Il Sistema Immunitario

Lic. Scientifico “A. Meucci”Aprilia

Prof. Rolando Neri

Prima parte

Le difese organiche

• Il sistema immunitario protegge il corpo dall'invasione degli organismi o molecole (agenti patogeni) che possono causare le malattie. 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, in genere, sono molecole che fanno parte di un microrganismo o di un virus ma anche particelle di materiali inorganici, come l’amianto, possono scatenare una risposta immunitaria:• 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

Gli strumenti che l’organismo possiede per difendersi da ciò che è estraneo (antigene) sono alcune proteine e alcune cellule.

Cominciano con le proteine.

• Lisozimi. Sono enzimi protettivi presenti nelle lacrime e nella saliva.

• 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).

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Le difese organiche• Anticorpi. Le immunoglobuline o anticorpi, fanno parte delle globuline (specie 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:1. Aiutano il complemento a fissarsi sulla superficie delle cellule nemiche ed a bucarne la superficie. 2. Si legano a vari tipi di cellule, ad es. fagociti, linfociti, mast cells, e basofili che ne restano attivate e

compiono determinate funzioni.3. 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.

• 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 essi verranno attivati e, trasportati 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.

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Le difese organiche

• Interleuchine.Sono piccole proteine che fanno parte delle 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 di natura cellulare • I globuli bianchi (WBC) o leucociti sono nucleati 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– Si dividono in:

• Neutrofili• Eosinofili• Basofili

• Agranulari (agranulociti)– Si distinguono:

• Monociti• Linfociti

Le difese organiche

Proprietà generali dei leucociti

• I neutrofili rispondono per primi all’invasione batterica con la fagocitosi e rilasciando enzimi.

• 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.

• Gli eosinofili combattono l’infiammazione, fagocitano i complessi antigene-anticorpo e sono efficaci contro alcuni parassiti.

• I basofili intensificano la risposta immunitaria.• I linfociti B, T, e le cellule natural killer sono i principali combattenti

che intervengono nella risposta immunitaria.• I globuli bianchi e tutte le cellule provviste di nucleo esprimono

proteine, chiamate il complesso maggiore di istocompatibilità (MHC), sulla membrana cellulare.

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

Le difese innatedell’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 sulla 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

Nuovi virus

Cellula ospite 1

Produce interferone, ma viene uccisa dai virus

4Cellula ospite 2

È protetta dall’azione dei virus grazie all’interferone della cellula 1

2 Attivazione dei geni per l’interferone

mRNA

3

Molecole di interferone

DNA

1

Acido nucleico viraleLe proteine antivirali bloccano la riproduzione virale

L’interferone stimola la cellula ad attivare i geni delle proteine antivirali

5

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 difese organiche

• 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.

SpilloSuperficie dell’epidermide

Batteri

Segnali chimici 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

Gonfiore

Accumulo di fagociti e di liquido interstiziale nell’area infiammata

Fagociti

Vaso sanguigno

Una figura più dettagliata nella prossima diapositiva

• 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.

Tonsille

Linfonodi

Dotto linfatico destro, che si immette nella vena succlavia destra

Timo

Dotto toracico

Midollo osseo Vasi linfatici

Milza

Dotto toracico, che si immette nella vena succlavia sinistra

Linfonodo

Valvola

Vaso linfatico

Capillare sanguigno

Cellule tissutali

Liquido interstiziale

Capillare linfatico

Adenoidi

Appendice

Aggregati di linfociti emacrofagi

Il sistema linfatico

I vasi linfatici

– I vasi linfatici trasportano un liquido, chiamato linfa, che è simile al liquido interstiziale ma con un minore contenuto di ossigeno e di sostanze nutritive.

– Il sistema linfatico ha due principali funzioni: riportare nel sistema circolatorio il liquido interstiziale e combattere le infezioni