Λεμφοκύτταρο

Εικόνα λεμφοκυττάρου από ηλεκτρονικό μικροσκόπιο.

Το λεμφοκύτταρο αποτελεί είδος λευκού αιμοσφαιρίου το οποίο απαντά στον οργανισμό σε ποσοστό 20 - 40%. Στο μικροσκόπιο μπορούμε να διακρίνουμε μικρά και μεγάλα λεμφοκύτταρα. Τα μεγάλα κοκκώδη λεμφοκύτταρα αποτελούν τα κύτταρα φυσικούς φονείς (NK cells), ενώ τα μικρότερα αποτελούνται από τα Τ και Β λεμφοκύτταρα. Τα λεμφοκύτταρα αναγνωρίζονται από τον σφαιρικό τους πυρήνα που μερικές φορές παρουσιάζεται με εντομή και συμπυκνωμένη χρωματίνη, κάτι που αποτελεί τυπικό χαρακτηριστικό κυττάρων με μικρή βιοσυνθετική δραστηριότητα. Στα επιχρίσματα του αίματος ο πυκνοχρωματικός πυρήνας διευκολύνει την αναγνώριση των λεμφοκυττάρων. Το πυρήνιο δεν είναι ορατό και αναγνωρίζεται μόνο σε φωτογραφίες ηλεκτρονικού μικροσκοπίου διέλευσης. Επίσης τα μικρά λεμφοκύτταρα έχουν μικρή ποσότητα κυτταροπλάσματος, που εμφανίζεται σαν ένας λεπτός δακτύλιος γύρω από τον πυρήνα και είναι ελαφρά βασεόφιλος, λόγω της ύπαρξης ενός σχετικά μεγάλου αριθμού ελεύθερων ριβοσωμάτων. Σε φωτογραφίες ηλεκτρονικού μικροσκοπίου διέλευσης, το κυτταρόπλασμα των μικρών λεμφοκυττάρων περιέχει ένα μικρό αριθμό αζουρόφιλων κοκκίων, μια πολύ μικρή συσκευή Golgi, λίγα μιτοχόνδρια, ελάχιστη ποσότητα ενδοπλασματικού δικτύου και μερικές φορές αθροίσματα γλυκογόνου. Στο σαρωτικό ηλεκτρονικό μικροσκόπιο η κυτταρική μεμβράνη του λεμφοκυττάρου παρουσιάζει μικρές κυτταροπλασματικές προσεκβολές, που έχουν την εμφάνιση μικρολαχνών που είναι περισσότερες και εμφανέστερες στα Β λεμφοκύτταρα.

Ωρίμανση των λεμφοκυττάρων

Τα βλαστικά κύτταρα των θηλαστικών διαφοροποιούνται σε διάφορα είδη κυττάρων του αίματος εντός του μυελού των οστών. Η διαδικασία αυτή ονομάζεται αιμοποίηση. Όλα τα λεμφοκύτταρα προέρχονται, κατά την διάρκεια αυτής της διαδικασίας, από ένα κοινό προγονικό λεμφοειδές πριν από την διαφοροποίηση στις διακριτές μορφές των λεμφοκυττάρων. Η διαφοροποίηση των λεμφοκυττάρων ακολουθεί διάφορα μονοπάτια με ιεραρχικό τρόπο. Ο σχηματισμός των λεμφοκυττάρων είναι γνωστός ως λεμφοποίηση. Τα Β κύτταρα ωριμάζουν σε Β λεμφοκύτταρα στον μυελό των οστών, ενώ τα Τ κύτταρα μεταναστεύουν και ωριμάζουν σε ένα ξεχωριστό όργανο το οποίο ονομάζεται θύμος αδένας. Μετά την ωρίμανση τα λεμφοκύτταρα εισέρχονται στην κυκλοφορία και στα περιφερικά λεμφικά όργανα (π.χ. σπλήνας και λεμφαδένες), όπου ερευνούν για την ύπαρξη παθογόνων ή και καρκινικών κυττάρων. Τα λεμφοκύτταρα συμμετέχουν στην προσαρμοστική ανοσία (δηλαδή Τ και Β κύτταρα), περαιτέρω διαφοροποίησης μετά την έκθεσή τους σε ένα αντιγόνο. Σχηματίζουν δραστικά και μνήμης λεμφοκύτταρα. Τα δραστικά λεμφοκύτταρα λειτουργούν για να εξαλείψουν το αντιγόνο, είτε με την απελευθέρωση αντισωμάτων (στη περίπτωση των Β κυττάρων), κυτταροτοξικά κοκκία (Τ κυτταροτοξικά κύτταρα) ή με σηματοδότηση προς άλλα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος (Τ βοηθητικά κύτταρα). Τα κύτταρα μνήμης παραμένουν στους περιφερικούς ιστούς και στην κυκλοφορία, για ένα εκτεταμένο χρονικό διάστημα, έτοιμα να απαντήσουν στο ίδιο αντιγόνο κατόπιν μελλοντικής έκθεσης. Ζουν εβδομάδες με χρόνια, έως και μια ολόκληρη ζωή σε σχέση με τα υπόλοιπα λευκά αιμοσφαίρια.

