18.3: T lymphocytes

Malengo ya kujifunza

• Eleza mchakato wa kukomaa kwa seli ya T na uteuzi wa thymic
• Eleza matukio ya maumbile ambayo husababisha utofauti wa receptors T-kiini
• Linganisha na kulinganisha madarasa mbalimbali na subtypes ya seli T kwa suala la uanzishaji na kazi
• Eleza utaratibu ambao superantigens huathiri uanzishaji usio na udhibiti wa seli ya T

Kama ilivyoelezwa katika Overview of Specific Adaptive Kinga, kingamwili zinazohusika katika kinga ya ugiligili mara nyingi hufunga vimelea na sumu kabla ya kushikamana na na kuvamia seli jeshi. Hivyo, kinga ya ugiligili inahusika hasa na kupambana na vimelea katika nafasi za ziada. Hata hivyo, vimelea ambavyo tayari vimeingia kwenye seli za mwenyeji huhifadhiwa kwa kiasi kikubwa kutokana na ulinzi wa antibody-mediated. Kinga ya seli, kwa upande mwingine, inalenga na hupunguza vimelea vya intracellular kupitia vitendo vya lymphocytes T, au seli za T (Kielelezo\(\PageIndex{1}\)). Seli za T pia zina jukumu la kati zaidi katika kupangilia majibu ya kinga ya jumla ya kinga (ugiligili pamoja na seli) pamoja na ulinzi wa seli za kinga ya innate.

Kielelezo\(\PageIndex{1}\): Micrograph hii ya skanning ya elektroni inaonyesha lymphocyte T, ambayo inawajibika kwa majibu ya kinga ya kiini. Miundo ya membrane ya spike huongeza eneo la uso, kuruhusu uingiliano mkubwa na aina nyingine za seli na ishara zao. (mikopo: mabadiliko ya kazi na NCI)

T Kiini uzalishaji na kukomaa

Seli T, kama seli nyingine zote nyeupe za damu zinazohusika katika kinga ya innate na adaptive, hutengenezwa kutoka seli nyingi za hematopoietic shina (HSCs) katika uboho (angalia Mchoro 17.3.1). Hata hivyo, tofauti na seli nyeupe za damu za kinga ya innate, baadaye seli T kutofautisha kwanza katika seli limfu shina kwamba kisha kuwa ndogo, machanga lymphocytes, wakati mwingine huitwa lymphoblasts. Hatua za kwanza za kutofautisha hutokea katika uboho nyekundu wa mifupa (Kielelezo\(\PageIndex{2}\)), baada ya hapo lymphocytes T machanga huingia kwenye damu na kusafiri kwenye thymus kwa hatua za mwisho za kukomaa (Kielelezo\(\PageIndex{3}\)). Mara moja katika thymus, lymphocytes T ndogo hujulikana kama thymocytes.

Kukomaa kwa thymocytes ndani ya thymus inaweza kugawanywa katika hatua muhimu za mti wa uteuzi mzuri na hasi, kwa pamoja hujulikana kama uteuzi wa thymic. Hatua ya kwanza ya uteuzi wa thymic hutokea kwenye kamba ya thymus na inahusisha maendeleo ya receptor ya seli ya T kazi (TCR) ambayo inahitajika kwa uanzishaji na APC. Thymocytes na TCRs defective ni kuondolewa kwa uteuzi hasi kwa njia ya induction ya apoptosis (iliyowekwa kudhibitiwa kifo kiini). Hatua ya pili ya uteuzi wa thymic pia hutokea kwenye kamba na inahusisha uteuzi mzuri wa thymocytes ambayo itaingiliana ipasavyo na molekuli za MHC. Thymosaiti ambazo zinaweza kuingiliana ipasavyo na molekuli za MHC hupokea kusisimua chanya ambayo huwahamasisha zaidi kupitia mchakato wa kukomaa, ilhali thymocytes zisizoingiliana ipasavyo hazichochochewa na zinaondolewa na apoptosis. Hatua ya tatu na ya mwisho ya uteuzi wa thymic hutokea katika kamba na medulla na inahusisha uteuzi hasi ili kuondoa thymocytes binafsi, wale ambao huguswa na antigens binafsi, kwa apoptosis. Hatua hii ya mwisho ni wakati mwingine hujulikana kama kuvumiliana kati kwa sababu inazuia self-Areacting seli T kutoka kufikia mfumo wa damu na uwezekano wa kusababisha ugonjwa autoimmune, ambayo hutokea wakati mfumo wa kinga mashambulizi afya “binafsi” seli.

