21.3: الاستجابة المناعية التكيفية - الخلايا الليمفاوية التائية وأنواعها الوظيفية

Last updated
Save as PDF

Page ID: 203369

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

أهداف التعلم

شرح مزايا الاستجابة المناعية التكيفية على الاستجابة المناعية الفطرية
ضع قائمة بالخصائص المختلفة للمستضد
وصف أنواع مستقبلات مستضد الخلايا التائية
حدد خطوات تطوير الخلايا التائية
وصف أنواع الخلايا التائية الرئيسية ووظائفها

تكون الاستجابات المناعية الفطرية (والاستجابات المستحثة المبكرة) في كثير من الحالات غير فعالة في السيطرة الكاملة على نمو مسببات الأمراض. ومع ذلك، فإنها تبطئ نمو مسببات الأمراض وتتيح الوقت للاستجابة المناعية التكيفية لتقوية العامل الممرض والسيطرة عليه أو القضاء عليه. يرسل الجهاز المناعي الفطري أيضًا إشارات إلى خلايا الجهاز المناعي التكيفي، ويوجهها في كيفية مهاجمة العامل الممرض. وبالتالي، فهذه هي الذراعان المهمتان للاستجابة المناعية.

فوائد الاستجابة المناعية التكيفية

إن خصوصية الاستجابة المناعية التكيفية - قدرتها على التعرف على مجموعة متنوعة من مسببات الأمراض والاستجابة لها على وجه التحديد - هي قوتها الكبيرة. يتم التعرف على المستضدات، وهي المجموعات الكيميائية الصغيرة المرتبطة غالبًا بمسببات الأمراض، من خلال المستقبلات الموجودة على سطح الخلايا الليمفاوية B و T. إن الاستجابة المناعية التكيفية لهذه المستضدات متعددة الاستخدامات لدرجة أنها يمكن أن تستجيب لأي عامل ممرض تقريبًا. تأتي هذه الزيادة في الخصوصية لأن الاستجابة المناعية التكيفية لها طريقة فريدة لتطوير ما يصل إلى 10 أو ¹¹ أو 100 تريليون مستقبلات مختلفة للتعرف على كل مسببات الأمراض التي يمكن تصورها تقريبًا. كيف يمكن تشفير العديد من الأنواع المختلفة من الأجسام المضادة؟ وماذا عن الخصائص العديدة للخلايا التائية؟ لا يوجد ما يكفي من الحمض النووي في الخلية للحصول على جين منفصل لكل خصوصية. تم وضع الآلية أخيرًا في السبعينيات والثمانينيات باستخدام الأدوات الجديدة لعلم الوراثة الجزيئي

الأمراض الأولية والذاكرة المناعية

يُطلق على أول تعرض للجهاز المناعي لمسببات الأمراض الاستجابة التكيفية الأولية. دائمًا ما تكون أعراض العدوى الأولى، التي تسمى المرض الأساسي، شديدة نسبيًا لأن الاستجابة المناعية التكيفية الأولية لمسببات الأمراض تستغرق وقتًا حتى تصبح فعالة.

عند إعادة التعرض لنفس العامل الممرض، يتم إنشاء استجابة مناعية تكيفية ثانوية، وهي أقوى وأسرع من الاستجابة الأولية. غالبًا ما تقضي الاستجابة التكيفية الثانوية على العامل الممرض قبل أن يتسبب في تلف الأنسجة بشكل كبير أو أي أعراض. بدون أعراض، لا يوجد مرض، والفرد ليس على دراية حتى بالعدوى. هذه الاستجابة الثانوية هي أساس الذاكرة المناعية، التي تحمينا من الإصابة بالأمراض بشكل متكرر من نفس العامل الممرض. من خلال هذه الآلية، فإن تعرض الفرد لمسببات الأمراض في وقت مبكر من الحياة يجنب الشخص من هذه الأمراض لاحقًا في الحياة.

التعرف على الذات

الميزة الثالثة المهمة للاستجابة المناعية التكيفية هي قدرتها على التمييز بين المستضدات الذاتية، تلك الموجودة عادة في الجسم، والمستضدات الأجنبية، تلك التي قد تكون على مسببات الأمراض المحتملة. مع نضوج الخلايا التائية والبائية، توجد آليات تمنعها من التعرف على المستضد الذاتي، مما يمنع الاستجابة المناعية الضارة للجسم. ومع ذلك، فإن هذه الآليات ليست فعالة بنسبة 100 في المائة، ويؤدي انهيارها إلى أمراض المناعة الذاتية، والتي ستتم مناقشتها لاحقًا في هذا الفصل.

