Sistema immunitario

Parole chiave: funzioni del sistema immunitario; organi linfatici (o linfoidi) primari e secondari; globuli bianchi; antigeni; macrofagi; neutrofili; natural killer; cellule dendritiche; sistema del complemento; interferoni; immunità umorale; immunità cellulo-mediata; anticorpi; linfociti B; linfociti T; complesso maggiore di istocompatibilità.


Il sistema immunitario ha lo scopo di difendere l'organismo dagli invasori esterni (virus, batteri, funghi e parassiti), che possono penetrare al suo interno attraverso l'aria inalata, il cibo ingerito, i rapporti sessuali, le ferite ecc. Sistema immunitarioOltre ai patogeni (microrganismi potenzialmente in grado di provocare malattia), il sistema immunitario combatte anche le cellule dell'organismo che presentano anomalie, come quelle tumorali, danneggiate o infettate da virus.


Il sistema immunitario ha tre funzioni principali:

  1. protegge l'organismo dagli agenti patogeni (invasori esterni che causano malattie)
  2. rimuove le cellule ed i tessuti danneggiati o morti ed i globuli rossi invecchiati
  3. riconosce e rimuove le cellule anomale, come quelle tumorali (neoplastiche)

Nel suo insieme, il sistema immunitario rappresenta una complessa rete integrata costituita da tre componenti essenziali che contribuiscono all'immunità:

  1. gli organi
  2. le cellule
  3. i mediatori chimici
  1. organi localizzati in diverse parti del corpo (milza, timo, linfonodi, tonsille, appendice) e tessuti linfatici. Si distinguono:
    • organi linfatici primari (il midollo osseo e, nel caso dei linfociti T, il timo) costituiscono la sede in cui i leucociti (globuli bianchi) si sviluppano e maturano.
    • organi linfatici secondari catturano l'antigene e rappresentano la sede in cui i linfociti possono incontrare ed interagire con esso; mostrano infatti un'architettura reticolare che intrappola materiale estraneo presente nel sangue (milza), nella linfa (linfonodi), nell'aria (tonsille ed adenoidi) e in cibo ed acqua (appendice vermiforme e placche di Peyer nell'intestino).
      Approfondimento: i linfonodi svolgono un ruolo molto importante nell'elaborazione della risposta immunitaria, poiché sono in grado di intrappolare e distruggere batteri e cellule tumorali maligne trasportati dai vasi linfatici lungo i quali si distribuiscono.
  2. cellule isolate presenti nel sangue e nei tessuti: le principali sono dette globuli bianchi o leucociti, di cui si riconoscono diverse sottopopolazioni (eosinofili, basofili/mastociti, neutrofili, monociti/macrofagi, linfociti/plasmacellule e cellule dendritiche).

    Linfociti

    Mediano l'immunità acquisita, combattono specifici agenti virali e cellule tumorali (linfociti T citotossici) e coordinano l'attività dell'intero sistema immunitario (linfociti T helper)

    Monociti Maturano divenendo macrofagi dotati di attività fagocitaria e di stimolo nei confronti dei linfociti T
    Neutrofili Fagocitano i batteri e rilasciano citochine
    Basofili Rilasciano istamina, eparina (un anticoagulante), citochine ed altre sostanze chimiche coinvolte nella risposta allergica ed immunitaria
    Mastociti

    Globuli bianchi basofili coinvolti nella risposta allergica, nell'asma e nella resistenza nei confronti dei parassiti

    Eosinofili Combattono i parassiti e partecipano alle reazioni allergiche
    Cellule dendritiche

    Globuli bianchi che attivano il sistema immunitario catturando gli antigeni ed esponendoli all'azione delle cellule "killer" (i linfociti T). Le cellule dendritiche si concentrano a livello dei tessuti che fungono da barriera con l'ambiente esterno, dove ricoprono il ruolo di vere e proprie "sentinelle". Dopo essere entrate a contatto con porzioni di agenti estranei ed averle esposte sulla loro superficie, migrano a livello dei linfonodi dove avviene l'incontro con i linfociti T.

  3. sostanze chimiche che coordinano ed eseguono le risposte immunitarie: tramite queste molecole, le cellule del sistema immunitario sono in grado di interagire scambiandosi segnali che ne regolano reciprocamente il livello di attività; tale interazione è permessa da specifici recettori di riconoscimento e dalla secrezione di sostanze, genericamente note come citochine, che fungono da segnali regolatori.

L'importantissima attività protettiva del sistema immunitario viene esercitata attraverso una triplice linea difensiva che garantisce l'immunità, ovvero la capacità di difendersi dalle aggressioni di virus, batteri ed altre entità patogene, per contrastare danni o malattie.

  1. Barriere Meccaniche e Chimiche
  2. Immunità Innata o Aspecifica
  3. Immunità Acquisita o Specifica

Barriere Meccaniche e Chimiche

Il primo meccanismo di difesa dell'organismo è rappresentato dalle barriere meccanico-chimiche, che hanno lo scopo di impedire la penetrazione degli agenti patogeni nell'organismo; vediamo alcuni esempi nel dettaglio.