Licha ya uvumilivu wa kati, baadhi ya seli za kujitegemea za T kwa ujumla huepuka thymus na kuingia kwenye damu ya pembeni. Kwa hiyo, mstari wa pili wa ulinzi unaoitwa uvumilivu wa pembeni unahitajika kulinda dhidi ya ugonjwa wa autoimmune. Uvumilivu wa pembeni unahusisha utaratibu wa nguvu na uzuiaji wa seli za T za kujitegemea na seli za T za udhibiti. Anergy inahusu hali ya kutokuwepo kwa kuchochea antigen. Katika kesi ya self-tendaji seli T kwamba kuepuka thymus, ukosefu wa muhimu ushirikiano stimulatory ishara inahitajika kwa ajili ya uanzishaji husababisha anergy na kuzuia autoimmune Activation. Udhibiti T seli kushiriki katika uvumilivu pembeni kwa kuzuia uanzishaji na kazi ya seli binafsi tendaji T na kwa secreting kupambana na uchochezi cytokines.

Haielewi kabisa matukio gani hasa kukomaa kwa moja kwa moja ya thymocytes katika seli za udhibiti T. Nadharia za sasa zinaonyesha matukio muhimu yanaweza kutokea wakati wa hatua ya tatu ya uteuzi wa thymic, wakati seli nyingi za kujitegemea T zinaondolewa. Seli za T za udhibiti zinaweza kupokea ishara ya kipekee iliyo chini ya kizingiti kinachohitajika ili kuwalenga kwa uteuzi hasi na apoptosis. Kwa hiyo, seli hizi zinaendelea kukomaa na kisha kuondoka kongosho, silaha za kuzuia uanzishaji wa seli za T za kujitegemea.

Imekadiriwa kuwa hatua tatu za uteuzi wa thymic zinaondoa 98% ya thymocytes. iliyobaki 2% kwamba exit thymus kuhamia kwa njia ya mfumo wa damu na limfu katika maeneo ya sekondari viungo lymphoid/tishu, kama vile tezi, wengu, tonsils (Kielelezo\(\PageIndex{3}\)), ambapo wanasubiri uanzishaji kupitia kuwasilisha antigens maalum na APC. Mpaka wao ni ulioamilishwa, wao ni inajulikana kama kukomaa naïve T seli.

Kielelezo\(\PageIndex{2}\): (a) Uboho mwembamba unaweza kupatikana katika kichwa cha femur (paja) na pia iko katika mifupa ya gorofa ya mwili, kama vile ilium na scapula. (b) Uboho mweusi ni tovuti ya uzalishaji na kutofautisha vipengele vingi vya damu, ikiwa ni pamoja na erythrocytes, leukocytes, na sahani. Uboho wa mfupa wa njano una wakazi hasa na seli za adipose.

Kielelezo\(\PageIndex{3}\): Thymus ni bi-lobed, H-umbo glandular chombo ambayo iko tu juu ya moyo. Imezungukwa na capsule ya nyuzi ya tishu zinazojumuisha. Darkly madoa gamba na nyepesi madoa medulla ya mtu binafsi kondomu wazi katika mwanga micrograph thymus mtoto mchanga (juu kulia, LM × 100). (mikrograph ya mikopo: muundo wa micrograph zinazotolewa na Regents ya Chuo Kikuu cha Michigan Medical School © 2012)

Zoezi\(\PageIndex{1}\)

1. Ni maeneo gani ya anatomical yanayohusika katika uzalishaji wa seli za T na kukomaa?
2. Je! Ni hatua tatu zinazohusika katika uteuzi wa thymic?
3. Kwa nini uvumilivu kati na uvumilivu wa pembeni ni muhimu? Wanazuia nini?

Madarasa ya seli za T

Seli za T zinaweza kugawanywa katika madarasa matatu tofauti: seli za msaidizi T, seli za udhibiti wa T, na seli za T za cytotoxic. Madarasa haya yanatofautiana kulingana na usemi wao wa molekuli fulani za uso, hali yao ya uanzishaji, na majukumu yao ya kazi katika kinga inayofaa (Jedwali\(\PageIndex{1}\)).