الاستجابات المناعية بواسطة الخلايا التائية

الخلايا الأولية التي تتحكم في الاستجابة المناعية التكيفية هي الخلايا الليمفاوية وخلايا T و B. تعد الخلايا التائية مهمة بشكل خاص، لأنها لا تتحكم فقط في العديد من الاستجابات المناعية بشكل مباشر، ولكنها تتحكم أيضًا في الاستجابات المناعية للخلايا البائية في كثير من الحالات أيضًا. وبالتالي، يتم اتخاذ العديد من القرارات حول كيفية مهاجمة مسببات الأمراض على مستوى الخلايا التائية، ومعرفة أنواعها الوظيفية أمر بالغ الأهمية لفهم أداء وتنظيم الاستجابات المناعية التكيفية ككل.

تتعرف الخلايا الليمفاوية التائية على المستضدات بناءً على مستقبل بروتين ثنائي السلسلة. وأكثرها شيوعًا وأهمية هي مستقبلات الخلايا التائية ألفا بيتا (الشكل\(\PageIndex{1}\)).

الشكل\(\PageIndex{1}\): مستقبلات الخلايا التائية ألفا بيتا. لاحظ المناطق الثابتة والمتغيرة لكل سلسلة، والتي ترتكز على المنطقة عبر الغشاء.

توجد سلسلتين في مستقبل الخلايا التائية، وتتكون كل سلسلة من مجالين. مجال المنطقة المتغيرة هو الأبعد عن غشاء الخلية التائية ويسمى بهذا الاسم لأن تسلسل الأحماض الأمينية يختلف بين المستقبلات. في المقابل، يحتوي مجال المنطقة الثابتة على تباين أقل. الاختلافات في تسلسل الأحماض الأمينية للنطاقات المتغيرة هي الأساس الجزيئي لتنوع المستضدات التي يمكن للمستقبل التعرف عليها. وبالتالي، فإن موقع ربط المستضد للمستقبل يتكون من الأطراف النهائية لكلتا سلسلتي المستقبلات، وتتحد تسلسلات الأحماض الأمينية لهاتين المنطقتين لتحديد خصوصيتها المستضدية. تنتج كل خلية T نوعًا واحدًا فقط من المستقبلات، وبالتالي فهي مخصصة لمستضد واحد معين.

مولدات المضادات

عادة ما تكون المستضدات الموجودة على مسببات الأمراض كبيرة ومعقدة، وتتكون من العديد من المحددات المستضدية. محدد المستضد (epitope) هو أحد المناطق الصغيرة داخل المستضد التي يمكن أن يرتبط بها المستقبل، ومحددات المستضد محدودة بحجم المستقبل نفسه. عادة ما تتكون من ستة أو أقل من بقايا الأحماض الأمينية في البروتين، أو واحد أو اثنين من جزيئات السكر في مستضد الكربوهيدرات. عادة ما تكون المحددات المستضدية لمستضد الكربوهيدرات أقل تنوعًا من مستضد البروتين. توجد مستضدات الكربوهيدرات على جدران الخلايا البكتيرية وخلايا الدم الحمراء (مستضدات فصيلة الدم ABO). تعد مستضدات البروتين معقدة بسبب تنوع الأشكال ثلاثية الأبعاد التي يمكن أن تتخذها البروتينات، وهي مهمة بشكل خاص للاستجابات المناعية للفيروسات وطفيليات الديدان. إن التفاعل بين شكل المستضد والشكل التكميلي للأحماض الأمينية لموقع ربط المستضد هو الذي يمثل الأساس الكيميائي للخصوصية (الشكل\(\PageIndex{2}\)).

الشكل\(\PageIndex{2}\): محددات المستضدات. يحتوي مستضد البروتين النموذجي على محددات مستضدية متعددة، تظهر من خلال قدرة الخلايا التائية ذات ثلاث خصائص مختلفة على الارتباط بأجزاء مختلفة من نفس المستضد.

