Il Sistema Immunitario Lic. Scientifico “A. Meucci” Aprilia Prima parte Prof. Rolando Neri

Le difese organiche Il sistema immunitario è un complesso sistema di cellule e proteine il cui compito è quello di eliminare organismi o molecole invasori che possono causare le malattie (agenti patogeni). Nel loro insieme questi nemici si possono riconoscere perché hanno una specie di etichetta, detta «antigene», diversa da quella che si trova su ogni cellula dell'organismo umano. Gli agenti patogeni, molecole che fanno parte di un microrganismo o di un virus oppure particelle di materiali inorganici, come l’amianto, che possono scatenare una risposta immunitaria, sono: Batteri. Sono piccoli organismi costituiti da una sola cellula. Alcuni sono parassiti di animali e vegetali. Virus. Non sono considerati esseri viventi, perché, per potersi riprodurre, devono diventare parassiti obbligati di altre cellule viventi. Funghi o Miceti. Sono organismi unicellulari e pluricellulari la cui nutrizione avviene direttamente per assorbimento di sostanze nutritive attraverso la parete cellulare. Ve ne sono di varie dimensioni, e alcuni si comportano da parassiti nei confronti di animali o vegetali. Le infezioni da essi provocate (dette micotiche), si trasmettono facilmente da persona a persona, per contatto diretto o attraverso indumenti od oggetti. Tra quelli pericolosi citiamo la Candida albicans e l'Aspergillus (agente responsabile di micosi profonde).

Le difese organiche continua Gli strumenti che l’organismo possiede per difendersi da ciò che è estraneo (antigene) sono alcune proteine e alcune cellule. Cominciano con le proteine, ovvero dalle difese di natura umorale. Lisozimi. Sono enzimi protettivi presenti nelle lacrime e nella saliva.

Le difese organiche Difese di natura umorale Complemento. continua Difese di natura umorale Complemento. Il «complemento» è un componente del plasma sanguigno formato da venti proteine complesse, che si attivano in cascata, una dopo l'altra, creando delle molecole capaci di eliminare le cellule nemiche attaccandosi alla loro membrana protettiva e perforandola. Solitamente la cascata è attivata dalla proteina n. 1, quando essa trova degli antigeni catturati da un anticorpo. La velocità con cui si attivano tutte le proteine in cascata è incredibile, e come risultato la cellula nemica viene «bucata» e neutralizzata (via classica). Talvolta il complemento può essere attivato anche in assenza di antigeni legati ad anticorpi, in questo caso (presenza di virus o batteri), è la proteina n. 3 che si attiva e fa attivare tutte le altre proteine (via alternativa).

Le difese organiche Anticorpi. Difese di natura umorale continua Anticorpi. Le immunoglobuline o anticorpi, fanno parte delle globuline (un gruppo di proteine) presenti nel sangue. Vengono catalogate come: Alfa1, Alfa2, Beta e Gamma. Siccome le ultime tre sono coinvolte nelle funzioni immunitarie si è deciso di chiamarle Immunoglobuline e suddividerle in 5 classi, ovvero: IgA, IgD, IgE, IgG e IgM. Effetti: Aiutano il complemento a fissarsi sulla superficie delle cellule nemiche e a bucarne la superficie. Si legano a vari tipi di cellule, ad es. fagociti, linfociti, mast cells, e basofili che ne restano attivate e compiono determinate funzioni. Alcune di esse si legano ai recettori presenti sui trofoblasti della placenta, questo permette agli anticorpi materni di attraversare la placenta e provvedere all'immunità del nascituro per alcuni mesi dopo la nascita. Difese di natura umorale Immunoglobuline e allergie alimentari. IgA. Sono prodotti fondamentalmente nella mucosa intestinale, pertanto un loro eccesso tende a danneggiare le cellule dell'intestino. Questo, a sua volta, causerà una diminuzione della impermeabilità intestinale, permettendo alle sostanze anomale (generalmente proteine non digerite parzialmente o completamente), di passare dall'intestino nell'organismo causando vari problemi. IgG. Circolano principalmente nel sangue. Se l'antigene nemico riesce ad entrare nel sangue queste verranno attivate e, trasportate dal flusso sanguigno, potranno attivare una risposta allergica nelle più disparate parti dell'organismo. IgE. Sono sopratutto presenti a livello del sistema respiratorio e cutaneo. Se in eccesso possono causare asma, riniti allergiche, eritemi cutanei, ecc., ovvero tutte le risposte tipiche delle allergie.