Seli zote za T huzalisha molekuli ya kikundi cha kutofautisha (CD), glycoproteini za uso wa seli ambazo zinaweza kutumika kutambua na kutofautisha kati ya aina mbalimbali za seli nyeupe za damu. Ingawa seli T zinaweza kuzalisha molekuli mbalimbali za CD, CD4na CD8 ni mbili muhimu zaidi zinazotumiwa kwa upambanuzi wa madarasa. Msaidizi T seli na seli za udhibiti T zina sifa ya kujieleza kwa CD4 juu ya uso wao, wakati seli za cytotoxic T zina sifa ya kujieleza kwa CD8.

Madarasa ya seli za T pia yanaweza kujulikana na molekuli maalum za MHC na APCs ambazo zinaingiliana kwa uanzishaji. Msaidizi T seli na seli za udhibiti T zinaweza kuanzishwa tu na APCs zinazowasilisha antigens zinazohusiana na MHC II. Kwa upande mwingine, seli za cytotoxic T zinatambua antijeni zilizowasilishwa kwa kushirikiana na MHC I, ama kwa APCs au kwa seli za nucleated zilizoambukizwa na pathogen ya intracellular.

Madarasa tofauti ya seli za T pia hucheza majukumu tofauti ya kazi katika mfumo wa kinga. Msaidizi T seli hutumikia kama orchestrators ya kati ambayo husaidia kuamsha na kuelekeza kazi za kinga ya humoral na seli. Aidha, seli za msaidizi T huongeza kazi za kuua pathogen za macrophages na seli za NK za kinga ya innate. Kwa upande mwingine, jukumu la msingi la seli za udhibiti T ni kuzuia majibu yasiyofaa na yanayoweza kuharibu kinga. Jukumu lao katika uvumilivu wa pembeni, kwa mfano, hulinda dhidi ya matatizo ya autoimmune, kama ilivyoj Hatimaye, seli za cytotoxic T ni seli za msingi za athari za kinga za mkononi. Wanatambua na kulenga seli ambazo zimeambukizwa na vimelea vya intracellular, kuharibu seli zilizoambukizwa pamoja na vimelea ndani.

Jedwali\(\PageIndex{1}\): Madarasa ya seli za T

Hatari	Molekuli ya CD ya uso	Activation	Kazi
Msaidizi T seli	CD4	APCs kuwasilisha antijeni zinazohusiana na MHC II	Orchestrate kinga ya humoral na seli
			Kushiriki katika uanzishaji wa macrophages na seli za NK
Udhibiti wa seli T	CD4	APCs kuwasilisha antijeni zinazohusiana na MHC II	Kushiriki katika kuvumiliana pembeni na kuzuia majibu autoimmune
Seli za Cytotoxic T	CD8	APCs au seli zilizoambukizwa za nucleated zinazowasilisha antigens zinazohusiana na MHC I	Kuharibu seli zilizoambukizwa na vimelea vya intracellular

Zoezi\(\PageIndex{2}\)

1. Je! Ni kazi gani za kipekee za madarasa matatu ya seli za T?
2. Ni seli gani za T zinaweza kuanzishwa na antigens zilizowasilishwa na seli zingine zaidi ya APCs?

T-Cell receptors

Kwa seli zote za msaidizi T na seli za cytotoxic T, uanzishaji ni mchakato mgumu ambao unahitaji mwingiliano wa molekuli nyingi na yatokanayo na cytokines. Mpokeaji wa seli ya T (TCR) inashiriki katika hatua ya kwanza ya utambuzi wa epitope ya pathogen wakati wa mchakato wa uanzishaji.

TCR linatokana na familia moja ya receptor kama antibodies IgD na IgM, receptors antijeni juu ya uso wa utando wa seli B, na hivyo inashiriki mambo ya kawaida ya kimuundo. Sawa na antibodies, TCR ina eneo la kutofautiana na kanda ya mara kwa mara, na kanda ya kutofautiana hutoa tovuti ya kisheria ya antigen (Kielelezo\(\PageIndex{4}\)). Hata hivyo, muundo wa TCR ni mdogo na usio ngumu kuliko molekuli za immunoglobulin (Kielelezo 18.1.4). Ingawa immunoglobulini zina minyororo minne ya peptidi na miundo yenye umbo la Y, TCR ina minyororo miwili tu ya peptidi (α na β minyororo), yote ambayo hupanda utando wa cytoplasmic wa seli T.

