LICEO SCIENTIFICO STATALE “LEONARDO da VINCI” di FIRENZE CORSO SPERIMENTALE F DOCENTE Prof. Enrico Campolmi SISTEMA IMMUNITARIO cap. pag. sistema immunitario

Privi di apparato cellulare, non possiedono metabolismo Il sistema immunitario è una rete complessa di cellule, tessuti, organi e molecole che difendono l’organismo dalle infezioni, dalle parassitosi, dall’azione delle tossine e dai tumori Infezione: penetrazione e moltiplicazione nel corpo di microrganismi (virus, batteri, funghi, protozoi) capaci di riprodursi e di produrre lesioni nei tessuti Virus: parassiti endocellulari obbligati. Sono frammenti di acido nucleico (DNA o RNA) rivestiti da una capsula proteica Privi di apparato cellulare, non possiedono metabolismo sistema immunitario

All’esterno dell’ospite formano cristalli come una sostanza inorganica I virus penetrano nelle cellule dell’ospite, obbligandole a produrre nuovi virus. Quando la produzione è sufficiente, escono dalla cellula distruggendola All’esterno dell’ospite formano cristalli come una sostanza inorganica Esistono moltissime specie di virus, ognuna delle quali colpisce solo cellule specifiche di un dato organismo sistema immunitario

COSTITUENTI DEL SISTEMA IMMUNITARIO Nel nostro ambiente siamo circondati da potenziali patogeni, che tuttavia ci danneggiano solo quando il nostro sistema difensivo fallisce. Ci accorgiamo quindi del sistema immunitario solo quando non funziona. COSTITUENTI DEL SISTEMA IMMUNITARIO Globuli bianchi: basofili, neutrofili, eosinofili, monociti (macrofagi) e linfociti. 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 sistema immunitario

Molecole segnale: (citochine, interferoni) consentono la comunicazione tra le cellule danneggiate dei tessuti ed i globuli bianchi (e di questi tra loro) Complemento: serie di proteine che aggrediscono direttamente i patogeni ed aiutano l’azione dei globuli bianchi Organi linfoidi primari: (midollo osseo, timo) siti di produzione e di maturazione dei globuli bianchi Organi linfoidi secondari: (linfonodi, milza, tonsille, adenoidi, ecc.) siti di stazionamento dei globuli bianchi sistema immunitario

Barriere fisiche: pelle e mucose DIFESE NON SPECIFICHE Barriere chimiche: succhi gastrici, muco, lisozima (entro saliva e lacrime) Barriere fisiche: pelle e mucose Batteri simbionti: ad es. dell’intestino Complemento: serie di proteine che aggrediscono direttamente i patogeni ed aiutano l’azione dei globuli bianchi Fagocitosi: macrofagi e neutrofili, inglobano indifferentemente patogeni, particelle estranee o frammenti cellulari, esercitando un’azione di pulizia all’interno dei tessuti. sistema immunitario

Effetto finale: calor, tumor, rubor e dolor Infiammazione: risposta aspecifica delle cellule di un tessuto che rilasciano istamina e molecole segnale. L’istamina dilata i capillari ed aumenta la permeabilità vasale, favorendo l’afflusso di sangue. Le molecole segnale richiamano globuli bianchi. Effetto finale: calor, tumor, rubor e dolor sistema immunitario

DIFESE SPECIFICHE (Risposta immunitaria) Il tipo di risposta è specifico per ogni dato patogeno ed è in grado di conferire immunità Linfociti B: sono prodotti dal midollo osseo e maturano al suo interno. Producono particolari proteine plasmatiche, dette anticorpi (o immunoglobuline), capaci di riconoscere e di legarsi a scopo difensivo con specifiche molecole dette antigeni. Per questo motivo quella attuata dai linfociti B è detta anche risposta anticorporale. Gli antigeni, definiti come qualsiasi molecola capace di generare una risposta immunitaria, sono in pratica polisaccaridi o proteine estranee all’organismo. Essi si trovano alla superficie delle cellule, e servono al loro riconoscimento, oppure si possono trovare liberi (antigeni circolanti) sistema immunitario

