Наши внутренние войска: четкие воины лимфоциты
В предыдущем посте я рассказал о профессиональных антигенпрезентирующих и дендритных клетках. А теперь сделайте глубокий вдох и приготовьтесь к длиннопосту :)
Танец одной дендритной клетки (полное видео здесь)
Дендритная клетка собирает чужеродные антигены и спешит в лимфоузел. Что же происходит с антигенами, которые дендритная клетка принесла в лимфатический узел? Пришло время познакомиться со второй группой лейкоцитов, участвующих в иммунитете. Лимфоциты. Эволюционно более молодая и более сложная система защиты организма от вторжения. Если нейтрофилы, базофилы и эозинофилы - это пехота, которая стоит в авангарде защиты, то лимфоциты - более медленная, но и более прицельная (точная) защита от врага.
Лимфоциты не имеют специальных гранул и характеризуются большим округлым ядром.
Лимфоциты относятся к агранулоцитам или незернистым лейкоцитам. Они составляют 25 - 40 (45) % от общего числа лейкоцитов (19 - 37 % в крови). Не все лимфоциты одинаковые - точно так же, как и войска: есть сухопутные, есть воздушные. Классически их делят на T-лимфоциты и B-лимфоциты (еще есть и 0-лимфоциты). Оба вида клеток образуются в костном мозге из стволовой клетки крови. Английские буквы “T” и “B” означают Thymus (тимус) и Brain/Bursa (мозг/сумка у птиц) - места, в которых происходит созревание лимфоцитов.
Мало того, что лимфоциты делятся на Т и В клетки, так каждый из них тоже дробится на группы.
Вообще, как вы убедились, существует большое количество иммунных клеток. Кроме того, они могут находиться на разной стадии развития. Чтобы как-то с этим разобраться, придумали специальную номенклатуру маркеров, по которым можно различать разные лейкоциты. Маркер - это особый белок (рецептор) на поверхности клетки, который называется кластером дифференцировки или cluster of differentiation, сокращенно - CD. Каждый белок имеет свой номер: CD1, CD2, CD3, CD4… В настоящее время их известно более 370. Каждый лейкоцит имеет свой набор CD маркеров.
Т-лимфоцит под электронным микроскопом.
Сегодня нас интересуют CD8 клетки или цитотоксические Т-лимфоциты. Ещё их называют Т-киллеры. Думаю, из последнего названия можно догадаться, чем они занимаются. Задача Т-киллеров - убивать свои клетки, пораженные внутриклеточными паразитами или опухолью.
Как и любой иммунной клетке, Т-киллеру требуется опознавательная метка или некий признак, который укажет ему на врага. Если для клеток врожденного иммунитета такими признаками являются чужеродные узоры, то для лимфоцитов сигнал тревоги - это антиген. Однако лимфоциту мало одного антигена, ему нужно ещё и предоставить этот антиген. Сам по себе киллер не умеет взаимодействовать с врагом. Даже если на Т-лимфоцит упадет вирус или бактерия, он ничего не сможет поделать. Но зато он умеет связываться с MHC 1 комплексом и проверять, что же там находится. А находится там антиген. Как происходит это взаимодействие?
Т-киллер (слева) поймал клетку, инфицированную вирусом
Лимфоциты-убийцы имеют на своей поверхности специальные рецепторы, которые умеют узнавать антигены в составе MHC 1 молекул. Рецепторы так и называются - Т-клеточные рецепторы или TCR (T-cell receptors). Именно благодаря им происходит начальное взаимодействие T-киллера и клетки с MHC 1.
Это очень общая схема, как происходит связь TCR и MHC 1. Рецептор лимфоцита ухватился за антиген (красное пятно с буквами “Аг”). Как видите, для взаимодействия с MHC 1 лимфоциту ещё нужен и CD8 рецептор.
Каждый Т-киллер несет на своей поверхности строго специфичный тип рецепторов - то есть такой рецептор, который может распознать один определенный антиген (или несколько похожих антигенов). Так как антигенов может быть огромное множество, то и Т-лимфоцитов с уникальными рецепторами может быть очень много (миллиарды). Цитотоксический лимфоцит будет всю жизнь искать свой особенный антиген, словно добрый молодец - единственную возлюбленную. Как именно формируется такое многообразие лимфоцитов, я расскажу в следующем посте.
