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Immunologia e immunità. Immunologia Studia i meccanismi biologici e le caratteristiche cellulari e molecolari del sistema immunitario.

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Presentazione sul tema: "Immunologia e immunità. Immunologia Studia i meccanismi biologici e le caratteristiche cellulari e molecolari del sistema immunitario."— Transcript della presentazione:

1 Immunologia e immunità

2 Immunologia Studia i meccanismi biologici e le caratteristiche cellulari e molecolari del sistema immunitario

3 Fin dal 2000 a.C. si riteneva che la MALATTIA avesse unorigine MAGICA o DIVINA: gli individui che non si ammalavano (ovvero quelli nei quali l'immunità naturale era particolarmente efficiente) erano considerati uomini pii o santi in quanto non avevano alcuna colpa da espiare, mentre coloro che si ammalavano e con successo guarivano (immunità acquisita particolarmente efficiente) erano peccatori in grado di redimersi. I peccatori gravi, invece, non avendo possibilità di redenzione, morivano travolti da atroci sofferenze

4 430 a.C:TUCIDIDE pone i primi concetti immunologici osservando, durante lepidemia di peste ad Atene, che un individuo non può essere colpito due volte dalla malattia Antica Roma: "IMMUNITAS" esenzione dal pagare alcune tasse o adempiere a obblighi; più tardi il termine è utilizzato dalla Chiesa con lo stesso significato d.C. MARCUS ANNAEUS LUCANUS utilizza il termine IMMUNITAS in senso medico nel poema epico "Pharsalia riferendosi alla resistenza verso il morso di serpenti dimostrata da alcuni individui in qualche tribù del Nord Africa. nel 541 d.C. PROCOPIO osserva che chi si era ammalato di peste poteva assistere coloro che erano malati, senza il rischio di ammalarsi una seconda volta.

5 1540 FRACASTORO pone il problema della possibilità di immunizzare se stessi contro la febbre pestilenziale. Durante tutto il Medio Evo si scopre l'utilizzo del mitridaticum, un agente tossico che preso in piccole dosi proteggeva l'organismo. Tale usanza deriva il nome dal re del Ponto (MITRIDATE VI): ossessionato dalla paura di essere avvelenato dai suoi nemici, per difendersi era solito prendere, giornalmente, un po di veleno. Nel Medio Evo COLLE ("Equibus Dei gratia ego immunis evasi") utilizza il termine IMMUNITAS in relazione alla possibilità di non ammalarsi durante una epidemia di peste.

6 1714 EMANUELE TIMONI e JACOB PYLARINI in una pubblicazione riportano la pratica della"variolazioneusata a Costantinopoli (Istanbul) da più di 40 anni. Iniezione sottocute del materiale biologico proveniente da croste prelevate dai casi di vaiolo. Gli individui si ammalavano lievemente e non prendevano in seguito il vaiolo. La variolazione, venne accettata dagli aristocratici londinesi, per i quali divenne perfino una moda. Ma tale usanza era praticata in Cina molto più anticamente. Il vaiolo poteva essere prevenuto facendo inalare (narice di destra per gli uomini e di sinistra per le femmine!) le croste essiccate prelevate da coloro che erano guariti.

7 Royal Experiment: è il primo vero trial clinico, organizzato per volere della corona, per dimostrare l'efficacia della variolazione. Alcuni condannati a morte furono variolizzati: 5 su 6 svilupparono una lieve infezione, guarita spontaneamente in breve tempo. Il sesto, che aveva già avuto il vaiolo, non si ammalò per nulla. Qualche condannato fu mandato per assistere persone malate di vaiolo. Questi non si ammalarono, dimostrando così l'efficacia della pratica preventiva. Re Giorgio I quindi fece variolizzare (con successo) i propri figli.

8 8 1798: JENNER (il padre dell'immunologia) preparò un "vaccino" allestito dalle pustole vaiolose delle vacche, avendo osservato che gli allevatori che si ammalavano di una forma lieve, presa appunto dalle vacche, venivano risparmiati dalla forma di vaiolo umano, molto più pericoloso (mortalità anche del 20%).

