LYMFOCYTY CD4: ŠTRUKTÚRA, FUNKCIE, ZRENIE - BIOLÓGIE - 2026

Tieto CD4 T bunky sú typu T lymfocytov s bunkových funkcií v prvom rade ako "príslušenstvo" alebo "partnera" pre odozvu špecifickú imunitnú alebo adaptívne. Vyznačujú sa prítomnosťou membránového receptora známeho ako „komplex T-receptorových receptorov“, skrátene TCR (T Cell Receptor). Existujú však rôzne subpopulácie T buniek, ktoré sú identifikované prítomnosťou iných molekúl membránového markera.

Tieto molekuly sú proteínovej povahy a sú známe ako súčasť „skupiny diferenciácie“ alebo CD (Cluster of Diferenciace). Podľa toho sa T bunky môžu rozdeliť do dvoch hlavných skupín: CD4 T lymfocyty a CD8 T lymfocyty.

Reprezentácia koreceptora CD4 na pomocnom lymfocyte T počas jeho aktivácie sprostredkovanej bunkou prezentujúcou antigén (APC) (Zdroj: Xermani prostredníctvom Wikimedia Commons)

Posledne uvedené sú tiež známe ako „cytotoxické T bunky“, pretože pri humorálnej imunitnej odpovedi priamo zasahujú do eliminácie buniek napadnutých vírusmi alebo intracelulárnymi mikroorganizmami.

T lymfocyty CD4 sú v literatúre známe ako „pomocné T lymfocyty“, pretože sa podieľajú na aktivácii ďalších lymfocytov imunitného systému: B lymfocytov, ktorých účasť podporuje aktiváciu, ako aj produkciu a sekréciu protilátok.

štruktúra

CD4 T bunky zdieľajú štrukturálne charakteristiky všetkých ostatných buniek lymfoidnej línie. Majú prominentné jadro, ktoré obmedzuje cytosol na úzky kruh medzi jeho plazmatickou membránou a jadrom.

Nemajú veľa vnútorných organel, ale na elektrónových mikrografoch vyzerali podobne ako niektoré mitochondrie, malý Golgiho komplex, voľné ribozómy a niekoľko lyzozómov.

Tieto bunky pochádzajú z kostnej drene od spoločného prekurzora s inými lymfoidnými bunkami, ako sú B bunky a „bunky prirodzeného zabíjača“ (NK), ako aj so zvyškom krvotvorných buniek.

K ich dozrievaniu a aktivácii však dochádza mimo kostnej drene v orgáne známom ako týmus a môžu vykonávať svoje funkcie v niektorých sekundárnych lymfoidných orgánoch, ako sú mandle, dodatok a iné.

Od ostatných buniek lymfoidnej línie sa líšia expresiou špecifických markerov, konkrétne „receptorom T-buniek“ (T-bunkový receptor). Na tieto povrchové proteíny sa dá pozerať ako na proteínové komplexy, ktoré fungujú primárne pri rozpoznávaní antigénov, ktoré im boli predložené.

S týmito proteínmi je asociovaný ďalší proteínový komplex známy ako CD3, ktorý je potrebný na signalizáciu, ku ktorej dochádza počas rozpoznávania antigénu.

Na druhej strane pomocné T lymfocyty exprimujú na svojom povrchu typ „markerovej“ molekuly známej ako CD4, ktorá rovnako ako všetky molekuly diferenciačných skupín rozpoznáva špecifické miesta receptorov „obmedzené“ molekulami MHC trieda II.

Typy CD4 T lymfocytov

V literatúre možno nájsť rôzne názvy rôznych typov T lymfocytov s markermi typu CD4, ale vyniká typ nomenklatúry, ktorý rozlišuje typ cytokínu, ktorý tieto bunky sú schopné produkovať.

Týmto spôsobom bolo definovaných niekoľko tried pomocných T lymfocytov, medzi ktorými vynikajú TH1, TH2, TH9, TH17, TH22, THF a Tregs alebo regulačné lymfocyty.

