мини|300px|Antigen prezentacija stimuliše T ćelije da postanu bilo citotoksične -{CD8+}- ćelije ili "pomoćne" -{CD4+}- ćelije. мини|десно|300px|Funkcija T pomoćnih ćelija: Antigen prezentujuća ćelije (-{APC}-) prezentiraju antigen na njihovim Klasa -{II MHC}- molekulima (-{MHC2}-). Pomoćne T ćelije ih prepoznaju, uz pomoć njihovog izražavanja -{CD4}- koreceptora (-{CD4+}-). Aktivacija pomoćnih T ćelija uzrokuje oslobađanje citokina i drugih stimulatornih signala (zelena strelica) koji stimulišu aktivnost makrofaga, T ćelija ubica i B ćelija (koje proizvode antitela).

T pomoćne ćelije (takođe poznate kao -{Th}- ćelije) su pod-grupa limfocita (tip belih krvnih zrnaca ili leukocita) koje imaju važnu ulogu u uspostavljanju i maksimizaciji kapaciteta imunskog sistema. Te ćelije su neobične po tome što one nemaju citotoksičnu ili fagocitnu aktivnost; one ne mogu da ubiju inficirane ćelije domaćina (takođe poznate kao somatske ćelije), kao ni patogene, i bez drugih imunskih ćelija one ne bi bile korisne u borbi protiv infekcije. -{Th}- ćelije učestvuju u aktivaciji i usmeravanju drugih imunskih ćelija. One imaju posebnu važnost u imunskom sistemu. One su esencijalne u određivanju promene klase antitela B ćelija, u aktivaciji i rastu citotoksičnih T ćelija, i u maksimizaciji baktericidne aktivnosti fagocita kao što su makrofage. Ova raznolikost funkcija, i njihov uticaj na druge ćelije, daje T pomoćnim ćelijama njihovo ime.

Za zrele -{Th}- ćelije se smatra da uvek izražavaju na svojoj površini protein -{CD4}-. One se nazivaju -{CD4+ T ćelijama}-. -{CD4+}- T ćelije se generalno tretiraju kao ćelije sa ulogom pomoćnih T ćelija u okviru imunskog sistema, mada su poznati izuzeci. Na primer, postoje pod-grupe regulatornih T ćelija, prirodnih ubica T ćelija, i citotoksičnih T ćelija, za koje se zna da izražavaju -{CD4}-. Citotoksični primeri su primećeni u izuzetno niskim brojevima u specifičnim stanjima bolesti.

Važnost pomoćnih T ćelija se može videti iz primera -{HIV}- infekcije, tokom koje virus inficira ćelije koje su -{CD4+}- (uključujući T ćelije). Pri kraju -{HIV}- infekcije broj funkcionalnih -{CD4+}- T ćelija opadne, što dovodi do simptomatskog stupnja infekcije poznatog kao sindrom stečenog imunološkog deficita (-{AIDS}-). Takođe postoje neki retki poremećaji koji rezultuju u odsustvu ili disfunkciji -{CD4+}- T ćelija. Ta oboljenja proizvode slične simptome, i mnoga od njih su fatalna.

Aktivacija naivnih pomoćnih T ćelija

Nakon T ćelijskog razvoja, zrele, naivne (u smislu da nikad nisu bili izložene antigenu na koji one mogu da odgovore) T ćelije napuštaju timus i počinju da se šire kroz telo, uključujući limfne čvorove. Poput svih T ćelija, one izražavaju T-ćelijski receptor/-{CD3}- kompleks. T ćelijski receptor (-{TcR}-) se sastoji od konstantnog i varijabilnog regiona. Varijabilni region određuje na koji antigen T ćelija može da odgovori. -{CD4+}- T ćelije imaju -{TcR}- receptore sa afinitetom za klasa -{II MHC}-, i smatra se da -{CD4}- učestvuje u determinaciji -{MHC}- afiniteta tokom maturacije u timusu. Klasa -{II MHC}- proteini se generalno samo nalaze na površini specijalizovanih antigen-prezentujućih ćelija (-{APC}-). Specijalizovane antigen prezentujuće ćelije su primarno dendritske ćelije, makrofage i B ćelije, mada su B ćelije jedina grupa ćelija koja izražava -{MHC}- klasu -{II}- konstitutivno (sve vreme). Neke -{APC}- ćelije takođe vezuju prirodne (ili neprocesovane) antigene na svojoj površini, npr. folikularne dendritske ćelije. Neobrađeni antigeni ne interaguju sa T ćelijama, i ne učestvuju u njihovoj aktivaciji. Ti antigeni koji se vezuju za -{MHC}- proteine su uvek kratki peptidi, 8-10 aminokiselina dugački za -{MHC}- klasu -{I}-, i do oko 25 za -{MHC}- klasu -{II}-.