Siti di legame per l’antigene La presenza all’interno dell’ organismo di una qualsiasi molecola ritenuta estranea (non self) dal sistema immunitario scatena la produzione di specifici anticorpi come risposta difensiva Catena leggera Catena pesante C V Siti di legame per l’antigene Le cellule dell’organismo stesso (self) non vengono invece attaccate, in quanto espongono sulla loro superficie antigeni che le identificano Gli anticorpi sono molecole proteine a forma di Y formate dall’assemblaggio di quattro catene polipeptidiche, a due a due uguali. Le catene più grosse, dette anche pesanti o H (heavy) formano il gambo e due parti delle braccia della Y. Le catene più corte, dette anche leggere o L (light) formano le altre due parti delle braccia della Y. Ogni catena, sia leggere, che pesante, è formata poi da una regione costante e da una variabile sistema immunitario

Neutralizzazione Agglutinazione di cellule Precipitazione di antigeni in soluzione Attivazione del complemento Lisi della cellula Fagocitosi Virus Batterio Batteri Molecole di antigeni Molecole del complemento Cellula estranea Foro Macrofago Favoriscono la Porta alla Il legame tra anticorpi e antigeni inattiva gli antigeni tramite L’elevata specificità della risposta anticorporale risiede nel fatto che per ogni possibile antigene esiste un corrispondente anticorpo L’anticorpo si lega al suo antigene riconoscendone la forma, secondo il meccanismo chiave - serratura Gli anticorpi promuovono l’eliminazione dell’antigene attraverso vari meccanismi sistema immunitario

Il numero dei potenziali antigeni è enorme (circa 1011) Il numero dei potenziali antigeni è enorme (circa 1011). Per ognuno di essi il nostro organismo è capace di produrre un anticorpo specifico 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 anticorpi che si verificano durante la maturazione dei linfociti B Nei linfociti B immaturi esistono alcuni geni per le regioni costanti e alcuni per le regioni variabili Durante la maturazione questi geni si spostano sul cromosoma appaiandosi casualmente tra di loro e generando anticorpi differenti Il successivo abbinamento tra catene H (V+C) ed L (V+C) aumenta ulteriormente la variabilità sistema immunitario

Prima infezione: l’ingresso nell’organismo di un dato antigene attiva solo gli specifici linfociti B in grado di riconoscerlo I linfociti B attivati iniziano a proliferare, generando due tipi di cellule: Plasmacellule: effettuano la risposta immunitaria producendo gli anticorpi Cellule della memoria: non si attivano al momento, ma rimangono a disposizione per eventuali successive infezioni Per ottenere plasmacellule mature e funzionanti ci vogliono circa 5 giorni, durante i quali il patogeno può proliferare generando i sintomi della malattia In questo periodo l’assunzione di antibiotici, nel caso di batteri, contrasta il loro sviluppo sistema immunitario

Seconda infezione: al momento del secondo incontro con il patogeno le cellule della memoria sono già pronte alla produzione degli anticorpi specifici ed attuano una risposta immediata E. Jenner 1797 Questa rapida risposta delle cellule della memoria è la fonte dell’immunità nei confronti delle malattie infettive Vaccinazioni: utilizzando patogeni uccisi o attenuati si consente la produzione preventiva di cellule della memoria senza sviluppo della malattia (immunizzazione attiva) Sieroterapia (sieroprofilassi): si forniscono anticorpi già fatti per curare (o prevenire) una infezione (immunizzazione passiva che non conferisce immunità permanente) sistema immunitario

Vi sono tre tipi di linfociti T: 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. Per questo motivo quella attuata dai linfociti T è detta anche risposta mediata da cellule. Vi sono tre tipi di linfociti T: Linfociti T killer: attaccano le cellule infettate da virus o degenerate in cellule tumorali sistema immunitario

Linfociti T helper: svolgono molteplici funzioni, coadiuvando l’attività dei linfociti T killer e dei macrofagi e stimolando i linfociti B a produrre anticorpi. Linfociti T suppressor: al momento opportuno fanno cessare la risposta immunitaria Anche la risposta mediata da cellule è lenta durante la prima infezione, successivamente alla quale l’organismo acquisisce immunità sistema immunitario

sistema immunitario

AIDS Acquired ImmunoDeficiency Virus HIV Human Immunodeficiency Virus Allergie: sono risposte abnormi da antigeni presenti nell’ambiente (allergeni) e che risultano innocui alla maggior parte delle persone Malattie autoimmuni: si manifestano quando il sistema immunitario aggredisce le cellule stesse dell’organismo (es. diabete I, sclerosi multipla, artrite reumatoide, psoriasi) Immunodeficienza: un componente del sistema immunitario è deficitario per una condizione congenita o acquisita. Le immunodeficienze possono riguardare l’immunità umorale, l’immunità mediata da cellule o entrambe AIDS Acquired ImmunoDeficiency Virus HIV Human Immunodeficiency Virus sistema immunitario