معالجة وعرض المستضد

على الرغم من أن الشكل\(\PageIndex{2}\) يوضح تفاعل مستقبلات الخلايا التائية مع محددات المستضدات بشكل مباشر، فإن الآلية التي تستخدمها الخلايا التائية للتعرف على المستضدات هي، في الواقع، أكثر تعقيدًا بكثير. لا تتعرف الخلايا التائية على المستضدات العائمة أو المرتبطة بالخلايا عند ظهورها على سطح العامل الممرض. يتعرفون فقط على المستضد الموجود على سطح الخلايا المتخصصة التي تسمى الخلايا التي تقدم المستضد. يتم استيعاب المستضدات بواسطة هذه الخلايا. معالجة المستضد هي آلية تقسم المستضد إنزيميًا إلى قطع أصغر. يتم بعد ذلك إحضار شظايا المستضد إلى سطح الخلية وربطها بنوع متخصص من البروتين الذي يقدم المستضد المعروف باسم جزيء معقد التوافق النسيجي الرئيسي (MHC). MHC هي مجموعة الجينات التي تقوم بترميز هذه الجزيئات التي تقدم المستضد. يُعرف ارتباط شظايا المستضد بجزيء MHC على سطح الخلية باسم عرض المستضد ويؤدي إلى التعرف على المستضد بواسطة خلية T. يحدث هذا الارتباط بين المستضد و MHC داخل الخلية، وهو مركب الاثنين الذي يتم إحضاره إلى السطح. الشق المرتبط بالببتيد عبارة عن فجوة صغيرة في نهاية جزيء MHC الأبعد عن غشاء الخلية؛ هنا يجلس الجزء المعالج من المستضد. جزيئات MHC قادرة على تقديم مجموعة متنوعة من المستضدات، اعتمادًا على تسلسل الأحماض الأمينية، في شقوق ربط الببتيد. إنه مزيج من جزيء MHC وجزء الببتيد الأصلي أو الكربوهيدرات الذي يتم التعرف عليه فعليًا بواسطة مستقبلات الخلايا التائية (الشكل\(\PageIndex{3}\)).

الشكل\(\PageIndex{3}\): معالجة المستضد وعرضه.

يلعب نوعان متميزان من جزيئات MHC، فئة MHC I وفئة MHC II، أدوارًا في عرض المستضد. على الرغم من إنتاجه من جينات مختلفة، إلا أن كلاهما لهما وظائف متشابهة. فهي تجلب المستضد المعالج إلى سطح الخلية عبر حويصلة النقل وتقدم المستضد إلى الخلية التائية ومستقبلاتها. ومع ذلك، تستخدم المستضدات من فئات مختلفة من مسببات الأمراض فئات مختلفة من MHC وتتخذ طرقًا مختلفة عبر الخلية للوصول إلى السطح للعرض. ومع ذلك، فإن الآلية الأساسية هي نفسها. تتم معالجة المستضدات عن طريق الهضم، ويتم إدخالها إلى نظام الغشاء الداخلي للخلية، ثم يتم التعبير عنها على سطح الخلية التي تقدم المستضد للتعرف على المستضد بواسطة خلية T. تعتبر المستضدات داخل الخلايا نموذجية للفيروسات، التي تتكاثر داخل الخلية، وبعض الطفيليات والبكتيريا الأخرى داخل الخلايا. تتم معالجة هذه المستضدات في السيتوسول بواسطة مركب إنزيمي يعرف باسم البروتياز ثم يتم إدخالها إلى الشبكة الإندوبلازمية بواسطة الناقل المرتبط بنظام معالجة المستضد (TAP)، حيث تتفاعل مع جزيئات الفئة الأولى MHC ويتم نقلها في النهاية إلى سطح الخلية بواسطة حويصلة النقل.

يتم إدخال المستضدات خارج الخلية، التي تتميز بها العديد من البكتيريا والطفيليات والفطريات التي لا تتكاثر داخل السيتوبلازم الخلوي، إلى نظام الغشاء الداخلي للخلية عن طريق توسع الخلايا بوساطة المستقبلات. تندمج الحويصلة الناتجة مع الحويصلات من مجمع Golgi، والتي تحتوي على جزيئات MHC من الفئة الثانية المشكلة مسبقًا. بعد اندماج هاتين الحويصلات وارتباط المستضد و MHC، تشق الحويصلة الجديدة طريقها إلى سطح الخلية.

الخلايا الاحترافية التي تقدم المستضد

تعبر العديد من أنواع الخلايا عن جزيئات الفئة الأولى لعرض المستضدات داخل الخلايا. قد تحفز جزيئات MHC هذه الاستجابة المناعية للخلايا التائية السامة للخلايا، مما يؤدي في النهاية إلى تدمير الخلية ومسببات الأمراض بداخلها. هذا مهم بشكل خاص عندما يتعلق الأمر بالفئة الأكثر شيوعًا من مسببات الأمراض داخل الخلايا، وهي الفيروس. تصيب الفيروسات كل أنسجة الجسم تقريبًا، لذلك يجب أن تكون جميع هذه الأنسجة قادرة بالضرورة على التعبير عن الفئة الأولى من MHC أو لا يمكن إجراء استجابة للخلايا التائية.

من ناحية أخرى، يتم التعبير عن جزيئات MHC من الفئة الثانية فقط على خلايا الجهاز المناعي، وتحديدًا الخلايا التي تؤثر على الأذرع الأخرى للاستجابة المناعية. وبالتالي، تسمى هذه الخلايا الخلايا «الاحترافية» التي تقدم المستضد لتمييزها عن تلك التي تحمل الفئة الأولى من MHC. الأنواع الثلاثة لمقدمي المستضدات المحترفين هي البلاعم والخلايا الجذعية والخلايا البائية (الجدول).