Le difese organiche Difese di natura umorale Interferoni. continua Difese di natura umorale Interferoni. Sono piccole molecole proteiche prodotte dai linfociti, dai macrofagi attivati e dalle cellule dei tessuti infettati dai virus. Tali proteine inducono nelle cellule normali, non infettate, la produzione di composti ad azione antivirale che interferiscono con la replicazione dei virus. Gli interferoni stimolano anche i macrofagi e le cellule NK ad entrare in azione contro gli agenti estranei.

Le difese organiche Difese di natura umorale Interleuchine. Sono piccole proteine che fanno parte del gruppo di proteine dette citochine. Vengono secrete dai linfociti durante la risposta immunitaria e servono per gestire l'attività di altri linfociti. Costituiscono un mezzo di comunicazione e coordinazione tra le cellule del sistema immunitario. Sono prodotte anche in laboratorio per creare medicinali utili alle cellule del sistema immunitario. Le interleuchine si chiamano anche linfochine e monochine, a seconda che vengano secrete principalmente da linfociti o da monociti. Va segnalata la interleuchina IL-1, in quanto è molto importante. Durante una risposta immunitaria o infiammatoria viene secreta da molte cellule (monociti-macrofagi, linfociti B e T, macrofagi, ecc.), ed induce i linfociti T a produrre IL-2 e i linfociti B a produrre anticorpi o immunoglobuline. Anche la IL-2 è una linfochina ad azione locale, e costituisce il principale fattore di crescita dei linfociti T.

Le difese organiche Le difese di natura cellulare

Le difese organiche Le difese di natura cellulare I globuli bianchi (WBC) o leucociti sono cellule con nucleo e non contengono emoglobina. Vengono classificati come granulari o non granulari a seconda della presenza/assenza di granuli citoplasmatici. Granulari (granulociti) Presentano voluminose inclusioni citoplasmatiche. A seconda delle affinità tintoriali dei loro granuli si dividono in: Neutrofili (si colorano con coloranti neutri) Eosinofili (si colorano con coloranti acidi) Basofili (si colorano con coloranti basici) Agranulari (agranulociti) Si distinguono: Monociti Linfociti

Proprietà generali dei leucociti In condizioni normali i globuli bianchi sono da 5000 a 10000 /μL. La leucocitosi è un aumento del numero di globuli bianchi in risposta a invasioni microbiche, un’attività fisica estrema o un’anestesia ed è sintomo di una infiammazione o di un’infezione. I globuli bianchi si sviluppano nel midollo osseo rosso. La maggior parte dei leucociti si trova al di fuori del circolo ematico (principalmente nel connettivo lasso e nel tessuto linfatico). Come e perché i leucociti escono dal circolo?

Proprietà generali dei leucociti Questo dipende dalle seguenti proprietà: Sono tutti dotati di capacità di movimento ameboide Attirati da specifici stimoli chimici (chemiotassi) si dirigono verso aree di invasione o lesione Per mezzo della diapedesi escono dal circolo per portarsi nei tessuti periferici

chemiotassi, diapedesi e movimento ameboide in caso di necessità, i globuli bianchi, attratti da specifici stimoli chimici (chemiotassi), sono in grado di fuoriuscire dal circolo ematico (diapedesi) per migrare nel connettivo grazie al movimento ameboide raggiungono il sito da difendere

Endotelio e diapedesi durante la diapedesi viene temporaneamente meno l’aderenza fra cellule endoteliali

Diapedesi

Proprietà generali dei leucociti I globuli bianchi e tutte le cellule provviste di nucleo presentano il complesso maggiore di istocompatibilità (MHC), responsabile della sorveglianza immunologica; esso comprende delle proteine situate sulla superficie di tutte le cellule e dei globuli rossi capaci di identificare strutture «non self» e di organizzare una pronta reazione contro di queste I neutrofili Estremamente mobili (arrivano per primi sul luogo della lesione). Spiccata attività fagocitaria. Il residuo forma il pus. Vita breve (12 ore o meno). Gli eosinofili Rimangono in circolo 6-10 ore, poi migrano nel connettivo, dove sopravvivono 8-12 giorni. Combattono l’infiammazione. Fagocitano i complessi antigene-anticorpo. Partecipano alla reazione antiparassitaria. I basofili Intensificano la risposta immunitaria. Producono eparina e istamina.