9 Fine 800: i microrganismi sono causa di infezioni e malattie si inizia ad intuire che i mediatori dellimmunità sono presenti nel sangue 1890 Emil Adolf von Behring e Shibasaburo Kitasato Scoprono lantitossina difterica e preparò l'antitossina tetanica e sviluppano una sieroterapia contro malattie causate da tossine batteriche Il siero di un individuo che è stato immunizzato con le tossine di un batterio, può se introdotto in un altro individuo, conferire resistenza allo stesso batterio…

10 Sistema Immunitario E una rete complessa di cellule, tessuti, organi e molecole che difendono lorganismo dalle infezioni, dalle parassitosi, dallazione delle tossine e dai tumori

11 Le funzioni Il sistema immunitario ha lo scopo di: individuare ed eliminare le sostanze estranee, potenzialmente dannose, con cui il nostro organismo viene a contatto: batteri, virus, protozoi, funghi e metazoi. prevenire la loro diffusione

12 sistema immunitario 12 Organi linfoidi primari: (siti di produzione e di maturazione dei globuli bianchi) midollo osseo, timo Organi linfoidi secondari: (siti di stazionamento dei globuli bianchi) Linfonodi tonsille, adenoidi Milza ecc.

13 COSTITUENTI DEL SISTEMA IMMUNITARIO In caso di necessità passano dal sangue ai tessuti, mettendo in atto difese di vario tipo, in modo coordinato e sinergico, tra loro e con altre cellule

14 Immunità Innata Fattori genetici Innata Fattori genetici Acquisita Attiva Anticorpi Attiva Anticorpi Passiva Naturale Esposizione ad agenti infettivi Naturale Esposizione ad agenti infettivi Naturale Anticorpi materni Naturale Anticorpi materni Artificiale Anticorpi da altre sorgenti Artificiale Anticorpi da altre sorgenti I due tipi di risposte sono interdipendenti e collaborano in modo cooperativo alleliminazione degli agenti patogeni Umorale Attivazione linf. B Produzione di anticorpi Cellulo-mediata Attivazione linf. T Produzione di citochine Artificiale Immunizzazione Artificiale Immunizzazione

15 Immunità innata 15 Chiamata anche immunità naturale È la prima risposta dellorganismo Consiste in meccanismi preesistenti allinfezione capaci di reagire con rapidità ma in maniera aspecifica, riconoscono e ripetitiva contro patogeni diversi È la forma più antica di difesa, già presente negli invertebrati

16 16 DIFESE NON SPECIFICHE Barriere anatomiche: cute, mucose (tratto digestivo, escretorio, riproduttivo) Barriere chimiche: sostanze battericide (succhi gastrici, sebo, muco, pH, temperatura, lattoferrina, transferrina, ROS, NO) Peptidi antimicrobici: Defensine, criptidine Proteine ad azione enzimatica: Complemento, lisozima (lacrime, saliva) Meccanismi di eliminazione Fagocitosi

17 Attivazione dellimmunità naturale 17 I meccanismi dellattività naturale sono innescati da strutture molecolari complesse normalmente presenti nella maggior parte degli organismi patogeni: per esempio molecular patterns (Pattern recogniscon receptors) riconoscono componenti strutturali presenti nei microrganismi come i lipopolisaccaridi presenti sulle pareti batteriche.