Εικόνα λεμφοκυττάρου σε επίχρισμα περιφερικού αίματος.

Ανοσοποιητικό σύστημα και λεμφοκύτταρο

Το ανοσοποιητικό σύστημα είναι ένα σύστημα οργάνων υπεύθυνο για την άμυνα του οργανισμού. Αποτελείται από πολλά διαφορετικά όργανα και ιστούς. Τα σημαντικότερα από αυτά είναι ο μυελός των οστών και ο θύμος αδένας. Σε αυτά δημιουργούνται και αναπτύσσονται τα ειδικά κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος. Δευτερεύοντα όργανα είναι οι αμυγδαλές, ο σπλήνας, τα λεμφογάγγλια και οι πλάκες Peyer. Οι μηχανισμοί άμυνας του οργανισμού χωρίζονται σε δύο κατηγορίες. Στους μη ειδικούς μηχανισμούς και στους ειδικούς μηχανισμούς. Στους μη ειδικούς μηχανισμούς έχουμε τη βασική αντίδραση του οργανισμού σε κάθε είδους λοιμώξεων. Ο μηχανισμός αυτός αποτελείται από τέσσερις τύπους αμυντικών φραγμών:

1. Ανατομικοί φραγμοί (δέρμα, βλεννώδεις μεμβράνες).
2. Φυσιολογικοί φραγμοί (θερμοκρασία, pH, πίεση).
3. Μηχανισμοί ενδοκυττάρωσης και κυτταροφαγίας.
4. Φλεγμονώδης αντίδραση (διαστολή αγγείων, αύξηση διαπερατότητας των τριχοειδών αγγείων του ιστού)

Ο ειδικός μηχανισμός χαρακτηρίζεται από μνήμη και δυνατότητα αναγνώρισης των αβλαβών κυττάρων από τα κατεστραμμένα ή μεταλλαγμένα κύτταρα. Το ανοσοποιητικό σύστημα αποτελείται από δύο ομάδες κυττάρων, τα λεμφοκύτταρα και τα κύτταρα παρουσίασης αντιγόνων. Τα λεμφοκύτταρα παράγονται στον μυελό των οστών και είναι δύο ειδών, Τ - λεμφοκύτταρα και Β-λεμφοκύτταρα.