TCRs ni maalum ya epitope, na imekadiriwa kuwa seli za T milioni 25 zilizo na TCRs za kipekee za kisheria za epitope zinahitajika kulinda mtu binafsi dhidi ya aina mbalimbali za vimelea vya microbial. Kwa sababu jenomu ya binadamu ina jeni 25,000 tu, tunajua kwamba kila TCR maalum haiwezi encoded na seti yake ya jeni. Hii inaleta swali la jinsi idadi kubwa ya seli za T zilizo na mamilioni ya TCRs maalum zinaweza kupatikana. Jibu ni mchakato unaoitwa rearrangement ya maumbile, ambayo hutokea katika thymus wakati wa hatua ya kwanza ya uteuzi wa thymic.

Jeni ambazo zinasimbo kwa mikoa ya kutofautiana za TCR zinagawanywa katika makundi tofauti ya jeni yanayoitwa variable (V), utofauti (D), na kujiunga na makundi (J). Makundi ya jeni yanayohusiana na mlolongo α wa TCR yanajumuisha makundi 70 au zaidi tofauti _{ya V α} na makundi 61 tofauti _{ya J α}. Makundi ya jeni yanayohusiana na mnyororo β wa TCR yanajumuisha makundi 52 tofauti ya V _β, makundi mawili tofauti _{ya D β}, na makundi 13 tofauti _{ya J β}. Wakati wa maendeleo ya TCR ya kazi katika thymus, upyaji wa maumbile katika seli ya T huleta pamoja sehemu moja ya V _α na sehemu moja ya J _α kwa msimbo kwa eneo la kutofautiana la mlolongo α. Vilevile, upyaji wa maumbile huleta mojawapo ya makundi ya V _β pamoja na moja ya makundi ya D _β na mojawapo ya makundi ya TJ _β kwa msimbo kwa eneo la kutofautiana la mnyororo β. Mchanganyiko wote unaowezekana wa rearrangements kati ya makundi mbalimbali ya V, D, na J hutoa utofauti wa maumbile unaohitajika kuzalisha mamilioni ya TCRs na mikoa ya kipekee ya epitope maalum ya kutofautiana.

Kielelezo\(\PageIndex{4}\): T-kiini receptor spans utando cytoplasmic na miradi variable kisheria mikoa katika nafasi ya ziada ili kumfunga antijeni kusindika kuhusishwa na MHC I au MHC II molekuli.

Zoezi\(\PageIndex{3}\)

1. Je, ni kufanana na tofauti kati ya TCRs na immunoglobulins?
2. Ni mchakato gani unaotumiwa kutoa mamilioni ya maeneo ya kipekee ya kisheria ya TCR?

Utekelezaji na Tofauti ya seli za Msaidizi T

Msaidizi T seli inaweza tu ulioamilishwa na APCs kuwasilisha epitopes kusindika kigeni kwa kushirikiana na MHC II. Hatua ya kwanza katika mchakato wa uanzishaji ni kutambua TCR ya epitope maalum ya kigeni iliyotolewa ndani ya cleft ya MHC II ya kupambana na antigen. Hatua ya pili inahusisha mwingiliano wa CD4 kwenye kiini cha msaidizi wa T na kanda ya molekuli ya MHC II tofauti na cleft ya kisheria ya antigen. Mwingiliano huu wa pili unaweka nanga tata ya MHC II-TCR na kuhakikisha kwamba kiini cha msaidizi T kinatambua epitope ya kigeni (“isiyo ya kujitegemea”) na antijeni ya “binafsi” ya APC; utambuzi wote unahitajika kwa uanzishaji wa seli. Katika hatua ya tatu, kiini cha APC na T hutoa cytokines zinazoamsha kiini cha msaidizi wa T. Msaidizi ulioamilishwa T kiini kisha huenea, kugawanywa na mitosis kuzalisha seli za msaidizi wa seli za T za clonal ambazo zinafautisha katika subtypes na kazi tofauti (Kielelezo\(\PageIndex{5}\)).

Kielelezo\(\PageIndex{5}\): Mchoro huu unaonyesha uanzishaji wa kiini cha msaidizi wa T (usioamilishwa) na kiini cha kuwasilisha antigen na kuenea kwa baadae na upambanuzi wa kiini cha T kilichoamilishwa katika subtypes tofauti.