Однако взаимодействие лимфоцита и клетки не заканчивается только соединением MHC 1 c Т-клеточным рецептором. Мне не хочется, чтобы читатели думали, будто иммунная система - это некий относительно простой механизм, который достаточно “укрепить” какими-то волшебными таблетками, лимонами, имбирями, витаминами и прочими снадобьями.
Поэтому вот вам более подробная схема :)
Синапс между лимфоцитом и антигенпрезентирующей клеткой. Сильно вникать не стОит :)
И это тоже далеко не полный список всех участников процесса. Конечно, мы не будем углубляться в дебри происходящего, иначе вы совсем перестанете читать мои посты :) Однако нужно понимать, что наш организм - это полицейское государство. Каждая десятая клетка тела представлена лимфоцитом. Поэтому работа такой системы задействует огромное количество механизмов. Кровь и лимфа омывают все ткани организма, и вместе с этим лимфоциты неустанно курсируют вокруг тканей, проверяя их целостность. Через каждый лимфатический узел за один час проходит примерно один миллиард лимфоцитов.
А внутри ближайшего лимфатического узла дендритная клетка, спешно притащившая антигены, презентирует чужеродные пептиды Т-лимфоцитам. Тот киллер, который нашел свой единственный антиген, активируется и начинает активно делиться, порождая тысячи копий себя (клоны). Получается армада бойцов, нацеленных на один конкретный антиген. Дендритная клетка приносит не один антиген, а много, потому что чужак в нашем организме оставляет много следов. На каждый след нападает свой клон лимфоцитов. Если дендритная клетка активировала CD8-лимфоцит антигенами из инфицированной клетки - горе ей!
Здесь встречаются голубой лимфоцит и оранжевая дендритная клетка. Видео бессовестно вырезано отсюда
Активированные лимфоциты покидают лимфоузел и следуют к очагу воспаления, ведомые “запахом войны” (цитокины, хемоаттрактанты и другие вещества). При встрече с инфицированной клеткой, которая выставила на своей поверхности MHC 1 с антигеном, Т-киллер задействует разные механизмы уничтожения этой клетки. Но сначала киллер устраивает убийственные обнимашки - он прикрепляется к клетке, образуя плотный контакт. Именно через щель в этом контакте лимфоцит будет взаимодействовать с пораженной клеткой.
Т-киллер контактирует с клетками, пока не встретит ту, на поверхности которой есть "тот особый" антиген.
В эту контактную щель Т-киллер выделяет различные вещества (перфорины, гранзимы, цитолизины), вызывающие некроз или апоптоз клетки. Лимфоцит может вызвать запрограммированную гибель (апоптоз) или же сформировать поры в мембране, в результате чего клетка набухает и лопается (точнее, лизируется). Механизм образования пор похож на мембраноатакующий комплекс комплемента, о чем я писал в посте про комплемент. Важно то, что соседние клетки Т-киллер не трогает, работает очень точно и прицельно. В этом, например, можно увидеть разницу при сравнении с макрофагами и нейтрофилами. Последние выделяют различные вещества, которые повреждают соседние здоровые клетки. А Т-киллер всегда разрушает только ту клетку, к которой прицепился. Уничтожив одну клетку, он поползет дальше в поисках новой жертвы.
Т-киллер, словно безумный огненный шар, атакует раковую клетку. Полное видео с объяснениями здесь
Итак, лимфоциты - это вид лейкоцитов, которые относятся к адаптивному иммунитету. Их повышение (лимфоцитоз) означает текущую или недавнюю вирусную инфекцию (грипп, коронавирус, краснуха, корь и т.д.), коклюш, начальную стадию ВИЧ. Понижение лимфоцитов (лимфопения) происходит при острых бактериальных инфекциях и иммунодефицитах (например, при ВИЧ).
Особый вид лимфоцитов, Т-киллеры, занимается поиском и уничтожением инфицированных и опухолевых клеток. Активация Т-киллера происходит в результате взаимодействия с дендритной клеткой, которая выхватила чужеродный антиген и презентовала его цитотоксическому лимфоциту. Так как взаимодействие лимфоцитов и антигенпрезентирующих клеток происходит в лимфоузлах, они могут увеличиваться в размерах (например, увеличение лимфатических узлов при ангине).
Спасибо всем, кто имел мужество дочитать до конца :) Адаптивный иммунитет - довольно сложная тема, но, надеюсь, вам стало чуточку понятнее. В следующем посте я подробнее расскажу о развитии T-лимфоцитов и зачем нам нужен тимус. Всем хорошего настроения и точных эффективных киллеров!