Κύτταρα φυσικοί φονείς (Natural Killer Cells)

Τα κύτταρα φυσικοί φονείς είναι μέρος του ανοσοποιητικού συστήματος και παίζουν ρόλο στην άμυνα του ξενιστή σε όγκους και σε μολυσμένα από ιούς κύτταρα. Τα κύτταρα φυσικοί φονείς έχουν την ικανότητα να διακρίνουν μολυσμένα και μη μολυσμένα κύτταρα και όγκους χάρη την αναγνώριση των μεταβολών της επιφάνειας ενός μορίου που ονομάζεται MHC (Μείζον Σύμπλεγμα Ιστοσυμβατότητας) Κλάσης Ι. Το μείζον σύμπλεγμα ιστοσυμβατότητας (Major histocompatibility complex, MHC) είναι μια ομάδα μορίων στην επιφάνεια του κυττάρου όπου λειτουργούν ως αντιγόνα ιστοσυμβατότητας [4]. Το σύμπλεγμα MHC περιλαμβάνει πρωτεΐνες που κωδικοποιούνται από πολλά γονίδια που βρίσκονται στη περιοχή του χρωμοσώματος 6. Τα κύτταρα φυσικοί φονείς ενεργοποιούνται σε απόκριση από μια οικογένεια κυτοκινών οι οποίες ονομάζονται ιντερφερόνες. Οι κυτοκίνες αποτελούν μία από τις 100 ομάδες πρωτεϊνών οι οποίες παράγονται πρωτογενώς από τα λευκά αιμοσφαίρια. Παρέχουν μηνύματα για να ρυθμίσουν ανοσολογικά θέματα της κυτταρικής αύξησης και της λειτουργίας της φλεγμονής αλλά και των ειδικών ανοσολογικών αντιδράσεων. Κάθε κυτοκίνη εκκρίνεται από ένα ειδικό κύτταρο σε αντίδραση έναντι του ειδικού ερεθίσματος. Οι κυτοκίνες οι οποίες παράγονται στα μονοκύτταρα ή μακροφάγα και στα λεμφοκύτταρα, ονομάζονται μονοκίνες και λεμφοκίνες αντίστοιχα. Οι κυτοκίνες περιλαμβάνουν τις ιντερλευκίνες, τις ιντερφερόνες, τους παράγοντες νέκρωσης όγκων, την ερυθροποιητίνη και τους παράγοντες διέγερσης αποικιών. Δρουν αλλάζοντας τα κύτταρα τα οποία τις παράγουν (αυτοκρινής δράση) και μεταβάλλοντας άλλα κύτταρα κοντά στα προηγούμενα (παρακρινής δράση). Λίγες επηρεάζουν τα συστηματικά κύτταρα (ενδοκρινής δράση).

Έτσι τα ενεργοποιημένα κύτταρα φυσικοί φονείς απελευθερώνουν κυτταροτοξικά (κύτταρα θανάτωσης) κοκκία τα οποία καταστρέφουν στη συνέχεια τα μολυσμένα κύτταρα. Αυτά ονομάστηκαν «φυσικά κύτταρα φονείς» λόγω της αρχικής αντίληψης ότι δεν απαιτούν προηγούμενη ενεργοποίηση προκειμένου να σκοτώσουν τα κύτταρα που δεν συμβαδίζουν με το MHC (Μείζον Σύμπλεγμα Ιστοσυμβατότητας) κατηγορίας Ι.

Τ κύτταρα και Β κύτταρα (T cells and B cells)