تحفز البلاعم الخلايا التائية لإطلاق السيتوكينات التي تعزز البلعمة. تقتل الخلايا الجذعية أيضًا مسببات الأمراض عن طريق البلعمة (انظر الشكل\(\PageIndex{3}\))، ولكن وظيفتها الرئيسية هي جلب المستضدات إلى الغدد الليمفاوية المستنزفة الإقليمية. العقد الليمفاوية هي المواقع التي يتم فيها تركيب معظم استجابات الخلايا التائية ضد مسببات الأمراض في الأنسجة الخلالية. توجد البلاعم في الجلد وفي بطانة الأسطح المخاطية، مثل البلعوم الأنفي والمعدة والرئتين والأمعاء. قد تقدم الخلايا البائية أيضًا مستضدات للخلايا التائية، وهي ضرورية لأنواع معينة من استجابات الأجسام المضادة، والتي سيتم تناولها لاحقًا في هذا الفصل.

فئات الخلايا التي تقدم المستضد
MHC	نوع الخلية	البلعمية؟	وظيفة
الدرجة الأولى	العديد	لا	يحفز الاستجابة المناعية للخلايا التائية السامة للخلايا
الدرجة الثانية	البلاعم	نعم	تحفز البلعمة وعرضها في موقع العدوى الأولي
الدرجة الثانية	شجيري	نعم، في الأنسجة	يجلب المستضدات إلى العقد الليمفاوية الإقليمية
الدرجة الثانية	خلية ب	نعم، يستوعب Ig السطحي والمستضد	يحفز إفراز الأجسام المضادة بواسطة الخلايا البائية

تطوير الخلايا التائية والتمايز

يشار إلى عملية القضاء على الخلايا التائية التي قد تهاجم خلايا الجسم باسم تحمل الخلايا التائية. بينما توجد خلايا الغدة الصعترية في قشرة الغدة الصعترية، يشار إليها باسم «السلبيات المزدوجة»، مما يعني أنها لا تحمل جزيئات CD4 أو CD8 التي يمكنك استخدامها لمتابعة مسارات تمايزها (الشكل\(\PageIndex{4}\)). في قشرة الغدة الصعترية، يتعرضون للخلايا الظهارية القشرية. في عملية تُعرف باسم الانتقاء الإيجابي، ترتبط خلايا الغدة الصعترية المزدوجة السالبة بجزيئات MHC التي تلاحظها على الظهارة التوتة، ويتم اختيار جزيئات MHC الخاصة بـ «الذات». تقتل هذه الآلية العديد من خلايا الغدة الصعترية أثناء تمايز الخلايا التائية. في الواقع، فإن اثنين بالمائة فقط من خلايا الغدة الصعترية التي تدخل الغدة الصعترية تتركها كخلايا T ناضجة وعملية.

الشكل\(\PageIndex{4}\): تمايز الخلايا التائية داخل الغدة الصعترية. تدخل خلايا الغدة الصعترية إلى الغدة الصعترية وتمر بسلسلة من مراحل النمو التي تضمن الوظيفة والتحمل قبل مغادرتها وتصبح مكونات وظيفية للاستجابة المناعية التكيفية.

في وقت لاحق، تصبح الخلايا إيجابيات مزدوجة تعبر عن علامات CD4 و CD8 وتنتقل من القشرة إلى التقاطع بين القشرة والنخاع. هنا يتم الاختيار السلبي. في الانتقاء السلبي، يتم جلب المستضدات الذاتية إلى الغدة الصعترية من أجزاء أخرى من الجسم بواسطة خلايا محترفة تقدم المستضد. يتم اختيار الخلايا التائية التي ترتبط بهذه المستضدات الذاتية بشكل سلبي ويتم قتلها عن طريق موت الخلايا المبرمج. باختصار، الخلايا التائية الوحيدة المتبقية هي تلك التي يمكنها الارتباط بجزيئات MHC في الجسم باستخدام مستضدات أجنبية موجودة على شقوق الربط الخاصة بها، مما يمنع حدوث هجوم على أنسجة الجسم، على الأقل في ظل الظروف العادية. ومع ذلك، يمكن كسر التسامح من خلال تطوير استجابة المناعة الذاتية، والتي سيتم مناقشتها لاحقًا في هذا الفصل.