Vipengele vya msaidizi wa T vinaweza kutofautisha katika moja ya subtypes nne tofauti, muhtasari katika Jedwali\(\PageIndex{2}\). Mchakato wa kutofautisha unaongozwa na cytokines zilizofichwa na APC. Kulingana na ambayo cytokines iliyofichwa ya APC inaingiliana na kiini cha msaidizi wa T kilichoamilishwa, kiini kinaweza kutofautisha katika kiini cha msaidizi wa T 1 (T _H 1), kiini cha msaidizi wa T 2 (T _H 2), au kiini cha msaidizi wa kumbukumbu T. Aina mbili za seli za msaidizi T ni seli za athari za muda mfupi, maana yake ni kwamba hufanya kazi mbalimbali za majibu ya kinga ya haraka. Kwa upande mwingine, seli za msaidizi wa kumbukumbu za T zinaishi kwa muda mrefu; zinatengenezwa kwa “kukumbuka” antigen maalum au epitope ili kuunda majibu ya haraka, yenye nguvu, ya sekondari kwa ufuatiliaji unaofuata.

T _H 1 seli secrete cytokines yao wenyewe ambayo ni kushiriki katika kuchochea na orchestrating seli nyingine kushiriki katika adaptive na innate kinga. Kwa mfano, huchochea seli za cytotoxic T, kuimarisha mauaji yao ya seli zilizoambukizwa na kukuza upambanuzi katika seli za kumbukumbu za cytotoxic T. Seli za T _H 1 pia huchochea macrophages na neutrophils kuwa na ufanisi zaidi katika mauaji yao ya bakteria ya intracellular. Wanaweza pia kuchochea seli za NK kuwa na ufanisi zaidi katika kuua seli za lengo.

T _H 2 seli na jukumu muhimu katika orchestrating majibu ya kinga ugiligili kwa njia ya secretion yao ya cytokines kwamba kuamsha seli B na moja kwa moja B kiini tofauti na uzalishaji antibody. Cytokines mbalimbali zinazozalishwa na seli T _H 2 orchestrate antibody darasa byte, ambayo inaruhusu seli B kubadili kati ya uzalishaji wa IgM, IgG, IgA, na IgE kama inahitajika kutekeleza kazi maalum antibody na kutoa pathogen-specific majibu ya kinga ya ugiligili.

Aina ndogo ya tatu ya seli za msaidizi T zinazoitwa seli za T _H 17 ziligunduliwa kupitia uchunguzi kwamba kinga dhidi ya maambukizi mengine haihusiani na seli za T _H 1 au T _H 2. T _H 17 seli na cytokines wao kuzalisha kuonekana kuwa hasa kuwajibika kwa ajili ya ulinzi wa mwili dhidi ya maambukizi sugu mucocutaneous. Wagonjwa ambao hawana kutosha T _H 17 seli katika mucosa (kwa mfano, wagonjwa wa VVU) wanaweza kuwa zaidi wanahusika na bacteremia na maambukizi ya utumbo. ¹

Jedwali\(\PageIndex{2}\): Subtypes ya Msaidizi T seli

Aina ndogo	Kazi
T H 1 seli	Kuimarisha seli za cytotoxic T na kuzalisha seli za kumbukumbu za cytotoxic
	Kuhamasisha macrophages na neutrophils (PMNs) kwa mauaji ya ufanisi zaidi ya intracellular ya vimelea
	Kuchochea seli za NK kuua kwa ufanisi zaidi
T H 2 seli	Kuchochea uanzishaji wa seli B na upambanuzi katika seli za plasma na seli za kumbukumbu B
	Darasa la antibody moja kwa moja linapoingia seli B
T H 17 seli	Kuimarisha kinga dhidi ya maambukizi maalum kama vile maambukizi ya muda mrefu ya mucocutaneous
Kumbukumbu msaidizi T seli	“Kumbuka” pathogen maalum na mlima majibu yenye nguvu, ya haraka ya sekondari juu ya mfiduo upya

Utekelezaji na Tofauti ya seli za Cytotoxic T

Seli za Cytotoxic T (pia hujulikana kama lymphocytes T cytotoxic, au CTL) zinaanzishwa na APC katika mchakato wa hatua tatu sawa na ule wa seli za msaidizi T. Tofauti muhimu ni kwamba uanzishaji wa seli za cytotoxic T unahusisha kutambua antigen iliyotolewa na MHC I (kinyume na MHC II) na mwingiliano wa CD8 (kinyume na CD4) na tata ya receptor. Baada ya mafanikio ya ushirikiano wa epitope ya kigeni na antijeni binafsi, uzalishaji wa cytokines na APC na kiini cha cytotoxic T huamsha kuenea kwa clonal na kutofautisha. Activated seli cytotoxic T inaweza kutofautisha katika effector seli cytotoxic T kwamba lengo vimelea kwa uharibifu au seli kumbukumbu kwamba ni tayari kukabiliana na exposures baadae.