Lymfocyty TH1 vylučujú interferón gama (IFN-y), užitočný cytokín na aktiváciu ďalších buniek imunitného systému známych ako makrofágy. Pomocné lymfocyty typu 2 (TH2) vylučujú širokú škálu interleukínov, ktoré podporujú produkciu protilátok.

Folikulárne pomocné T lymfocyty alebo THF, nachádzajúce sa v lymfoidných folikuloch, sa podieľajú na aktivácii B buniek a tiež „pomáhajú“ pri produkcii a vylučovaní protilátok vylučovaním hojného množstva cytokínov.

Iná trieda pomocných lymfocytov, regulačné T lymfocyty alebo Tregs, reguluje veľké množstvo bunkových funkcií prostredníctvom kontaktov bunka-bunka, expresia povrchových molekúl a zvýšenie reakcie na rôzne rastové faktory.

Pokiaľ ide o vývoj týchto "podskupín" CD4 T lymfocytov, rôzne štúdie ukázali, že sú odvodené od toho istého prekurzora T buniek, to znamená, že nepochádzajú zo samostatných línií, ktoré sú ohrozené pred antigénovou stimuláciou.

Naopak, diferenciácia každého typu pomocných lymfocytov je ovplyvnená mnohými aspektmi mikroprostredia, ktorým je prekurzorová bunka vystavená, čo je považované za naivný, zrelý CD4 T lymfocyt, a je stimulovaná cytokínmi produkovanými makrofágmi. ,

Vlastnosti

T lymfocyty CD4 fungujú primárne ako pomocné bunky. Toto sú bunky, ktoré sú aktivované a vytvárajú imunitné reakcie proti infekciám, keď nájdu, rozpoznajú a interagujú s napadajúcim antigénom.

Ich schopnosť rozpoznávať a viazať cudzie antigény je značne odlišná od schopnosti B lymfocytov, pretože tieto sú schopné rozoznať rozpustné antigény v ich „naivnom stave“ pred ich úplnou diferenciáciou.

Na rozdiel od toho T lymfocyty (všeobecne) dokážu rozpoznať iba peptidové antigény naviazané na iné molekuly kódované génmi proteínovej rodiny známej ako „hlavný histokompatibilný komplex“ alebo MHC (hlavný histokompatibilný komplex) a toto sa nazýva „ obmedzenie pomocou MHC “.

Existujú najmenej tri triedy proteínov MHC a CD4 T bunky rozpoznávajú antigény prítomné v kontexte MHC triedy II.

Nazývajú sa T pomocné bunky alebo „pomocníci“, pretože „pomáhajú“ B lymfocytom, ktoré sú charakterizované tvorbou protilátok závislých od T, to znamená, že potrebujú prítomnosť T lymfocytov.

Jeho základná zodpovednosť spočíva vo výrobe rozpustných cytokínov, ktoré sa zúčastňujú rôznych imunologických procesov.

Ako bunky imunitnej pamäte

Určitá skupina diferencovaných, zrelých CD4 T buniek môže žiť dlhší čas a poskytovať rýchlejšiu reakciu, keď sa organizmus, v ktorom sa nachádzajú, nachádza druhýkrát proti rovnakému antigénu.

Tieto bunky, ktoré sú určené na „zapamätanie si“ antigénov, ktoré ich aktivovali a spustili ich diferenciáciu, sa nazývajú „pamäťové T bunky“.

Zrenie a aktivácia

T lymfocyty CD4 pochádzajú z kostnej drene a následne migrujú do týmusu, aby sa diferencovali a dozrievali. Progenitorové lymfoidné bunky T lymfocytov prítomných v týmuse sa nazývajú „tymocyty“.

Tymocyty prechádzajú rôznymi štádiami dozrievania, v ktorých sa postupne exprimujú membránové markery, ktoré ich charakterizujú (predchádzajúci odkaz bol uvedený na TCR a CD3 markery).

