Морфология и клональная организация
Лимфоциты представляют собой небольшие клетки округлой формы диаметром 6–8 мкм. Отличительная черта их строения — крупное ядро бобовидной формы, занимающее почти весь объем клетки, и скудная цитоплазма, в которой практически нет гранул. Важно понимать, что внешний вид не позволяет отличить одну популяцию лимфоцитов от другой или даже от кроветворных стволовых клеток, находящихся в состоянии функционального покоя.
Уникальность классических Т- и В-лимфоцитов заключается в их клональной структуре. На поверхности каждой такой клетки экспрессируется антигенраспознающий рецептор строгой специфичности. При контакте с антигеном клетка активируется и начинает делиться. В результате образуется клон — множество клеток с абсолютно идентичными рецепторами, скопированными с исходной «материнской» клетки. При этом лимфоциты из разных клонов всегда отличаются друг от друга структурой рецепторного аппарата.
Основные популяции лимфоцитов
Выделяют три главные группы лимфоидных клеток, различающиеся по месту созревания, рецепторам и функциям:
- В-лимфоциты. Развиваются в костном мозге (у птиц — в фабрициевой сумке). Они распознают свободные антигены с помощью В-клеточного рецептора (BCR). Их ключевые поверхностные маркеры — CD19 и мембранные иммуноглобулины. В крови их доля составляет 10–18%. Главная задача В-клеток — служить предшественниками клеток, вырабатывающих антитела.
- Т-лимфоциты. Место их дифференцировки — тимус. Эти клетки распознают не свободный антиген, а пептидные или липидные фрагменты, представленные на молекулах главного комплекса гистосовместимости (MHC). Основной маркерный комплекс — CD3–TCR. На долю Т-лимфоцитов приходится 65–75% пула лимфоцитов крови, они способны к активной рециркуляции. Популяция включает предшественников хелперов (CD4+) и цитотоксических лимфоцитов (CD8+).
- Естественные киллеры (NK-клетки). В отличие от Т- и В-клеток, они не имеют специфических рецепторов для индивидуальных антигенов и относятся к факторам врожденного иммунитета. Распознают стрессорные молекулы и MHC на клетках-мишенях. Созревают в костном мозге, составляют 10–20% лимфоцитов крови и не рециркулируют. Основной маркер — CD56. Выполняют цитотоксическую функцию.
Ранний онтогенез и дифференцировка
Все лимфоциты происходят от стволовой кроветворной клетки (HSC). Созревание регулируется специфическими транскрипционными факторами и сопровождается сменой поверхностных маркеров на мембране:
- Из стволовой клетки образуется ранний лимфоидный предшественник (ELP).
- Под действием дифференцировочных факторов Ikaros и PU.1 он переходит в стадию общего лимфоидного предшественника (CLP).
- Далее пути расходятся. Для развития по В-линии необходимы факторы Ikaros, E2A, EBF, Pax5 и Sox4 (образуется ПроВ-клетка). Т-линия требует участия Notch1, GATA-3, Runx1 и c-Myb (формируется клетка ПроТ/DN1). Дифференцировка в NK-клетки управляется факторами Id2 и IRF1.
Особый случай: взаимодействие с суперантигенами
Обычно Т-клеточный рецептор (TCR) распознает пептид внутри специальной связывающей щели. Однако существуют суперантигены (например, стафилококковый экзотоксин SEB), которые связываются нестандартно: с внешней, боковой поверхностью $\beta$-цепи TCR и одновременно с $\alpha_1$-доменом MHC-II на антигенпрезентирующей клетке.
Такая связь вызывает мощную поликлональную активацию. В реакцию вступают не единичные специфичные клоны, а вообще все CD4+ Т-лимфоциты, несущие определенные семейства $\beta$-цепей (например, V$\beta$7 и V$\beta$8). В результате активируется колоссальное количество Т-хелперов (до 20–30%), что приводит к неадекватному выбросу цитокинов — цитокиновому шторму.
После гиперактивации следует массовая гибель (апоптоз) отреагировавших клонов. Стоит отметить, что цитотоксические CD8+ Т-лимфоциты в этой реакции не участвуют, поскольку их рецепторы не обладают сродством к молекулам MHC-II.
Чтобы легко запомнить первичные органы созревания основных лимфоцитов, ориентируйтесь на их первые буквы в английском языке: В-лимфоциты — Bone marrow (костный мозг), Т-лимфоциты — Thymus (тимус).
Вопросы с занятий и экзамена
Можно ли в световой микроскоп отличить Т-лимфоцит от В-лимфоцита?
Нет, морфологически все лимфоциты выглядят одинаково — как малые округлые клетки с крупным бобовидным ядром и узким ободком цитоплазмы. Идентифицировать их можно только по наличию специфических поверхностных CD-маркеров.
Какие клетки совмещают черты врожденного и адаптивного иммунитета?
К этой «переходной» группе относятся NKT-клетки, $\gamma\delta$T-клетки, В1-лимфоциты и В-клетки маргинальной зоны селезенки. Их традиционно рассматривают в рамках адаптивного иммунитета из-за общего происхождения с классическими лимфоцитами.
Почему суперантигены не активируют CD8+ цитотоксические Т-лимфоциты?
Для связывания суперантигена необходимо его взаимодействие с молекулой MHC-II на антигенпрезентирующей клетке. Рецепторы CD8+ Т-лимфоцитов не имеют сродства к MHC-II, поэтому они не вовлекаются в поликлональную активацию.
Что ещё разобрать по теме
- Подробный мембранный фенотип В-клеток: роль CD20, CD21, рецепторов хемокинов и молекул адгезии
- Структура и функции рецепторного комплекса CD3–TCR у Т-лимфоцитов
- Изменение CD-маркеров на этапах стволовой клетки (HSC), ELP и CLP
- Стадии апоптоза (делеции) Т-клеточных клонов после воздействия суперантигена: острая, подострая и хроническая
Разберите тему целиком в курсе «Иммунология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Лимфоциты» и ещё 723 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 23 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Адаптивный иммунитет»
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.