Λειτουργία των Τ-κυττάρων στον αδένα του θύμου

Βρίσκεται ακριβώς κάτω από το στήθος, ή το στέρνο, και πάνω από την καρδιά, ο αδένας σχήματος Η είναι ένα όργανο λεμφοειδούς συστήματος που δρα στο ανοσοποιητικό σύστημα του σώματος. Είναι μεγαλύτερο κατά την παιδική ηλικία και την εφηβεία, γίνεται μικρότερο με την ηλικία, έως ότου γηρατειά, αντικαθίσταται κυρίως από λιπώδη ιστό. Τα Τ-κύτταρα ξεκινούν ως αδιαφοροποίητα λευκά αιμοσφαίρια που ονομάζονται λεμφοκύτταρα στο μυελό των οστών. Ταξιδεύουν μέσω του συστήματος αίματος στον θύμο αδένα, όπου ωριμάζουν σε Τ-κύτταρα που προστατεύουν από ιούς, βακτήρια, μύκητες και άλλες ασθένειες.

Τα λεμφοκύτταρα μετακινούνται στον φλοιό του θύμου αδένα. Εδώ τα επιθηλιακά δικτυωτά κύτταρα, που ονομάζονται επίσης θυμικά κύτταρα νοσοκόμου, περιβάλλουν τα λεμφοκύτταρα. Τα νοσοκόμα κύτταρα επιλέγουν και μεταμορφώνουν λεμφοκύτταρα σε Τ-κύτταρα, που σημαίνει κύτταρα προερχόμενα από θύμο αδένα. Η λειτουργία των Τ-κυττάρων μέσα στον θύμο αδένα είναι να υποβληθεί στη διαδικασία επιλογής και ωρίμανσης που τα μετατρέπει σε συστατικά του ανοσοποιητικού συστήματος. Η διαδικασία μετασχηματισμού είναι πολύπλοκη και διαρκεί περίπου ένα μήνα. Ο θύμος αδένας είναι σαν σχολή εκπαίδευσης λεμφοκυττάρων και μόνο περίπου το 95% των εισερχόμενων λεμφοκυττάρων το καταφέρνουν.

Μετά την είσοδο του θυμικού φλοιού, ένα φράγμα απομόνωσης διαφόρων τύπων κυττάρων θύμου αγκαλιάζει τα πιθανά Τ-κύτταρα. Το φράγμα εμποδίζει την έκθεση στα κύτταρα του ίδιου του σώματος, έτσι ώστε τα μη διαφοροποιημένα λεμφοκύτταρα να μην ευαισθητοποιηθούν σε αυτά. Μετά το σχηματισμό φραγμού, τα κύτταρα νοσοκόμου δοκιμάζουν τα αναπτυσσόμενα Τ-κύτταρα εκθέτοντάς τα σε ξένα και αυτο-αντιγόνα. Τα λεμφοκύτταρα που δεν μπορούν να αναγνωρίσουν ξένα αντιγόνα ή δεν αναγνωρίζουν τα αυτο-αντιγόνα επιλέγονται αρνητικά και θανατώνονται από μακροφάγα, ένα άλλο είδος λευκών αιμοσφαιρίων. Τα λεμφοκύτταρα που αναγνωρίζουν ξένα αντιγόνα επιβιώνουν και υποβάλλονται σε περαιτέρω εκπαίδευση.

Αφού επιλεγούν ως πιθανά Τ-κύτταρα, τα λεμφοκύτταρα αναπτύσσονται περαιτέρω με έκθεση σε πολλά είδη μορίων που εκκρίνονται από ομάδες επιθηλιακών κυττάρων εντός των μυελών περιοχών του θύμου. Με επαναλαμβανόμενη χημική σηματοδότηση μεταξύ κυττάρων νοσοκόμων και λεμφοκυττάρων, τα λεμφοκύτταρα εξελίσσονται προοδευτικά σε τρεις βασικούς τύπους εξειδικευμένων Τ-κυττάρων ανοσοποιητικού συστήματος. Σε αντίθεση με τα γενικευμένα λευκά αιμοσφαίρια - όπως οι μακροφάγοι, τα οποία προσβάλλουν ένα ευρύ φάσμα παραγωγής αντιγόνων παθογόνα - τα Τ-κύτταρα αποκρίνονται σε ένα μόνο αντιγόνο, όπως ένας συγκεκριμένος τύπος ιού ή ένα δεδομένο στέλεχος βακτήρια. Δεδομένου ότι υπάρχουν τόσοι πολλοί πιθανοί μολυσματικοί παράγοντες, εκτιμάται ότι ένας θύμος αδένας παράγει 25 εκατομμύρια έως ένα δισεκατομμύριο διαφορετικά Τ-κύτταρα.

Αφού τα Τ-κύτταρα ανταποκρίθηκαν στην επιλογή και εκπαίδευση στο θύμο, προκύπτουν τρεις βασικοί τύποι: κυτταροτοξικά, βοηθητικά και ρυθμιστικά Τ-κύτταρα. Τα κυτταροτοξικά Τ-κύτταρα, ή τα φονικά Τ-κύτταρα, έχουν μια διάταξη κλειδώματος και κλειδιού με ένα ειδικό αντιγόνο συνδεδεμένο με ένα φυσιολογικό συστατικό κυττάρων γνωστό ως ένα κύριο σύμπλεγμα ιστοσυμβατότητας. Κλειδώνουν στο αντιγόνο για το οποίο έχουν προγραμματιστεί και σκοτώνουν το μολυσμένο κύτταρο. Τα βοηθητικά Τ-κύτταρα δεν επιτίθενται ή σκοτώνουν τους εισβολείς, αλλά ενεργούν ως συντονιστές μεταξύ άλλων συστατικών του ανοσοποιητικού συστήματος. Τα ρυθμιστικά Τ-κύτταρα προκύπτουν από τροποποίηση από στρογγυλεμένες δομές θύμου που ονομάζονται σωματίδια Hassall. Τα πτώματα εντοπίζουν απορριφθέντα Τ-κύτταρα που βρέθηκαν να προσβάλλουν τους ιστούς του σώματος, αλλά κατά κάποιον τρόπο δεν σκοτώθηκαν, και τα μετατρέπει σε κελιά αστυνομικών που καταστρέφουν άλλα αδίστακτα απορριφθέντα κύτταρα που διαφορετικά θα προκαλούσαν αυτοάνοση προβλήματα. Μόλις ωριμάσουν τα Τ-κύτταρα, εισέρχονται στην κυκλοφορία του αίματος και στους λεμφαδένες για να κάνουν τη δουλειά τους.