Proces aktivácie T-lymfocytov (Zdroj: DO11.10 prostredníctvom Wikimedia Commons)

Počas procesu dozrievania sa vyberajú pomocné T bunky, ktoré rozpoznávajú cudzie antigény, a tie, ktoré rozpoznávajú vlastné molekuly organizmu, ktoré ich spôsobujú, sa eliminujú. Toto je veľmi dôležitý ochranný mechanizmus proti prítomnosti „samovoľne reagujúcich“ buniek.

Ako prebieha aktivácia?

Neaktívne T lymfocyty sú v období mitotického starnutia alebo, čo je rovnaké, aktívne sa nerozdeľujú a sú zastavené vo fáze G0 bunkového cyklu.

Na aktivačnom procese sa zúčastňujú niektoré „doplnkové“ bunky známe ako bunky prezentujúce antigén alebo APC (antigén prezentujúce bunky). Tieto bunky majú funkciu „prezentácie“ antigénov naviazaných na proteíny MHC triedy II, ktoré sú selektívne rozpoznávané TCR na membráne T lymfocytov CD4.

Počas tohto procesu, ktorý prebieha v týmuse, sa lymfocyty diferencujú na lymfoblasty, pričom sa mení ich tvar a veľkosť. Lymfoblasty sa môžu deliť a množiť a množiť počet buniek v populácii.

Interakcia medzi TCR receptorom (na povrchu CD4 T bunky) a antigénom naviazaným na MHC triedy II (na povrchu APC bunky) tvorí komplex, ktorý zaisťuje špecifické rozpoznanie.

Akonáhle je prezentovaný antigén rozpoznaný v kontexte MHC triedy II, tak CD4 lymfocyty, ako aj bunky APC, začínajú vylučovať cytokíny, ktoré prispievajú k aktivácii lymfocytov.

Pri aktivácii lymfocytov sa množia, čím sa vytvárajú nové identické bunky, ktoré sú špecifické pre príslušný antigén a ktoré sú v stave „naivný“ alebo „naivný“, ktorý sa nemení, kým nenarazí na antigén, pre ktorý boli navrhnuté. ".

Programovaná bunková smrť

Ľudské telo, podobne ako mnoho cicavcov, má schopnosť produkovať stovky lymfocytových buniek vo veľmi krátkom časovom období.

Ďalej, pretože diferenciácia T buniek zahrnuje náhodné preskupenie génov, ktoré kódujú rozpoznávacie proteíny antigénov, ktoré sú im prezentované, existujú stovky rôznych populácií buniek schopných rozpoznávať rôzne „časti“ toho istého antigénu. alebo rôzne antigény.

Tento počet buniek zahŕňa určité fyziologické nebezpečenstvá, pretože niektoré zo vzorov rozpoznávaných membránovými receptormi T buniek sa môžu časovo zhodovať so vzorkami niektorých vlastných molekúl.

Okrem toho nie všetky tieto bunky sú určené na okamžité vykonanie svojich funkcií, pretože vyžadujú interakciu s definovaným antigénom.

Teda „homeostáza“ lymfocytov sa dosahuje v primárnych lymfoidných orgánoch, čím sa spúšťajú programované dráhy bunkovej smrti v bunkách, ktoré nie sú potrebné alebo sa nediferencujú a nie sú úplne zrelé.

Referencie

1. Abbas, A., Murphy, K., & Sher, A. (1996). Funkčná diverzita pomocných T lymfocytov. Náture, 383, 787-793.
2. Herec, JK (2014). Úvodné imunologické základné pojmy pre interdisciplinárne aplikácie. London: Academic Press.
3. Bottomly, K. (1988). Funkčná dichotómia v CD4 + T lymfocytoch. Immunology Today, 9 (9), 268 - 274.
4. Cavanagh, M. (nd). Aktivácia T-buniek. Britská spoločnosť pre imunológiu.
5. Reinherz, E., Haynes, B., Nadles, L., & Bernstein, I. (1986). Typizácia leukocytov II. Ľudské T lymfocyty (zv. 1). Springer.
6. Smith-Garvin, JE, Koretzky, G. a & Jordan, MS (2009). Aktivácia T-buniek. Annu. Immunol. , 27, 591 - 619.