18 Effettori dellimmunità innata Macrofagi: Y Y Y Funzioni: 1. Fagocitosi di batteri 2. Produzione di mediatori infiammatori 3. Sintesi di molecole che hanno effetto su: - difese antibatteriche - difese antivirali - crescita cellulare - crescita vascolare - coagulazione del sangue - crescita tumorale - produzione di collageno 4. Inizio della risposta immune 5. Scavenging 6. Induzione di effetti generali: (febbre, reazione fase acuta, cachessia) Funzioni: 1. Fagocitosi di batteri 2. Produzione di mediatori infiammatori 3. Sintesi di molecole che hanno effetto su: - difese antibatteriche - difese antivirali - crescita cellulare - crescita vascolare - coagulazione del sangue - crescita tumorale - produzione di collageno 4. Inizio della risposta immune 5. Scavenging 6. Induzione di effetti generali: (febbre, reazione fase acuta, cachessia) Recettori per IgG Recettori compon. complemento Recettori per citochine, per fattori di crescita e chemiotattici

19 Neutrofili: Idrolasi acide Mieloperossidasi Lisozima Lattoferrina Cobalofillina Y Y Y Recettori per IgG Frammenti del complemento Lipidi chemiotattici LTB 4 PAF O2- H2O2O2- H2O2 Funzioni: 1. Fagocitosi di batteri (cocchi piogeni) 2. Produzione di mediatori infiammatori Durata h

20 Uccidono altre cellule: tumorali ed infettate In assenza di MHC Cellule NK

21 sistema immunitario 21 Infiammazione: risposta aspecifica delle cellule di un tessuto che rilasciano istamina e mediatori vasoattivi. Listamina dilata i capillari ed aumenta la permeabilità vasale, favorendo lafflusso di sangue. I mediatori chimici richiamano fagociti. Cooperazione tra i meccanismi dellimmunità innata

22 Infiammazione 22 I macrofagi attivati secernono citochine e mediatori chimici che aumentano il flusso sanguigno locale e richiamano altre cellule fagocitiche Espongono sulla membrana frammenti digeriti delle proteine estranee attivando i linfociti T Secernono citochine che attivano la risposta immunitaria specifica

23 Immunità specifica 23 Detta anche acquisita o adattativa È più tradiva ma altamente specifica È in grado di distinguere le sostanze proprie(self) da quelle estranee (non self) Le sostanze estranee che attivano la risposta specifica sono detti antigeni La sua efficacia aumenta con la successiva esposizione allantigene, effetto memoria Compare nei vertebrati

24 sistema immunitario 24 LE CELLULE DEL SISTEMA IMMUNITARIO

25 Antigeni (Ag) 25 Tutte le molecole in grado di attivare il sistema immunitario sono detti antigeni Normalmente gli Ag sono sostanze estranee allorganismo ad alto peso molecolare quali proteine e lipopolisaccaridi Non sono antigeni molecole a basso peso molecolare, anche se estranee, come per esempio alcuni farmaci disaccaridi ecc… Essi si trovano alla superficie delle cellule, e servono al loro riconoscimento, oppure si possono trovare liberi (antigeni circolanti)

26 26 Le catene più corte, leggere, L (light) formano le altre due parti delle braccia della Y. Catena leggera Catena pesante C C V V V C V C Siti di legame per lantigene Ogni catena, sia L, che H, è formata da una regione costante (C) e da una variabile (V) Le catene più lunghe, pesanti, H (heavy) formano il gambo e due parti delle braccia della Y. Anticorpi (Ab) Gli Ab sono molecole proteiche a forma di Y, formate dallassemblaggio di quattro catene polipeptidiche, a due a due uguali. Gli Ab sono molecole proteiche a forma di Y, formate dallassemblaggio di quattro catene polipeptidiche, a due a due uguali.

27 sistema immunitario 27 Elevata specificità della risposta anticorporale: per ogni possibile Ag esiste un corrispondente Ab Elevata specificità della risposta anticorporale: per ogni possibile Ag esiste un corrispondente Ab LAb si lega al suo Ag riconoscendone la forma, secondo il meccanismo: chiave - serratura Gli Ab promuovono leliminazione dellAg attraverso vari meccanismi Neutralizzazione Agglutinazione di cellule Precipitazione di Ag in soluzione Attivazione del complemento Lisi della cellula Fagocitosi Virus Batterio Batteri Molecole di Ag Molecole del complemento Cellula estranea Foro Macrofago Favoriscono laPorta alla Il legame Ab - Ag inattiva gli antigeni tramite