تصبح الخلايا التي تخرج من الغدة الصعترية إيجابية مفردة، حيث تعبر إما عن CD4 أو CD8، ولكن ليس كلاهما (انظر الشكل\(\PageIndex{4}\)). سوف ترتبط خلايا ^CD4+ T بالفئة II MHC وستربط خلايا ^CD8+ بالفئة الأولى MHC. تشرح المناقشة التالية وظائف هذه الجزيئات وكيف يمكن استخدامها للتمييز بين الأنواع الوظيفية للخلايا التائية المختلفة.

آليات الاستجابات المناعية بوساطة الخلايا التائية

يتم تنشيط الخلايا التائية الناضجة من خلال التعرف على المستضد الأجنبي المعالج بالاشتراك مع جزيء MHC الذاتي وتبدأ في الانقسام بسرعة عن طريق الانقسام الفتيلي. يُطلق على هذا الانتشار للخلايا التائية اسم التوسع النسيلي وهو ضروري لجعل الاستجابة المناعية قوية بما يكفي للسيطرة الفعالة على مسببات الأمراض. كيف يختار الجسم فقط تلك الخلايا التائية اللازمة ضد مسببات الأمراض المحددة؟ مرة أخرى، تعتمد خصوصية الخلية التائية على تسلسل الأحماض الأمينية والشكل ثلاثي الأبعاد لموقع ربط المستضد الذي تشكله المناطق المتغيرة لسلسلتي مستقبلات الخلايا التائية (الشكل\(\PageIndex{5}\)). الاختيار النسيلي هو عملية ربط المستضد فقط بالخلايا التائية التي تحتوي على مستقبلات خاصة بهذا المستضد. تحتوي كل خلية من الخلايا التائية التي يتم تنشيطها على مستقبل محدد «متصل» بحمضها النووي، وستحتوي جميع ذريتها على مستقبلات متطابقة من الحمض النووي والخلايا التائية، مما يشكل نسخًا من الخلية التائية الأصلية.

الشكل\(\PageIndex{5}\): الاختيار النسيلي وتوسيع الخلايا الليمفاوية التائية. تفرق الخلايا الجذعية إلى خلايا تائية ذات مستقبلات محددة تسمى الخلايا المستنسخة. يتم اختيار الحيوانات المستنسخة ذات المستقبلات الخاصة بالمستضدات الموجودة على العامل الممرض وتوسيعها.

اختيار الخلايا وتوسيعها

تم اقتراح نظرية الاختيار النسيلي من قبل فرانك بيرنت في الخمسينيات من القرن الماضي. ومع ذلك، فإن مصطلح الاختيار النسيلي ليس وصفًا كاملاً للنظرية، حيث أن التوسع النسيلي يسير جنبًا إلى جنب مع عملية الاختيار. يتمثل المبدأ الرئيسي للنظرية في أن الفرد النموذجي لديه العديد (10 ¹¹) من الأنواع المختلفة من مستنسخات الخلايا التائية بناءً على مستقبلاتها. في هذا الاستخدام، يكون الاستنساخ عبارة عن مجموعة من الخلايا الليمفاوية التي تشترك في نفس مستقبلات المستضد. كل نسخة موجودة بالضرورة في الجسم بأعداد منخفضة. وإلا فلن يكون لدى الجسم مساحة للخلايا اللمفاوية ذات الخصائص العديدة.

فقط تلك الحيوانات المستنسخة من الخلايا الليمفاوية التي يتم تنشيط مستقبلاتها بواسطة المستضد يتم تحفيزها للتكاثر. ضع في اعتبارك أن معظم المستضدات لها محددات مستضدية متعددة، لذا فإن استجابة الخلايا التائية لمستضد نموذجي تتضمن استجابة متعددة النسيلة. الاستجابة متعددة النسيلة هي تحفيز العديد من مستنسخات الخلايا التائية. بمجرد التنشيط، يزداد عدد النسخ المستنسخة المحددة وتقوم بعمل نسخ عديدة من كل نوع من أنواع الخلايا، ولكل استنساخ مستقبله الفريد. بحلول الوقت الذي تكتمل فيه هذه العملية، سيكون لدى الجسم أعداد كبيرة من الخلايا الليمفاوية المحددة المتاحة لمحاربة العدوى (انظر الشكل\(\PageIndex{5}\)).

الأساس الخلوي للذاكرة المناعية

كما ذكرنا سابقًا، فإن إحدى السمات الرئيسية للاستجابة المناعية التكيفية هي تطوير الذاكرة المناعية.