Kama ilivyoelezwa, kuenea na upambanuzi wa seli za cytotoxic T pia huchochewa na cytokines zilizofichwa kutoka seli za T _H 1 zilizoamilishwa na epitope sawa ya kigeni. Kichocheo cha ushirikiano kinachotokana na seli hizi za T _H 1 hutolewa na cytokines zilizofichwa. Ingawa inawezekana kwa uanzishaji wa seli za cytotoxic T kutokea bila kusisimua kutoka seli za T _H 1, uanzishaji sio ufanisi au wa kudumu.

Mara baada ya kuanzishwa, seli za cytotoxic T hutumika kama seli za athari za kinga za mkononi, kutambua na kuua seli zilizoambukizwa na vimelea vya intracellular kupitia utaratibu unaofanana sana na ule wa seli za NK. Hata hivyo, wakati seli za NK zinatambua ishara zisizo za kipekee za shida ya kiini au hali isiyo ya kawaida, seli za cytotoxic T hutambua seli zilizoambukizwa kupitia uwasilishaji wa antigen ya epitopes maalum ya pathogen inayohusishwa na MHC I. mara baada ya kutambuliwa kiini cha kuambukizwa, TCR ya seli ya cytotoxic T hufunga kwa epitope na hutoa perforin na granzymes zinazoharibu kiini kilichoambukizwa (Kielelezo\(\PageIndex{6}\)). Perforin ni protini ambayo inajenga pores katika seli lengo, na granzymes ni proteases kwamba kuingia pores na kushawishi apoptosis. Utaratibu huu wa kifo cha kiini kilichopangwa ni njia inayodhibitiwa na yenye ufanisi ya kuharibu na kuondoa seli zilizoambukizwa bila kutolewa kwa vimelea ndani ili kuambukiza seli za jirani, kama zinaweza kutokea kama seli zilizoambukizwa zilikuwa lysed tu.

Kielelezo\(\PageIndex{6}\): takwimu hii inaonyesha uanzishaji wa naïve (unactivated) cytotoxic T kiini (CTL) na antijeni kuwasilisha MHC I molekuli juu ya kuambukizwa kiini mwili. Mara baada ya kuanzishwa, CTL inatoa perforin na granzymes kwamba kuvamia kiini kuambukizwa na kushawishi kudhibitiwa kifo kiini, au apoptosis.

Unganisha na Kujifunza

Katika video hii, unaweza kuona cytotoxic T kiini inducing apoptosis katika seli lengo.

Zoezi\(\PageIndex{4}\)

1. Linganisha na kulinganisha uanzishaji wa seli za msaidizi T na seli za cytotoxic T.
2. Je! Ni kazi gani tofauti za subtypes ya kiini cha msaidizi wa T?
3. Nini utaratibu wa uharibifu wa CTL-mediated wa seli zilizoambukizwa?

Superantigens na Utekelezaji usio na udhibiti wa seli za T

Wakati uanzishaji wa seli T unadhibitiwa na umewekwa, matokeo yake ni majibu ya kinga ambayo yanafaa katika kupambana na maambukizi. Hata hivyo, ikiwa uanzishaji wa seli T hauwezi kudhibitiwa na kupindukia, matokeo yanaweza kuwa hatari ya kutishia maisha. Vimelea vingine vya bakteria na virusi vinazalisha sumu inayojulikana kama superantigens (tazama Mambo ya Virulence ya Vimelea vya Bakteria na Virusi) ambazo zinaweza kusababisha majibu hayo yasiyodhibitiwa. Inajulikana bakteria superantigens pamoja sumu mshtuko syndrome sumu (TSST), staphylococcal enterotoxins, streptococcal pyrogenic sumu, streptococcal superantigen, na streptococcal mitogen Virusi zinazojulikana kuzalisha superantigens ni pamoja na Epstein-Barr virusi (binadamu herpesvirus 4), cytomegalovirus (binadamu herpesvirus 5), na wengine.

