Лимфоциты по праву считаются главными клетками иммунитета человека. Такое право они заслужили благодаря многообразию и ценности выполняемых ими задач. Находятся лимфоциты в крови и тканях, обеспечивая клеточный и гуморальный иммунитет. Кроме того, они оказывают воздействие на другие клетки, участвующие в защите организма.
Естественно, что при таком большом количестве функций лимфоциты – это не одна-единственная разновидность, а довольно обширная совокупность видов и субпопуляций клеток, о которых будет подробнее рассказано в других статьях этого раздела. В этом же посте мы поговорим о том, «кто такие» лимфоциты, каково их происхождение и какими они бывают.
Происхождение лимфоцитов:
Лимфоциты в крови, норма которых составляет 20-40% от всех имеющихся в ней лейкоцитов, появляются на свет совсем не в пределах кровеносного русла. Основная их часть образуется в костях, а если точнее, то внутри них, в красном костном мозге. Этот орган известен прежде всего как кроветворная ткань, но в нем образуются не только эритроциты, но и различные виды белых кровяных клеток: моноциты, нейтрофилы, лимфоциты… Предшественниками разных видов лимфоцитов служат стволовые клетки – те самые, которые сейчас так бешено популярны и так активно исследуются. Еще некоторая часть лимфоцитов «рождается» в других органах иммунной системы, таких как тимус (вилочковая железа). В этом случае они происходят из лимфоидной ткани. Красный костный мозг
Разновидности лейкоцитов
Существует несколько разновидностей лейкоцитов. Классифицируют их по выполнению определенных функций. В наибольшем количестве в крови находятся Т-клетки – до 75% от общего количества. Их особенность в том, что после образования в костном мозге некоторая молодых клеток попадает в тимус или вилочковую железу. В этих органах происходит «обучение». Другими словами процесс дозревания позволяет познакомиться с антигенами, с которыми организм встречался ранее. После этого Т клетки готовы к выполнению своих защитных функций.
Выделяют несколько видов Т-лейкоцитов:
- Т-киллеры. Их цель — распознать опасность и уничтожить ее сразу. Это происходит за счет прямого расщепления чужеродных клеток.
- Т-хелперы. Это клетки-помощники. Их функция подключить другие клетки иммунной системы для выработки антител или защитных белковых структур.
- Т-супрессоры . Это особые клетки, действие которых направлено на то, чтобы снизить степень выраженности иммунных реакций. Это позволяет уменьшить вероятность ошибочной ликвидации здоровых клеток.
В-лимфоциты, образуясь в костном мозге, по кровяному руслу попадают в лимфоузлы, в печень или селезенку. В этих органах также происходит процесс их дозревания. Главная функция данного вида клеток – выработка антител, которые попадут в кровь и будут бороться с вирусами, бактериями и другими патогенными микроорганизмами. Кроме того, они сохраняют 2историю болезни», что обеспечивает при последующем заражении быстро сформировать требуемый иммунный ответ. Количество В-лимфоцитов составляет, приблизительно, 15% от общего количества клеток.
NK-клетки – это большие лимфоциты. Они известны под названием Natural Killer – натуральные киллеры. В первую очередь они действуют направлено в качестве противоопухолевой защиты и противопаразитарной защиты организма. Их, приблизительно, содержится в крови 10% от общего количества.
Строение лимфоцитов:
Лимфоциты в крови и тканях человека близко контактируют с другими клетками иммунной системы. Однако базофилы, нейтрофилы, лимфоциты, лаброциты и прочие участники иммунного ополчения, защищающего нас от всевозможных бед, имеют свои индивидуальные особенности. Чтобы отличить их друг от друга, нужно изучить образец крови или ткани под микроскопом.
Лимфоциты обладают небольшими размерами, которые составляют всего около 7-10 мкм в диаметре. Это очень мало. Их размер больше, чем у эритроцитов, однако намного меньше в сравнении с гигантами-макрофагами, которые могут быть в 2-7 раз больше их.
Из «анатомических» особенностей лимфоцитов можно отметить такие их особенности как наличие круглого или овального, крупного ядра и отсутствие зернистости в цитоплазме (содержимом клетки). Это очень важные черты, благодаря которым нормальные лимфоциты отличаются от остальных лейкоцитов. Цитоплазмы в лимфоците может быть мало или много, в первом случае их называют узкоплазменными (фото), во втором – широкоплазменными.
Иногда лимфоциты в тканях отличаются от лимфоцитов в крови: норма это или нет? Да, это нормально. Более того, даже те клетки, которые «живут» в одном месте, имеют между собой некоторые внешние различия, обусловленные тем, что принадлежат к разным видам.