أثناء الاستجابة المناعية التكيفية الأولية، يتم إنشاء كل من خلايا الذاكرة التائية والخلايا التائية المؤثرة. خلايا الذاكرة التائية طويلة العمر ويمكن أن تستمر حتى مدى الحياة. خلايا الذاكرة مهيأة للعمل بسرعة. وبالتالي، فإن أي تعرض لاحق للممرض سيؤدي إلى استجابة سريعة جدًا للخلايا التائية. هذه الاستجابة التكيفية الثانوية السريعة تولد أعدادًا كبيرة من الخلايا التائية المؤثرة بسرعة كبيرة لدرجة أن العامل الممرض غالبًا ما يكون مرهقًا قبل أن يتسبب في أي أعراض للمرض. هذا هو المقصود بالمناعة ضد المرض. يحدث نفس نمط الاستجابات المناعية الأولية والثانوية في الخلايا البائية واستجابة الجسم المضاد، كما سيتم مناقشته لاحقًا في الفصل.

أنواع الخلايا التائية ووظائفها

في مناقشة تطوير الخلايا التائية، رأيت أن الخلايا التائية الناضجة تعبر إما عن علامة CD4 أو علامة CD8، ولكن ليس كلاهما. هذه العلامات هي جزيئات التصاق الخلية التي تحافظ على اتصال الخلية التائية عن كثب بالخلية التي تعرض المستضد عن طريق الارتباط المباشر بجزيء MHC (إلى جزء مختلف من الجزيء عن المستضد). وبالتالي، يتم تجميع الخلايا التائية والخلايا التي تقدم المستضد معًا بطريقتين: عن طريق ربط CD4 أو CD8 بـ MHC وعن طريق ارتباط مستقبلات الخلايا التائية بالمستضد (الشكل\(\PageIndex{6}\)).

الشكل\(\PageIndex{6}\): عرض مسببات الأمراض. (أ) يرتبط CD4 بالخلايا التائية المساعدة والتنظيمية. تتم معالجة العامل الممرض خارج الخلية وتقديمه في شق الربط لجزيء MHC من الفئة الثانية، ويتم تعزيز هذا التفاعل بواسطة جزيء CD4. (ب) يرتبط CD8 بالخلايا التائية السامة للخلايا. يتم تقديم العامل الممرض داخل الخلايا بواسطة جزيء MHC من الفئة الأولى، ويتفاعل CD8 معه.

على الرغم من أن الارتباط ليس بنسبة 100 بالمائة، إلا أن الخلايا التائية الحاملة لـ CD4 ترتبط بالوظائف المساعدة وترتبط الخلايا التائية الحاملة لـ CD8 بالسمية الخلوية. هذه الفروق الوظيفية المستندة إلى علامات CD4 و CD8 مفيدة في تحديد وظيفة كل نوع.

الخلايا التائية المساعدة والسيتوكينات الخاصة بها

تعمل الخلايا التائية المساعدة (Th)، التي تحمل جزيء CD4، عن طريق إفراز السيتوكينات التي تعمل على تعزيز الاستجابات المناعية الأخرى. هناك فئتان من خلايا Th، وهي تعمل على مكونات مختلفة من الاستجابة المناعية. لا يتم تمييز هذه الخلايا بجزيئاتها السطحية ولكن بالمجموعة المميزة من السيتوكينات التي تفرزها (الجدول).

خلايا Th1 هي نوع من الخلايا التائية المساعدة التي تفرز السيتوكينات التي تنظم النشاط المناعي وتطور مجموعة متنوعة من الخلايا، بما في ذلك البلاعم وأنواع أخرى من الخلايا التائية.

من ناحية أخرى، فإن خلايا Th2 هي خلايا تفرز السيتوكينات وتعمل على الخلايا البائية لدفع تمايزها إلى خلايا بلازما تصنع الأجسام المضادة. في الواقع، مساعدة الخلايا التائية مطلوبة لاستجابات الأجسام المضادة لمعظم مستضدات البروتين، وتسمى هذه المستضدات المعتمدة على الخلايا التائية.

الخلايا التائية السامة للخلايا

الخلايا التائية السامة للخلايا (Tc) هي خلايا T التي تقتل الخلايا المستهدفة عن طريق تحفيز موت الخلايا المبرمج باستخدام نفس آلية خلايا NK. فهي إما تعبر عن رابطة الغاز، التي ترتبط بجزيء الغاز في الخلية المستهدفة، أو تعمل باستخدام البيرفينات والجرازيمات الموجودة في حبيباتها السيتوبلازمية. كما تمت مناقشته سابقًا مع خلايا NK، فإن قتل خلية مصابة بالفيروس قبل أن يتمكن الفيروس من إكمال دورة النسخ المتماثل يؤدي إلى عدم إنتاج أي جزيئات معدية. نظرًا لتطور المزيد من خلايا Tc أثناء الاستجابة المناعية، فإنها تطغى على قدرة الفيروس على التسبب في المرض. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لكل خلية Tc قتل أكثر من خلية مستهدفة واحدة، مما يجعلها فعالة بشكل خاص. تعتبر خلايا Tc مهمة جدًا في الاستجابة المناعية المضادة للفيروسات لدرجة أن البعض يتوقع أن هذا هو السبب الرئيسي لتطور الاستجابة المناعية التكيفية في المقام الأول.