Τα Τ κύτταρα (θυμοκύτταρα) και τα Β κύτταρα (θυλακοπροερχόμενα κύτταρα) είναι τα κύρια κυτταρικά συστατικά της προσαρμοστικής ανοσολογικής απόκρισης. Τα Τ κύτταρα εμπλέκονται στην κυτταρική ανοσία ενώ τα Β κύτταρα είναι κυρίως υπεύθυνα για την χυμική ανοσία (δηλαδή την ανοσία που σχετίζεται με τα αντισώματα). Η λειτουργία των Τ και Β κυττάρων είναι να αναγνωρίζουν συγκεκριμένα «μη ειδικά» αντιγόνα, κατά την διάρκεια μιας διαδικασίας η οποία είναι γνωστή ως παρουσίαση του αντιγόνου. Από την στιγμή που έχουν εντοπίσει έναν εισβολέα, τα κύτταρα παράγουν συγκεκριμένες απαντήσεις οι οποίες είναι προσαρμοσμένες στη συγκεκριμένη μέγιστη εξάλειψη παθογόνων παραγόντων ή παθογόνων μολυσμένων κυττάρων. Τα Β κύτταρα αποκρίνονται στα παθογόνα με την παραγωγή μεγάλων ποσοτήτων αντισωμάτων, τα οποία εξουδετερώνουν στην συνέχεια ξένους εισβολείς όπως βακτήρια και ιούς. Ως απάντηση σε παθογόνους οργανισμούς μερικά Τ κύτταρα που ονομάζονται Τ βοηθητικά κύτταρα, παράγουν κυτοκίνες που κατευθύνουν την ανοσολογική απόκριση, ενώ άλλα κύτταρα Τ που ονομάζονται κυτταροτοξικά Τ κύτταρα, παράγουν τοξικά κοκκία που περιέχουν ισχυρά ένζυμα τα οποία επάγουν τον θάνατο στα παθογόνα- μολυσμένα κύτταρα. Μετά την ενεργοποίησή τους τα Β και Τ κύτταρα αφήνουν μια μόνιμη κληρονομιά των αντιγόνων που αντιμετωπίζουν, υπό την μορφή των κυττάρων μνήμης. Καθ’ όλη την διάρκεια ζωής ενός ανθρώπου τα κύτταρα μνήμης θα «θυμούνται» κάθε συγκεκριμένο αντιγόνο που αντιμετώπισαν και είναι σε θέση να εξαπολύσουν μια ισχυρή και ταχεία απάντηση αν το παθογόνο αυτό εμφανιστεί ξανά.

Χαρακτηριστικά

Μικροσκοπικά, σε χρωματισμένο επίχρισμα περιφερικού αίματος με χρώση Wright, ένα φυσιολογικό λεμφοκύτταρο έχει ένα μεγάλο, σκουρόχρωμο πυρήνα με λίγο ή καθόλου εωσινιφιλικό κυτταρόπλασμα. Σε κανονικές συνθήκες το πάχος και η πυκνότητα του πυρήνα ενός λεμφοκυττάρου είναι περίπου το μέγεθος ενός ερυθρού αιμοσφαιρίου (περίπου 7 μm διάμετρο). Ορισμένα λεμφοκύτταρα δείχνουν μια περιπυρηνική ζώνη (ή άλω) γύρω από τον πυρήνα ή μπορούν να παρουσιάζουν μικρές διαυγής ζώνες στην μία πλευρά του πυρήνα. Τα πολυριβοσώματα είναι ένα εξέχον χαρακτηριστικό των λεμφοκυττάρων και εύκολα μπορεί να τα διακρίνει κανείς με ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο. Τα ριβοσώματα εμπλέκονται στην σύνθεση των πρωτεΐνών, που επιτρέπει την παραγωγή μεγάλων ποσοτήτων των κυτοκινών και των ανοσοσφαιρινών από τα κύτταρα αυτά. Η διάκριση των Β και Τ κυττάρων γίνεται με κυτταρομετρία ροής. Η δοκιμασία αυτή μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να προσδιορίσει ειδικά το ποσοστό των λεμφοκυττάρων που περιέχουν έναν συγκεκριμένο συνδυασμό των ειδικών πρωτεϊνών της κυτταρικής επιφάνειας, όπως ανοσοσφαιρίνες ή ένα «σύμπλεγμα διαφοροποίησης» (Cluster Differentiation ή CD) ή δείκτες που παράγουν συγκεκριμένες πρωτεΐνες (για π.χ. κυτταροκίνες με ενδοκυττάρια χρώση κυτοκίνης. Με σκοπό να μελετηθεί η λειτουργία ενός λεμφοκυττάρου βάση των πρωτεϊνών που δημιουργεί, χρησιμοποιούνται επιστημονικές τεχνικές όπως η ELISPOT ή ακόμη μπορούν να χρησιμοποιηθούν διαφορετικές τεχνικές ανίχνευσης εκκρίσεων.