I diversi tipi di granulociti acidofilo (eosinofilo) I diversi tipi di granulociti basofilo neutrofilo

con la microscopia elettronica, si dimostra che le granulazioni sono vescicole piene di enzimi litici e altre sostanze battericide (lisosomi) Le difese organiche

Proprietà generali dei leucociti I monociti Migrano verso i tessuti infetti e si trasformano in macrofagi . I macrofagi possono assumere la funzione di APC (antigen-presenting cell), ossia di cellule che presentano gli antigeni al sistema immunitario. Più grandi dei granulociti, nucleo eccentrico, rotondo o più spesso a forma di rene

Proprietà generali dei leucociti I linfociti Cellule del sistema di immunità specifica Cellule a vita lunga, non «terminali», in grado di trasformarsi in linfoblasti e di assumere nuove funzioni in seguito all’interazione con l’antigene. Tre categorie di linfociti: linfociti B linfociti T cellule natural killer ( NK ) La maggior parte sono di piccole dimensioni, nucleo grande con grosse zolle di eterocromatina

Proprietà generali dei leucociti Linfociti B Una volta attivati dall’interazione con l’antigene presentato dal macrofago… si trasformano in plasmacellule e… producono anticorpi. Quindi, intervengono nella risposta umorale

Proprietà generali dei leucociti Linfociti T Si distinguono in… T-helper Coadiuvano i B nella risposta umorale T-citotossici Secernono sostanze che uccidono cellule infette da virus o cellule estranee (per esempio, dopo trapianti)

Proprietà generali dei leucociti Linfociti NK cellule di grandi dimensioni. importanti nella risposta immunitaria innata. uccidono cellule neoplastiche o infettate da virus.

Le difese innate dell’organismo umano 1. Le difese innate contro le infezioni comprendono la pelle, le cellule fagocitarie e le proteine antimicrobiche Le difese immunitarie innate sono presenti ed attive nel nostro organismo molto prima di essere esposto ad agenti patogeni, come virus e batteri. Sono largamente non specifiche, cioè non distinguono un invasore dall’altro.

I macrofagi I macrofagi sono grandi cellule fagocitarie che circolano nel liquido interstiziale e, quando incontrano cellule infettate da virus o da batteri, le inglobano. Sono assai numerosi nella pelle e nelle membrane mucose dell'apparato digestivo, respiratorio e genito-urinario. Va notato che assumono un nome diverso a secondo dell'area ove sono localizzati (Cellule di Langerhans sulla pelle, Macrofagi nei nodi linfatici, Cellule di Kupfer nel fegato, ecc.). Batteri

Sono segnali di tipo paracrino Gli interferoni sono proteine prodotte dalle stesse cellule infettate dai virus che stimolano le altre cellule a resistere a essi. Le proteine antivirali bloccano la riproduzione virale 1 Acido nucleico virale 2 Attivazione dei geni per l’interferone Nuovi virus Sono segnali di tipo paracrino DNA mRNA 3 Molecole di interferone L’interferone stimola la cellula ad attivare i geni delle proteine antivirali 5 Trasferimento di interferone 4 Cellula ospite 1 Produce interferone, ma viene uccisa dai virus Cellula ospite 2 È protetta dall’azione dei virus grazie all’interferone della cellula 1

2. La risposta infiammatoria mette in moto i meccanismi di difesa non specifica La risposta infiammatoria costituisce il nostro principale sistema di difesa innato ed è innescata da qualsiasi danno ai tessuti. Una figura più dettagliata nella prossima diapositiva Gonfiore Spillo Superficie dell’epidermide Batteri Accumulo di fagociti e di liquido interstiziale nell’area infiammata Fagociti Segnali chimici Vaso sanguigno Globulo bianco 1 Danno al tessuto; liberazione di segnali chimici quali l’istamina da parte dei mastociti 2 Aumento della permeabilità e dilatazione dei vasi sanguigni locali; passaggio dei fagociti verso la regione lesa 3 I fagociti (macrofagi e neutrofili) eliminano i batteri e ciò che rimane delle cellule danneggiate; il tessuto si rimargina

2. La risposta infiammatoria mette in moto i meccanismi di difesa non specifica

Effetti principali: I principali effetti della risposta infiammatoria sono quelli di disinfettare e di ripulire il tessuto lesionato. La risposta infiammatoria aiuta a prevenire l’estendersi dell’infezione ai tessuti circostanti.

Il sistema linfatico 3. Durante l’infezione il sistema linfatico assume un ruolo d’importanza fondamentale Il sistema linfatico è costituito da una fitta rete di vasi, da numerosi linfonodi, dalle tonsille, dalle adenoidi, dall’appendice e dalla milza. Attraverso di esso viene drenato il materiale fluido presente al di fuori delle cellule (il fluido interstiziale) per reimmetterlo nel sistema circolatorio (Prima Funzione). Percorrendo i vasi linfatici, dove prende il nome di linfa, questo fluido passa attraverso gli organi linfatici. La linfa è simile al liquido interstiziale ma con un minore contenuto di ossigeno e di sostanze nutritive. Quando ci si ammala i linfonodi si ingrossano, perché contengono quantità superiori alla norma di cellule immunitarie, impegnate a combattere l’infezione (Seconda Funzione).

Il sistema linfatico Dotto linfatico destro si immette nella vena succlavia destra