الخلايا التائية التنظيمية

الخلايا التائية التنظيمية (Treg)، أو الخلايا التائية المثبطة، هي أحدث الأنواع التي تم اكتشافها من بين الأنواع المدرجة هنا، لذلك لا يُفهم الكثير عنها. بالإضافة إلى CD4، فإنها تحمل جزيئات CD25 و FOXP3. لا تزال كيفية عملها بالضبط قيد التحقيق، ولكن من المعروف أنها تقمع الاستجابات المناعية للخلايا التائية الأخرى. هذه سمة مهمة للاستجابة المناعية، لأنه إذا سُمح للتوسع النسيلي أثناء الاستجابات المناعية بالاستمرار دون رقابة، فقد تؤدي هذه الاستجابات إلى أمراض المناعة الذاتية وغيرها من المشكلات الطبية.

لا تقوم الخلايا التائية بتدمير مسببات الأمراض بشكل مباشر فحسب، بل إنها تنظم تقريبًا جميع الأنواع الأخرى من الاستجابة المناعية التكيفية أيضًا، كما يتضح من وظائف أنواع الخلايا التائية، وعلامات سطحها، والخلايا التي تعمل عليها، وأنواع مسببات الأمراض التي تعمل ضدها (انظر الجدول).

وظائف أنواع الخلايا التائية والسيتوكينات الخاصة بها
خلية تائية	الهدف الرئيسي	وظيفة	العامل الممرض	علامة السطح	MHC	السيتوكينات أو الوسطاء
Tc	الخلايا المصابة	السمية الخلوية	داخل الخلايا	CD8	الدرجة الأولى	الأداء والجرازيمات والليندين الغازي
th1	البلاعم	محفز مساعد	خارج الخلية	CD4	الدرجة الثانية	إنترفيرون و TGF-β
th2	خلية ب	محفز مساعد	خارج الخلية	CD4	الدرجة الثانية	IL-4، IL-6، IL-10، وغيرها
تريغ	الخلية	القامع	لا شيء	CD4، CD25	؟	TGF-β و IL-10

مراجعة الفصل

تتعرف الخلايا التائية على المستضدات من خلال مستقبلات المستضد، وهو مركب من سلسلتي بروتينية على سطحها. ومع ذلك، فهم لا يتعرفون على المستضدات الذاتية، ولكنهم فقط المستضد المعالج المعروض على أسطحهم في أخدود ملزم لجزيء معقد رئيسي من التوافق النسيجي. تتطور الخلايا التائية في الغدة الصعترية، حيث تتعلم استخدام جزيئات MHC الذاتية للتعرف على المستضدات الأجنبية فقط، مما يجعلها تتحمل المستضدات الذاتية. هناك عدة أنواع وظيفية من الخلايا اللمفاوية التائية، وأهمها الخلايا التائية المساعدة والتنظيمية والسامة للخلايا.

فصل المراجعة

س: تسمى الخلايا التائية التي تفرز السيتوكينات التي تساعد في استجابات الأجسام المضادة ________.

ألف - الهدف 1

باء - الهدف 2

C. الخلايا التائية التنظيمية

د. خلايا الغدة الصعترية

الإجابة: ب

س: يُطلق على أخذ المستضد وهضمه لعرضه لاحقًا اسم ________.

أ. عرض المستضد

ب. معالجة المستضد

C. إندوسيتوسيس

د. خروج الخلايا

الإجابة: ب

س: لماذا يعتبر التوسع النسيلي مهمًا جدًا؟

A. لتحديد خلايا محددة

B. لإفراز السيتوكينات

C. لقتل الخلايا المستهدفة

D. لزيادة أعداد الخلايا المحددة

الإجابة: د

س: يُطلق على التخلص من خلايا الغدة الصعترية ذاتية التفاعل اسم ________.

أ. اختيار إيجابي.

ب. الاختيار السلبي.

ج. التسامح.

د. الاختيار النسيلي.

الإجابة: ب

س: ما نوع الخلايا التائية الأكثر فعالية ضد الفيروسات؟

ألف - الهدف 1

باء - الهدف 2

C. الخلايا التائية السامة للخلايا

د. الخلايا التائية التنظيمية

الإجابة: ج

أسئلة التفكير النقدي

س: وصف معالجة وعرض مستضد داخل الخلايا.