Επιφανειακοί δείκτες αναγνώρισης λεμφοκυττάρων:

Τάξη	Λειτουργία	Αναλογία	Φαινοτυπικοί δείκτες
Κύτταρα φυσικοί φονείς	Λύση των ιικά μολυσμένων κυττάρων και των ογκοκυττάρων	7% (2 - 13%)	CD16, CD56 αλλά όχι CD3
Τ βοηθητικά κύτταρα	Απελευθέρωση κυτοκινών και παραγωγή αυξητικών παραγόντων που ρυθμίζουν άλλα κύτταρα του ανοσοποιητικού	46% (28 - 59%)	TCRαβ, CD3 και CD4
Τ κυτταροτοξικά κύτταρα	Λύση των ιικά μολυσμένων κυττάρων, των καρκινικών κυττάρων και των αλλομοσχευμάτων	19% (13 - 32%)	TCRαβ, CD3 και CD8
γδ Τ κύτταρα	Ανοσοποίηση και κυτταροτοξικότητα	5% (2 - 8%)	TCRγδ και CD3
Β κύτταρα	Έκκριση αντισωμάτων	23% (18 - 47%)	MHC τάξης II, CD19 και CD21

Τα λεμφοκύτταρα μετακινούνται από λεμφαδένα σε λεμφαδένα. Αυτό έρχεται σε αντίθεση με τα μακροφάγα τα οποία παραμένουν στάσιμα.

Λεμφοκύτταρα και ασθένειες

Ο αριθμός των λεμφοκυττάρων είναι συνήθως μέρος του πλήρη αριθμού κυττάρων του περιφερικού αίματος και εκφράζεται ως το ποσοστό των λεμφοκυττάρων που μετρήθηκαν στο συνολικό αριθμό των λευκών αιμοσφαιρίων. Η αύξηση του αριθμού των λεμφοκυττάρων χαρακτηρίζεται ως λεμφοκυττάρωση, ενώ η μείωση ως λεμφοπενία. Μια αύξηση στην συγκέντρωση των λεμφοκυττάρων είναι συνήθως σημάδι μιας ιογενούς λοίμωξης (σε σπάνια περίπτωση λευχαιμίας, εάν υπάρξει αφύσικη αύξηση των λεμφοκυττάρων σε ένα κατά τα άλλα φυσιολογικό άτομο). Μια χαμηλή ή κανονική προς χαμηλή απόλυτη συγκέντρωση λεμφοκυττάρων συνδέεται με αυξημένα ποσοστά μόλυνσης μετά από χειρουργική επέμβαση ή τραύμα. Η ύπαρξη χαμηλού αριθμού Τ λεμφοκυττάρων λαμβάνει χώρα όταν ο ιός της ανθρώπινης ανοσοανεπάρκειας (HIV) μολύνει και καταστρέφει τα Τ κύτταρα (ειδικά, τα CD4 + υποομάδα των Τ-λεμφοκυττάρων). Χωρίς την ανοσία που παρέχουν αυτά τα Τ κύτταρα, το σώμα γίνεται ευπαθές σε ευκαιριακές λοιμώξεις οι οποίες διαφορετικά δεν θα επηρέαζαν υγιείς ανθρώπους. Η έκταση της εξέλιξης του HIV τυπικά προσδιορίζεται με μέτρηση του ποσοστού των CD4 + Τ κυττάρων στο αίμα του ασθενούς. Οι επιδράσεις άλλων ιών ή λεμφοκυτταρικές διαταραχές μπορούν επίσης συχνά να εκτιμηθούν με τον υπολογισμό του αριθμού των λεμφοκυττάρων που υπάρχουν στο αίμα. Όταν τα κύτταρα της λεμφοειδούς οικογένειας αρχίζουν να αναπτύσσονται, μεταφέρονται προς άλλα όργανα του σώματος συμπεριλαμβανομένου του θύμου αδένα, των λεμφαδένων, και των άλλων ιστών. Αν αποτύχουν τα κύτταρα να ωριμάσουν περαιτέρω σε αυτές τις περιοχές, ή να δυσλειτουργήσουν, προκύπτει μια ασθένεια (που σχετίζεται με τη λευχαιμία) και αποκαλείται κακοήθες λέμφωμα (malignant lymphoma). Ορισμένα λεμφώματα, (σε αντίθεση με τη λευχαιμία), μπορεί να είναι εντοπισμένα σε ένα συγκεκριμένο ιστό. Το λέμφωμα μπορεί να αναπτύσσεται αργά ή επιθετικά. Ορισμένοι όγκοι λεμφαδένων αποκαλούνται νόσος του Hodgkin (Hodgkin's disease) ενώ άλλοι αποκαλούνται μη Hodgkin λεμφώματα (non-Hodgkin’s lymphoma). Επίσης υπάρχει και ένας ειδικός τύπος λεμφοειδούς κακοήθειας, ο οποίος προσβάλλει τα πολύ ώριμα κύτταρα του σώματος που παράγουν αντισώματα, τα οποία αποκαλούνται πλασματοκύτταρα. Αυτή η ασθένεια ονομάζεται πολλαπλό μυέλωμα (multiple myeloma). Οι τέσσερις συνήθεις τύποι λευχαιμίας είναι:

• Οξεία Λεμφοβλαστική Λευχαιμία (Acute Lymphoblastic Leukaemia - ALL)
• Χρόνια Λεμφοκυτταρική Λευχαιμία (Chronic Lymphocytic Leukaemia - CLL)
• Οξεία Μυελοειδής Λευχαιμία (Acute Myeloid Leukaemia - AML)
• Χρόνια Μυελοειδής Λευχαιμία (Chronic Myeloid Leukaemia - CML)

Η οξεία λευχαιμία (Acute leukaemia) εμφανίζεται όταν προσβάλλονται τα κύτταρα στην έναρξη της ζωής τους. Αυτό σημαίνει ότι τα κύτταρα παραμένουν ανώριμα και δεν λειτουργούν καθόλου. Ο ασθενής με οξεία μορφή λευχαιμίας είναι επομένως πιθανότερο να πάσχει από λοίμωξη, αιμορραγία, και αναιμία, και σχεδόν πάντα χρειάζεται άμεση θεραπευτική αγωγή. Η χρόνια λευχαιμία (Chronic leukaemia) εμφανίζεται όταν προσβάλλονται πιο «ώριμα» κύτταρα. Συχνά αυτά τα κύτταρα διατηρούν μεγάλο μέρος της φυσιολογικής τους λειτουργίας, και είναι λιγότερο πιθανή η αναιμία, η αιμορραγία και η λοίμωξη. Αυτοί οι ασθενείς δεν χρειάζονται πάντα άμεση θεραπεία και ορισμένοι μπορεί να μη χρειαστούν ποτέ θεραπευτική αγωγή. Οι λευχαιμίες είναι είτε μυελογενείς είτε λεμφογενείς. Όταν προσβληθεί ο μυελός, από όπου πρόκειται να σχηματιστούν τελικά τα αιμοπετάλια, τα ερυθρά αιμοσφαίρια, τα κοκκιοκύτταρα και τα μονοκύτταρα, η λευχαιμία αποκαλείται μυελοειδής (myeloid), μυελοκυτταρική (myelocytic), μυελογενής (myelogenous), ή κοκκιοκυτταρική (granulocytic) λευχαιμία. Όταν προσβάλλονται τα κύτταρα που πρόκειται να γίνουν λεμφοκύτταρα αποκαλείται λεμφοβλαστική (lymphoblastic), λεμφοειδής (lymphoid), λεμφοκυτταρική (lymphocytic), ή λεμφική (lymphatic) λευχαιμία.

Ογκοδιεισδυτικά λεμφοκύτταρα

Σε ορισμένες μορφές καρκίνου, π.χ. μελάνωμα και καρκίνος του παχέος εντέρου, τα λεμφοκύτταρα μπορούν να μεταναστεύσουν και να επιτεθούν στον όγκο. Αυτό μπορεί μερικές φορές να οδηγήσει σε υποχώρηση του πρωτογενούς όγκου.