Utaratibu wa uanzishaji wa seli T na superantigens unahusisha kumfunga kwao kwa wakati mmoja kwa molekuli ya MHC II ya APC na kanda ya kutofautiana ya mnyororo wa TCR β. Kisheria hii hutokea nje ya cleft antijeni kisheria ya MHC II, hivyo superantigen itakuwa daraja pamoja na kuamsha MHC II na TCR bila utambuzi maalum wa kigeni epitope (Kielelezo\(\PageIndex{7}\)). Matokeo yake ni kutolewa kwa kiasi kikubwa, bila kudhibitiwa kwa cytokines, mara nyingi huitwa dhoruba ya cytokine, ambayo huchochea majibu mengi ya uchochezi. Hii inaweza kusababisha kupungua kwa hatari kwa shinikizo la damu, mshtuko, kushindwa kwa chombo mbalimbali, na uwezekano, kifo.

Kielelezo\(\PageIndex{7}\): (a) Macrophage katika takwimu hii inawasilisha epitope ya kigeni ambayo haifani na TCR ya kiini cha T. Kwa sababu kiini cha T hakitambui epitope, haijaamilishwa. (b) Macrophage katika takwimu hii inawasilisha superantigen ambayo haijatambuliwa na TCR ya seli T, lakini superantigen bado ina uwezo wa kuunganisha na kumfunga molekuli ya MHC II na TCR. Uanzishaji huu usio na udhibiti, usio na udhibiti wa kiini cha T husababisha kutolewa kwa kiasi kikubwa kwa cytokines zinazoamsha seli nyingine za T na kusababisha kuvimba kwa kiasi kikubwa. (mikopo: mabadiliko ya kazi na “Microbiotic” /YouTube)

Zoezi\(\PageIndex{5}\)

1. Je, ni mifano gani ya superantigens?
2. Je, superantigen inaamsha kiini cha msaidizi wa T?
3. Je, superantigen ina athari gani kwenye kiini cha T?

Uchunguzi katika Point: Superantigens

Melissa, mwanamke mwenye umri wa miaka 22 mwenye afya, huleta kwenye chumba cha dharura na mpenzi wake mwenye wasiwasi. Analalamika kwa mwanzo wa ghafla wa homa kubwa, kutapika, kuhara, na maumivu ya misuli. Katika mahojiano yake ya awali, anamwambia daktari aliyehudhuria kuwa yeye ni juu ya udhibiti wa uzazi wa homoni na pia ni siku mbili katika sehemu ya hedhi ya mzunguko wake. Yeye hana dawa nyingine na haitumii madawa yoyote au pombe. Yeye si mvutaji sigara. Yeye si ugonjwa wa kisukari na sasa hana maambukizi ya aina yoyote kwa ujuzi wake.

Wakati wa kusubiri katika chumba cha dharura, shinikizo la damu la Melissa huanza kushuka kwa kasi na hali yake ya akili huharibika kwa kuchanganyikiwa kwa ujumla. Daktari anaamini anaweza kuteseka kutokana na ugonjwa wa mshtuko wa sumu (TSS). TSS husababishwa na sumu TSST-1, superantigen inayohusishwa na Staphylococcus aureus, na matumizi yasiyofaa ya kisodo ni sababu ya kawaida ya maambukizi yanayoongoza kwa TSS. Superantigen haifai kuchochea uanzishaji wa seli T na kutolewa kwa cytokine nyingi, na kusababisha majibu makubwa na ya utaratibu wa uchochezi ambayo yanaweza kuwa mbaya.

Swabs ya uke au ya kizazi inaweza kuchukuliwa ili kuthibitisha kuwepo kwa microbe, lakini vipimo hivi si muhimu kufanya kulingana na dalili za Melissa na historia ya matibabu. Daktari anaelezea upungufu wa maji, tiba ya kuunga mkono, na antibiotics ili kuzuia maambukizi ya bakteria. Pia anaagiza madawa ya kulevya ili kuongeza shinikizo la damu la Melissa. Melissa anatumia siku tatu hospitali akipata matibabu; kwa kuongeza, kazi yake ya figo inafuatiliwa kwa sababu ya hatari kubwa ya kushindwa kwa figo inayohusishwa na TSS. Baada ya masaa 72, Melissa ni vizuri kutosha kutolewa ili kuendelea na kupona kwake nyumbani.

Zoezi\(\PageIndex{6}\)

Kwa njia gani tiba ya antibiotic ingeweza kusaidia kupambana na superantigen?