ج: يتم هضم المستضد بواسطة البروتياز، ويتم إدخاله إلى الشبكة الإندوبلازمية بواسطة نظام ناقل TAP، حيث يرتبط بجزيئات MHC من الفئة الأولى. يتم نقلها إلى سطح الخلية عن طريق حويصلات النقل.

س: وصف الاختيار النسيلي والتوسع.

ج: يتم تحفيز الحيوانات المستنسخة الخاصة بالمستضد حيث ترتبط مستقبلات المستضد بالمستضد. ثم يتم تنشيطها وتكاثرها، مما يزيد من أعدادها. والنتيجة هي عدد كبير من الخلايا الليمفاوية الخاصة بالمستضد.

مسرد المصطلحات

محدد مستضدي: (أيضًا، epitope) إحدى المجموعات الكيميائية التي يتعرف عليها نوع واحد من مستقبلات مستضد الخلايا الليمفاوية

عرض المستضد: ربط المستضد المعالج بالشق المرتبط بالبروتين لجزيء معقد التوافق النسيجي الرئيسي

معالجة المستضد: استيعاب وهضم المستضد في خلية تقدم المستضد

مستقبلات المستضد: مستقبل ثنائي السلسلة تتعرف من خلاله الخلايا الليمفاوية على المستضد

استنساخ: مجموعة من الخلايا الليمفاوية تشترك في نفس مستقبلات المستضد

التوسع النسيلي: نمو نسخة من الخلايا الليمفاوية المختارة

اختيار نسيلي: تحفيز نمو الخلايا الليمفاوية التي لها مستقبلات محددة

نطاق منطقة ثابت: جزء من مستقبلات مستضد الخلايا الليمفاوية التي لا تختلف كثيرًا بين أنواع المستقبلات المختلفة

الخلايا التائية السامة للخلايا (Tc): الخلايا الليمفاوية التائية مع القدرة على تحفيز موت الخلايا المبرمج في الخلايا المستهدفة

الخلايا التائية المؤثرة: الخلايا المناعية ذات التأثير السلبي المباشر على مسببات الأمراض

الخلايا التائية المساعدة (Th): الخلايا التائية التي تفرز السيتوكينات لتعزيز الاستجابات المناعية الأخرى، وتشارك في تنشيط الخلايا الليمفاوية البائية والتائية

ذاكرة مناعية: قدرة الاستجابة المناعية التكيفية على تكوين استجابة مناعية أقوى وأسرع عند إعادة التعرض لمسببات الأمراض

مجمع التوافق النسيجي الرئيسي (MHC): مجموعة الجينات التي تقدم بروتيناتها مستضدات للخلايا التائية

خلايا الذاكرة التائية: خلية مناعية طويلة العمر مخصصة للتعرض المستقبلي لمسببات الأمراض

MHC من الدرجة الأولى: يوجد في معظم خلايا الجسم، ويرتبط بجزيء CD8 على الخلايا التائية

MHC من الدرجة الثانية: توجد في البلاعم والخلايا الجذعية والخلايا البائية، وهي ترتبط بجزيئات CD4 على الخلايا التائية

اختيار سلبي: الاختيار ضد خلايا الغدة الصعترية في الغدة الصعترية التي تتفاعل مع المستضد الذاتي

استجابة متعددة النسيلة: استجابة مستنسخات متعددة لمستضد معقد مع العديد من المحددات

الاستجابة التكيفية الأولية: استجابة الجهاز المناعي للتعرض الأول لمسببات الأمراض

اختيار إيجابي: اختيار خلايا الغدة الصعترية داخل الغدة الصعترية التي تتفاعل مع جزيئات MHC الذاتية، ولكن ليس غير الذاتية

الخلايا التائية التنظيمية (Treg): (أيضًا الخلايا التائية المثبطة) فئة من خلايا CD4 T التي تنظم استجابات الخلايا التائية الأخرى

استجابة تكيفية ثانوية: الاستجابة المناعية التي لوحظت عند إعادة التعرض لمسببات الأمراض، وهي أقوى وأسرع من الاستجابة الأولية

تحمل الخلايا التائية: عملية أثناء تمايز الخلايا التائية حيث يتم تدمير معظم الخلايا التائية التي تتعرف على المستضدات من جسم الشخص

خلايا Th1: الخلايا التي تفرز السيتوكينات التي تعزز نشاط البلاعم والخلايا الأخرى

خلايا Th2: الخلايا التي تفرز السيتوكينات التي تحفز الخلايا البائية على التفريق إلى خلايا بلازما تفرز الأجسام المضادة

مجال منطقة متغير: جزء من مستقبلات مستضد الخلايا الليمفاوية التي تختلف اختلافًا كبيرًا بين أنواع المستقبلات المختلفة