28 28 Le cellule self non vengono attaccate, perché espongono sulla loro superficie antigeni che le identificano La presenza allinterno dell organismo di una qualsiasi molecola non self dal sistema immunitario scatena la produzione di specifici Ab come risposta difensiva Distinzione delle Sostanze proprie(self) da quelle estranee (non self)

29 Risposta immune specifica 29 La risposta immune specifica inizia con il riconoscimento dellAg da parte dei linfociti, che proliferano e si differenziano in cellule effettrici, la cui funzione è quella di eliminare l'antigene.

30 Costituenti della risposta specifica 30 La risposta specifica si deve allattivazione dei linfociti Esistono due popolazioni di linfociti che danno origine a due tipi diversi di risposte immunitarie specifiche: Linfociti B: immunità Umorale Linfociti T: immunità Cellulo- mediata

31 31 DIFESE SPECIFICHE Cellule effettrici DIFESE SPECIFICHE Cellule effettrici Linfociti B: sono prodotti dal midollo osseo e maturano al suo interno. Producono gli Ab (immunoglobuline), capaci di riconoscere e di legarsi agli Ag. Per questo motivo quella attuata dai linfociti B è detta anche risposta anticorporale o umorale

32 sistema immunitario 32 La produzione di un numero così elevato di proteine, partendo da un numero assai più ridotto di geni, è reso possibile dalla ricombinazione dei geni per gli Ab che avviene durante la maturazione dei linfociti B La produzione di un numero così elevato di proteine, partendo da un numero assai più ridotto di geni, è reso possibile dalla ricombinazione dei geni per gli Ab che avviene durante la maturazione dei linfociti B Il numero dei potenziali Ag è enorme (circa ). Per ognuno di essi il nostro organismo è capace di produrre un Ab specifico Nei linf. B immaturi esistono alcuni geni per le regioni C e alcuni per le regioni V Durante la maturazione questi geni si spostano sul cromosoma appaiandosi casualmente tra di loro e generando Ab differenti Il successivo abbinamento tra catene H (V+C) ed L (V+C) aumenta ulteriormente la variabilità Il successivo abbinamento tra catene H (V+C) ed L (V+C) aumenta ulteriormente la variabilità

33 33 Linfociti T: sono prodotti dal midollo osseo, maturano nel timo. Agiscono contro le cellule del nostro organismo infettate da virus oppure degenerate in cellule tumorali. Non producono anticorpi e costituiscono limmunità cellulo-mediata Si dividono in 3 popolazioni distinte Helper, o CD4 Citotossici, o CD8 Cellule NK

34 sistema immunitario 34 Linfociti T helper: Riconoscono peptidi antigenici legati al MCH espresso sulla membrana di altre cellule Coadiuvano lattività dei NK e dei macrofagi e stimolano i linfociti B a produrre Ab Quando legano Ag esposti sulle membrane cellulari si moltiplicano e liberano citochine, che inducono lattivazione di linfociti B e T, richiamano i macrofagi e innescano il processo infiammatorio Linfociti T suppressor: fanno cessare la risposta immunitaria Attaccano e distruggono cellule che presentano Ag che li ha attivate Eliminano cellule infette o cellule tumorali che presentano proteine anomale

35 Risposta primaria 35 Si verifica la prima volta che un Ag entra in contatto con lorganismo Occorrono circa 5-6 giorni prima che le cellule effettrici entrino in funzione Circa giorni prima che raggiunga il massimo dellefficienza Esistono 2 tipi di risposta: Primaria Secondaria Esistono 2 tipi di risposta: Primaria Secondaria

36 Risposta secondaria 36 Si verifica ogniqualvolta un antigene entra in contatto successivamente alla prima La risposta è molto più efficace e rapida,sono sufficienti 1-2 giorni per attivare il sistema immunitario a produrre anticorpi specifici, giorni anticorpi Risposta primariaRisposta secondaria

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38 38 Mappa

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