Mwelekeo wa kliniki: Sehemu ya 2

Lymph nodes ya kuvimba ya Olivia, tumbo, na wengu zinaonyesha majibu yenye nguvu ya kinga kwa maambukizi ya utaratibu yanaendelea. Aidha, Olivia mdogo anasita kugeuza kichwa chake na inaonekana kuwa na maumivu makali ya shingo. Daktari anaagiza hesabu kamili ya damu, utamaduni wa damu, na kupigwa kwa lumbar. Maji ya cerebrospinal (CSF) yaliyopatikana yanaonekana mawingu na yanatathminiwa zaidi na tathmini ya stain ya Gram na utamaduni kwa vimelea vya bakteria. Hesabu kamili ya damu inaonyesha idadi kubwa ya seli nyeupe za damu katika damu ya Olivia. Ongezeko la seli nyeupe za damu huandikwa kwa 28.5 K/μL (kiwango cha kawaida: 6.0—17.5 K/μL). Asilimia ya neutrophil ilirekodiwa kama 60% (kiwango cha kawaida: 23— 45%). Viwango vya glucose katika CSF zilisajiliwa kwenye 30 mg/100 ml (aina ya kawaida: 50—80 mg/100 ml). Hesabu ya WBC katika CSF ilikuwa 1,16/mm3 (kiwango cha kawaida: 5—20/mm ³).

Zoezi\(\PageIndex{7}\)

1. Kulingana na matokeo haya, una uchunguzi wa awali?
2. Je! Ni tiba gani iliyopendekezwa kulingana na uchunguzi huu wa awali?

Dhana muhimu na Muhtasari

• Mimea T lymphocytes huzalishwa katika marongo nyekundu ya mfupa na kusafiri kwa thymus kwa ajili ya kukomaa.
• Uchaguzi wa thymic ni mchakato wa hatua tatu wa uteuzi hasi na chanya ambao huamua ni seli za T zitakomaa na kuondoka kwenye thymus kwenye damu ya pembeni.
• Uvumilivu wa kati unahusisha uteuzi hasi wa seli za T za kujitegemea katika thymus, na uvumilivu wa pembeni unahusisha seli za nishati na udhibiti T zinazozuia majibu ya kinga ya kujitegemea na autoimmunity.
• TCR ni sawa na muundo wa immunoglobulins, lakini ni ngumu zaidi. Mamilioni ya TCRs ya kipekee ya kisheria ya epitope ni encoded kupitia mchakato wa rearrangement maumbile ya makundi V, D, na J jeni.
• T seli inaweza kugawanywa katika makundi matatu - msaidizi T seli, seli cytotoxic T, na udhibiti T seli - kulingana na usemi wao wa CD4 au CD8, molekuli MHC na ambayo wao kuingiliana kwa ajili ya uanzishaji, na kazi zao.
• Vipengele vya msaidizi T vilivyowekwa _{vinatofautiana} katika T _H 1, T _{H 2, T H} 17, au kumbukumbu ndogo za seli za T. Tofauti inaongozwa na cytokines maalum ambazo zinafunuliwa. T _H 1, T _H 2, na T _H 17 hufanya kazi tofauti zinazohusiana na kuchochea kwa ulinzi wa kinga ya kutosha na ya innate. Kumbukumbu T seli ni seli za muda mrefu ambazo zinaweza kujibu haraka kwa vifupisho vya sekondari.
• Mara baada ya kuanzishwa, seli za cytotoxic T zinalenga na kuua seli zilizoambukizwa na vimelea vya intracellular. Mauaji inahitaji utambuzi wa epitopi maalum za pathogen zilizowasilishwa kwenye uso wa seli kwa kutumia molekuli za MHC I. Kuua ni mediated na perforin na granzymes ambayo husababisha apoptosis.
• Superantigens ni protini za bakteria au virusi zinazosababisha uanzishaji usio wa kipekee wa seli za msaidizi T, na kusababisha kutolewa kwa kiasi kikubwa cha cytokines (dhoruba ya cytokine) na majibu ya utaratibu, yenye uwezekano wa kusababisha uharibifu.

maelezo ya chini

1. 1 Blaschitz C., Raffatellu M. “Th17 cytokines na gut mucosal kizuizi.” J Clin Immunol. 2010 Machi; 30 (2) :196-203. doi: 10.1007/s10875-010-9368-7.