ЛИМФОЦИ́ТЫ
ЛИМФОЦИ́ТЫ (от лимфа и греч. ϰύτος – вместилище, здесь – клетка), разновидность незернистых лейкоцитов; округлые белые клетки крови (диаметр в среднем 6–10 мкм), с узким ободком цитоплазмы, бобовидным ядром; богаты хроматином, способны к активному передвижению и пиноцитозу. Л. происходят от кроветворной стволовой клетки, образуя т. н. линию лимфоидного кроветворения. Они являются осн. типом клеток лимфоидных органов – тимуса, лимфатич. узлов, пейеровых бляшек, миндалин и белой пульпы селезёнки. В крови здорового человека Л. составляют 20–35% (1–5 млн. в 1 л) от общего числа лейкоцитов.
Различают три гл. популяции Л. – Т-лимфоциты, В-лимфоциты и естественные киллеры (NK-клетки). Т-лимфоциты развиваются в тимусе, в который мигрируют лимфоидные клетки-предшественники, В-лимфоциты млекопитающих – в костном мозге, птиц – в фабрициевой сумке, NK-клетки – в костном мозге. Созревшие Л. поступают в кровь и мигрируют в периферич. отдел иммунной системы. В лимфоидных органах Т- и В-лимфоциты занимают определённые участки, называемые соответственно тимус-зависимыми и тимус-независимыми зонами. К первым относятся определённые участки лимфатич. узлов, селезёнки, ко вторым – лимфоидные фолликулярные образования разл. локализации (миндалины, пейеровы бляшки и др.). NK-клетки в большинстве своём присутствуют в печени и селезёнке и в незначит. количестве в лимфатич. узлах; в отличие от Т- и В-лимфоцитов, ответственных за приобретённый иммунитет, рассматриваются как факторы врождённого иммунитета. В лимфоидных органах Л. не задерживаются надолго, а поступают в лимфу, затем в кровь, а из неё вновь мигрируют в лимфоидные органы. Этот процесс (рециркуляция) занимает около часа. Наиболее активно перемещаются Т-лимфоциты (3–4 цикла за сут). Продолжительность жизни NK-клеток составляет 7–10 сут, В-лимфоцитов – неск. недель, Т-лимфоцитов – 100–10 000 сут. Содержание в крови человека Т-лимфоцитов 55–80% от общего числа Л., В-лимфоцитов – 10–18%, NK-клеток – 8–15%. Численность Л. контролируется преим. цитокинами.
Л. несут на своей поверхности рецепторы, позволяющие им распознавать чужеродные антигены, а в случае NK-клеток – т. н. стрессорные молекулы, которые появляются на трансформированных, инфицированных или подвергшихся разл. стрессовым воздействиям (нагревание и др. неблагоприятные факторы) клетках. Популяции Т- и В-лимфоцитов содержат порядка 106 клонов, отличающихся специфичностью рецепторов. Клональная структура Л. формируется в процессе их дифференцировки, когда происходит перестройка структуры вариабельных генов рецепторов. В связи со случайным характером перестройки в каждой клетке образуется уникальный ген, ответственный за синтез определённого рецептора для определённого антигена. В процессе последующих делений каждый Л. формирует клон. Антиген распознаётся не всеми клетками соответствующих популяций, а только клетками клона, располагающего рецепторами, специфичными к данному антигену. Клоны, специфичные к собственным молекулам организма, удаляются в процессе селекции развивающихся Л. В-лимфоциты распознают определённые участки (эпитопы) цельной молекулы антигена, Т-лимфоциты – пептидные фрагменты антигена, встроенные в молекулы главного комплекса гистосовместимости.
Следствием распознавания антигена является активация Л., а затем его дифференцировка в эффекторную (исполнительную) клетку или клетку иммунологической памяти. Эффекторные Т-лимфоциты участвуют в разл. формах клеточного иммунного ответа: лизируют клетки-мишени, несущие чужеродный антиген (цитотоксические Т-лимфоциты, или Т-киллеры); помогают дифференцировке В-лимфоцитов в плазматич. клетки, секретирующие антитела, активируют макрофаги, секретируют цитокины (Т-хелперы), предотвращают развитие иммунного ответа на аутоантигены (регуляторные Т-лимфоциты). Эффекторные В-лимфоциты обеспечивают развитие гуморального (с помощью антител) иммунного ответа.
Повышение содержания Л. (лимфоцитоз) происходит при вирусных и ряде бактериальных (напр., микобактериальной) инфекций. Содержание Л. снижается при воздействии ионизирующей радиации, препаратов, используемых при химиотерапии злокачественных опухолей, что может приводить к развитию вторичного иммунодефицитного состояния. Избирательную гибель активированных Л. индуцируют с помощью антибиотиков циклоспорина и такролима с целью подавления реакции отторжения чужеродных трансплантатов. См. также Иммунитет.