Prepoznavanje (Signal 1)

Tokom imunskog responsa, profesionalne antigen-prezentujuće ćelije (-{APC}-) vrše endocitozu (apsorbuju) strani materijal (tipično bakterije ili viruse), koje se podvrgavaju obradi, i onda prelaze sa mesta infekcije u limfne čvorove. Kad su jednom u limfnim čvorovima, -{APC}- počinje da prezentira antigen peptide vezane za klasu -{II MHC}-, to omogućava -{CD4+}- T ćelijama koje izražavaju specifične -{TCR}- receptore sa sposobnošću vezivanja za peptid/-{MHC}- komplekse da se aktiviraju.

Kad se -{Th}- ćelije suoče i prepoznaju antigen, na -{APC}- ćelijama, -{TCR}---{CD3}- kompleks se vezuje za peptid--{MHC}- kompleks na površini profesionalnih -{APC}- ćelija. -{CD4}-, koreceptor -{TCR}- kompleksa, se takođe vezuje, ali za različitu sekciju -{MHC}- molekula. Te interakcije prostorno grupišu proteine, što omogućava intracelularnim kinazama prisutnim na -{TCR, CD3}- i -{CD4}- proteinima da se međusobno aktiviraju putem fosforilacije. Uz pomoć fosfataze prisutne na intracelularnom delu -{CD45}- (koja je rasprostranjeni leukocitni antigen), ti molekuli aktiviraju glavne biohemijske puteve u citosolu -{Th}- ćelija. Ti putevi su poznati kao Signal 1 T ćelijske aktivacije, jer je to prvi i primarni proaktivacioni signal u -{Th}- ćelije. Pri naknadnim suočavanjima sa datim antigenom, memorijske T ćelije se re-aktiviraju koristeći iste -{TCR}- puteve.

Vezivanje antigen--{MHC}- para sa -{TCR}- kompleksom i -{CD4}- takođe pomaže ćelijsku adheziju -{APC}- i -{Th}- ćelija tokom -{Th}- ćelijske aktivacije. Protein integrin -{LFA-1}- na T ćelijama i -{ICAM}- na -{APC}- ćelijama su primarni molekuli adhezije te ćelijske interakcije.

Uloga glomaznog ektracelularnog -{CD45}- regiona u ćelijskoj interakciji nije poznata. -{CD45}- ima više izoformi koje menjaju veličinu u zavisnosti od -{Th}- ćelijske aktivacije i statusa maturacije. Na primer, -{CD45}- dužina se smanjuje nakon -{Th}- aktivacije (-{CD45RA+}- u -{CD45RO+}-). Nije poznato da li ta promena dužine ima uticaja na aktivaciju. Bilo je predloženo da duži -{CD45RA+}- mogu da umanje pristupnost T ćelijskim receptorima za antigen--{MHC}- molekule, čime se uslovljava potreba za porastom afiniteta (i specifičnosti) T ćelije da bi došlo do aktivacije. Kad jednom dođe do aktivacije, -{CD45}- se skraćuje, što olakšava interakcije i aktivaciju efektorskih T pomoćnih ćelija.

Verifikacija (Signal 2)

Nakon prvog -{TcR/CD3}- signala, naivne T ćelije mogu da aktiviraju drugi nezavisni biohemijski put, koji je poznat kao Signal 2. Ovaj verifikacioni korak je zaštitna mera kojom se osigurava da T ćelija odgovara na strani antigen. Ako ovaj drugi signal nije prisutan tokom inicijalnog izlaganja antigenu, T ćelija pretpostavlja da je auto-reaktivna. To rezultuje u njenoj anergijskoj reakciji (do anergije dovode nezaštićene biohemijske promene Signala 1). Anergijske ćelije nisu responzivne na antigene, čak i ako su oba signal kasnije prisutna. Za te ćelije se smatra da besciljno cirkulišu kroz telo do ne podlegnu apoptozi na kraju njihovog životnog veka.

Drugi signal obuhvata interakciju između -{CD28}- na -{CD4+}- T ćeliji i proteina -{CD80 (B7.1)}- ili -{CD86 (B7.2)}- na profesionalnim -{APC}- ćelijama. Oba -{CD80}- i -{CD86}- aktiviraju -{CD28}- receptor. Ti proteini su takođe poznati kao kostimulatorni molekuli.

Mada je verifikacioni stupanj neophodan za aktivaciju naivnih pomoćnih T ćelija, važnost tog stupnja je najbolje demonstrirana tokom sličnog aktivacionog mehanizma -{CD8+}- citotoksičnih T ćelija. Kako naivne -{CD8+}- T ćelije nemaju urođenu sklonost prema stranim izvorima, te T ćelije su zavisne od -{CD28}- aktivacije za potvrdu da one prepoznaju strani antigen (-{CD80/CD86}- su samo izraženi na aktivnim APC ćelijama). -{CD28}- igra važnu ulogu u umanjenju rizika od T ćelijske auto-imunosti protiv antiagenata domaćina.

