich limfocytów występujących w organizmie człowieka. Uczestniczą w przekazywaniu sygnału prowadzącego do apoptozy komórki efektorowej. Jest to forma pozytywnej immunoregulacji, pozwalająca na utrzymanie mechanizmów obronnych w równowadze. Limfocyty T𝛼𝛽 wymagają obecności antygenów HLA klasy II w procesie rozpoznawania antygenu.
5. Limfocyty T𝛾𝛿
Limfocyty T𝛾𝛿 to subpopulacja limfocytów T wykazujących obecność receptora TCR. Komórki te, w odróżnieniu od innych limfocytów, nie mają na swojej powierzchni cząsteczek CD4 i CD8. Limfocyty T𝛾𝛿 powstają w grasicy w momencie różnicowania tymocytów. Magazynowane są w tkankach obwodowych, szczególnie w skórze, na języku oraz na błonach śluzowych.
Limfocyty T𝛾𝛿 uczestniczą w odpowiedzi na zakażenia i chronią organizm przed rozsiewem komórek nowotworowych. Mają działanie cytotoksyczne. Uwalniają cytokiny (INF-? i IL-17) i rozpoznają cząsteczki biorące udział w reakcji zapalnej, do których należą białka szoku cieplnego, fosfoantygeny i alkiloaminy. Ponadto limfocyty T𝛾𝛿 wykazują zdolność do rozpoznawania antygenów bez udziału prezentujących je komórek.
6. Limfocyty NKT
Limfocyty NKT (ang. Natural Killer T-cells) to subpopulacja limfocytów T, które posiadają cechy charakterystyczne zarówno dla limfocytów T, jak i dla komórek NK. Na ich powierzchni umiejscowione są zarówno receptory TCR, jak i receptory komórek NK (CD56, CD161, CD94). Limfocyty NKT stanowią ok. 0,1% wszystkich limfocytów T występujących we krwi obwodowej. Dojrzewają w grasicy, a magazynowane są w wątrobie. Wyróżnia się komórki NKT typu I i II.
Limfocyty NKT odgrywają istotną rolę w kształtowaniu odpowiedzi immunologicznej, zarówno wrodzonej, jak i nabytej. Do ich uwalniania dochodzi w przebiegu infekcji, nowotworów i chorób o podłożu autoimmunologicznym. Limfocyty te wykazują zdolność do szybkiej sekrecji cytokin, co prowadzi do pobudzenia wielu komórek układu immunologicznego. Wśród cytokin wydzielanych przez komórki NKT wyróżnia się IFN-? i interleukiny (IL-4, IL-2, IL-5, IL-6, IL-10, IL-13, IL-17, IL-21), czynnik martwicy nowotworów (TNF-?), TGF-ß oraz czynnik stymulujący tworzenie kolonii granulocytów i makrofagów (GM-CSF). Komórki NKT cechują się także zdolnością rozpoznawania antygenów lipidowych, patogenów, guzów i nieprawidłowych komórek. Dzięki tym wszystkim właściwościom limfocyty NKT mają znaczny wpływ na przebieg wielu chorób. (wyleczenie)
7. Komórki VETO
Komórki VETO to subpopulacja limfocytów T mająca zdolność zmniejszania reaktywności organizmu na bodźce pochodzące ze środowiska. Nadmiar komórek VETO prowadzi do ograniczenia odporności immunologicznej. Komórki te mają też zdolność zabijania rozpoznających je limfocytów T i blokowania ich różnicowania w komórki efektorowe. Dotychczas nie określono ich swoistych receptorów ani profilu wydzielniczego.