Функции
Если суммировать функции всех лимфоцитов, то получится следующий перечень, за что они отвечают в иммунной реакции:
- Распознание чужеродной антигенной структуры и запуск команды для начала иммунного ответа (АГ-реактивные лимфоциты и клетки иммунологической памяти)
- Выработка антител и цитотоксический эффект на чужеродные клетки (АТ-продуценты и киллеры)
- Усиление эффекта иммунного ответа за счет вовлечения других разновидностей лейкоцитов (эффекторы)
- Усиление действия других лимфоцитов (хелперы)
- Ограничение интенсивности и завершение иммунного ответа (супрессоры)
Лимфоциты являются главными иммунными клетками, так как их роль в адекватном иммунном ответе наиболее значимая. Столь высокая значимость обусловлена механизмом иммунного ответа на попадание в организм инфекции и чужеродных веществ. Дело в том, что именно лимфоциты первые реагируют на инфекцию путем распознавания чужеродных антигенов, с последующим запуском целой цепочки иммунных реакций, в результате которых происходит выработка антител и активация фагоцитоза. Именно благодаря слаженному взаимодействию Т- и В-лимфоцитов, происходит запуск гуморального и клеточного иммунитета. Лимфоциты — это единственные клетки организма, способные специфически распознавать собственные и чужеродные антигены и отвечать активацией на контакт с конкретным антигеном.
Виды лимфоцитов
Все лимфоциты схожи по морфологическим признакам, но отличаются по происхождению и выполняемым функциям.
Основные виды лимфоцитов:
- Т-лимфоциты
- В-лимфоциты
- NK-лимфоциты (0-субпопуляция)
Т-лимфоциты
Из подвидов Т-лимфоцитов различают:
- АГ-реактивные
- Т-хелперы
- Т-киллеры (цитотоксические Т-лимфоциты)
- Т- эффекторы
- Т-супрессоры
- Клетки иммунной памяти
- Активирующие дифференцировку лимфоцитов
Их доля от общего количества лимфоцитов в крови составляет 65-80%. Образуются Т-лимфоциты, как и все остальные, в красном костном мозге, но дозревают, в отличие от остальных, в тимусе. В тимусе происходит процесс пролиферации, дифференцировки и отбора Т-лимфоцитов. В результате созревания в тимусе, у них формируется антигенраспознающий Т-клеточный рецептор, благодаря которому они отличают антигены организма от чужеродных антигенов. При контакте Т-лимфоцита с чужеродным антигеном, происходит его активация, в результате чего он начинает продуцировать и секретировать цитокины, которые активируют макрофаги, другие разновидности лимфоцитов.
Подразделяются на CD4+ (Т-хелперы) и CD8+ (цитотоксические клетки). Т-лимфоциты CD4+ вырабатывают цитокины, а Т-лимфоциты CD8+, благодаря свойству цитотоксичности, убивают клетки-мишени инфицированные вирусами. CD4+ в норме в периферической крови больше в 2 раза, чем CD8+.
В-лимфоциты
Список подвидов В-лимфоцитов включает:
- В-продуценты антител
- В-супрессоры
- Клетки иммунологической памяти
- В-киллеры (цитотоксические В-лимфоциты)
Дозревание В-лимфоцитов, после выхода из красного костного мозга в периферический кровоток, происходит во вторичных органах иммунной системы. На долю В-лимфоцитов приходится 8-20% от общего их количества в периферической крови. В-лимфоциты способны распознавать все типы антигенов и, зафиксировав их на своей клеточной мембране, представлять другим клеткам. В этом и заключается одна из основных функций В-лимфоцитов — антигенпредставляющая функция. Именно они представляют антигены Т-лимфоцитам, благодаря чему последние активируются и выделяют цитокины. Сами же В-лимфоциты после контакта с антигеном, активируются и дифференцируются в плазматические клетки, которые вырабатывают и секретируют антитела, т.е. запускается гуморальный иммунитет.
NK-лимфоциты
Не относятся ни к Т- ни к В-лимфоцитам. Субпопуляция этих клеток немногочисленна — всего 5-20% от общего количества лимфоцитов, но они играют очень значимую роль в процессах гемопоэза и иммунного ответа.
Другое название NK-лимфоцитов — натуральные (естественные) киллеры. Они отличаются от Т- и В-лимфоцитов более крупными размерами, наличием гранул в цитоплазме, а самое главное — отсутствием антигенраспознающих рецепторов на мембране. У них тоже очень важная функция — они способны убивать клетки-мишени: инфицированные вирусами клетки и опухолевые клетки.
В1 и В2 – лимфоциты:
Помимо классификации, приведенной выше, существует разделение лимфоцитов на подгруппы В1 и В2. Они отличаются друг от друга тем, что выделяют разные группы антител.
В1-лимфоциты выделяют антитела, которые характерны для борьбы с недавно проникшим в тело агрессором (иммуноглобулины М). Других защитных веществ они синтезировать не могут. По этой причине клетки данного вида располагаются в прибарьерных полостях. Они располагаются там затем, чтобы встретить микробы, когда те только-только прошли через защитные препятствия. По выполняемым задачам В1-лимфоциты можно сравнить с пограничниками: они ловят и устраняют только объекты, которые только что нарушили запретные барьеры.
В2-клетки выделяют защитные факторы, которые активны преимущественно против инфекций, уже успевших обосноваться в организме (иммуноглобулины G). Их действия можно сравнить с активностью полиции, которая борется с действующими преступниками.
Большая часть В-лимфоцитов в организме представлена В1-типом.