Kad su jednom oba puta naivnih T ćelija aktivirana, biohemijske promene indukovane signalom 1 se modifikuju, čime se omogućava ćelijska aktivacija umesto anergije. Drugi signal onda postaje nevažan; samo je prvi signal neophodan za buduću aktivaciju. To takođe važi za memorijske T ćelije, što je jedan od primera stečene imunosti. Brži odgovor se javlja nakon reinfekcije zato što su memorijske T ćelije već prošle kroz potvrdni stupanj i mogu da proizvedu efektorske ćelije mnogo brže.

Proliferacija

Kad je jednom dvo-signalna aktivacija kompletna T pomoćne ćelije (-{Th}-) se proliferiraju. To je omogućeno oslobađanjem potentnog faktora rasta T ćelija interleukin 2 (-{IL-2}-), koji dejstvuje u autokrinom maniru. Aktivirane T ćelije takođe proizvode alfa pod-jedinicu -{IL-2}- receptora (-{CD25}- ili -{IL-2R}-), čime osposobljavaju potpuno funkcionalni receptor koji se može vezati sa -{IL-2}-.

Maturacija

Nakon više ćelijskih generacija, -{Th}- ćelijski progenitori se diferenciraju u efektorske -{Th}- ćelije, memorijske -{Th}- ćelije, i regulatorne -{Th}- ćelije.

Efektorske -{Th}- ćelije izlučuju citokine, proteini ili peptide koji stimulišu ili interaguju sa drugim leukocitima, uključujuće -{Th}- ćelije. Memorijske -{Th}- ćelije zadržavaju antigenski afinitet originalno aktiviranih T ćelija. One dejstvuju tokom drugog imunskog odgovora (npr. ako dođe do naknadne reinfekcije domaćina). Regulatorne T ćelije ne promovišu imunsku funkciju, nego dejstvuje da je umanje. Uprkos njihovoj niskoj zastupljenosti tokom infekcije, za njh se smatra da imaju važnu ulogu u samo-ograničavanju imunskog sistema. Za njih je bilo pokazano da sprečavaju razvoj raznih autoimunih bolesti.

Produkcija -{IL-2}- od strane pomoćnih T ćelija je takođe neophodna za proliferaciju aktiviranih -{CD8+}- T ćelija. Bez interakcije sa pomoćnim T ćelijama, -{CD8+}- T ćelije ne razvijaju efektorsku funkciju, i eventualno podležu apoptozi. Ova uzajamna zavisnost od pomoćnih T ćelija je još jedan način na koji imunski sistem pokušava da spreči T ćelijama posredovane autoimune bolesti.

Determinacija odgovora efektorskih T ćelija

Pomoćne T ćelije imaju sposobnost vršenja uticaja na niz imunskih ćelija. Proizvedeni T ćelijski respons (što obuhvate ekstracelularne signale kao što su citokini) može biti esencijalan za uspešni ishod odgovora na infekciju. Da bi bile efektivne pomoćne T ćelije moraju da ustanove koji citokini će omogućiti imunskom sistemu da bude najkorisniji za domaćina. Detaljno razumevanje načina na koji pomoćne T ćelije odgovaraju na imunske izazove je jedan od glavnih interesa u imunološkim istraživanjima. Razumevanje njihovih odgovora može biti veoma korisno u lečenju bolesti u povećanju efikasnosti vakcinacije.

-{Th1/Th2}- model za pomoćne T ćelije

Prezentujuće pomoćne T ćelije koje mogu da se razviju u efektorske T ćelije se diferenciraju u dva glavan podtipa ćelija poznata kao -{Th1}- i -{Th2}- ćelije (ili Tip 1 i Tip 2 pomoćne T ćelije).

мини|400px|центар|-{Th1/Th2}- Model za pomoćne T ćelije. -{APC}- ćelije konzumiraju i obrađuju antigen. Te ćelije prezentiraju fragmente antigena T ćelijama. -{Th0}-, su pomoćne T ćelije. Fragment je prezentiran T ćelijama putem -{MHC2}-. Page 223 -{IFN-γ}-, interferon γ; -{TGF-β}-, transformirajući faktor rasta β; -{mø}-, makrofaga; -{IL-2}-, interleukin 2; -{IL-4}-, interleukin 4

Tip 1/ -{Th1}- Tip 2/ -{Th2}- Ćelijski tip glavnog partnera Makrofag B ćelija Proizvedeni citokini interferon-γ i faktor nekroze tumora-beta. (Interleukin 2 je bio klasično asociran sa -{Th1}- ćelijama, ali ta asocijacija možda unosi zabunu; -{IL-2}- proizvode sve pomoćne T ćelije u ranom periodu njihove aktivacije.) interleukin 4, interleukin 5, interleukin 6, interleukin 10, interleukin 13 Promovisana imunska stimulacija Ćelijski imunski sistem. Maksimizira efikasnost makrofagnog ubijanja i proliferaciju citotoksičnih -{CD8+}- T ćelija. Takođe proizvodi opsoninska antitela Humoralni imunski sistem. Stimuliše B ćelije u proliferaciju, indukciju B-ćelijske promene klase antitela, i povišenje proizvodnje neutralizujućih antitela.