Cute integra

La cheratina presente nella porzione più superficiale dell'epidermide (strato corneo) non è digeribile né oltrepassabile dalla maggior parte dei microrganismi.

Sudore

Il pH acido del sudore, conferito dalla presenza di acido lattico, associato ad una piccola quota di anticorpi, ha un'efficace azione antimicrobica.

Lisozima

Enzima presente in lacrime, secrezioni nasali e saliva, in grado di distruggere la membrana cellulare dei batteri.

Sebo

L'olio prodotto dalle ghiandole sebacee della cute esercita un'azione protettiva sulla cute stessa, accrescendone l'impermeabilità ed esercitando una lieve azione antibatterica (potenziata dal pH acido del sudore).

Muco

Sostanza viscosa, biancastra, secreta delle membrane mucose dell'apparato digerente, di quello respiratorio, urinario e genitale. Ci protegge dai microrganismi inglobandoli e mascherando i recettori cellulari con i quali interagiscono per esercitare la loro attività patogena.

Epitelio ciliato

E' in grado di fissare e trattenere i corpi estranei, filtrando l'aria. Inoltre, facilita l'espulsione del catarro e dei microrganismi in esso inglobati.

I virus del raffreddore sfruttano l'azione inibitrice del freddo sulla motilità di queste ciglia, per infettare le prime vie respiratorie.

pH acido dello stomaco Ha funzione disinfettante, poiché distrugge molti microrganismi introdotti con gli alimenti.
Microorganismi commensali intestinali:

Impediscono la proliferazione dei ceppi batterici patogeni sottraendo il loro nutrimento, occupando i possibili siti di adesione alle pareti intestinali e producendo sostanze antibiotiche attive che ne inibiscono la replicazione.

Spermina Le secrezioni prostatiche hanno azione battericida.
Microorganismi commensali vaginali

In condizioni normali nella vagina è presente una flora batterica saprofita che, insieme al pH leggermente acido, previene l'eccessiva crescita di germi patogeni.

Temperatura corporea

La normale temperatura inibisce la crescita di alcuni patogeni, che risulta ancor più ostacolata in presenza di febbre, la quale favorisce anche l'intervento delle cellule immunitarie.

La risposta immunitaria

Se le prime barriere difensive falliscono ed il patogeno penetra nell'organismo si attiva la risposta immunitaria interna. Sono stati identificati due tipi di risposta immunitaria interna:

  • risposta immunitaria innata (o aspecifica): meccanismo di difesa generale, presente sin dalla nascita, che agisce rapidamente (minuti od ore) ed indiscriminatamente contro qualsiasi agente esterno;
  • risposta immunitaria acquisita (o specifica o adottiva): si sviluppa lentamente dopo il primo incontro con uno specifico agente patogeno (nell'arco di alcuni giorni), ma conserva una certa memoria per agire più rapidamente in seguito ad ulteriori esposizioni future.
IMMUNITÀ INNATA

IMMUNITÀ SPECIFICA

  • Non dipende dall'esposizione ad agenti infettivi o a molecole estranee.
  • Aspecifica
  • Riconosce strutture comuni
  • Sempre operativa
  • Sempre uguale, previene l'infezione
  • Rapidamente attivabile
  • E' indotta dall'esposizione ad agenti infettivi o molecole estranee.
  • Specifica
  • Riconosce strutture specifiche
  • Consegue al contatto
  • Potenziata da contatti ripetuti
  • Richiede l'infezione
  • Attivazione più lenta
Cellule dell'immunità innata Cellule dell'immunità specifica
  • Macrofagi
  • Granulociti
    • Neutrofili
    • Basofili
    • Eosinofili
  • Linfociti Natural Killers
  • Linfociti
    • Linfociti B
      • Immunità Umorale (anticorpi)
    • Linfociti T
      • Immunità Cellula-Mediata

Nota: molti testi fanno rientrare le barriere fisiche e chimiche all'interno dell'immunità innata, noi le abbiamo trattate a parte per dare una miglior visione d'insieme del sistema immunitario.


Va subito precisato che entrambi i tipi di risposta immunitaria sono strettamente interconnessi e coordinati; la risposta innata, per esempio, è rinforzata dalla risposta acquisita antigene-specifica, che ne aumenta l'efficacia. Nell'insieme la risposta immunitaria risultante procede secondo le seguenti tappe di base:

  1. FASE DI RICONOSCIMENTO DELL'ANTIGENE: individuazione ed identificazione della sostanza estranea
  2. FASE DI ATTIVAZIONE: comunicazione del pericolo alle altre cellule immunitarie; reclutamento di altri attori del sistema immunitario e coordinamento dell'attività immunitaria complessiva
  3. FASE EFFETTRICE: attacco all'invasore con distruzione o soppressione dell'agente patogeno.

Immunità innata (o naturale o aspecifica)

Come il nome stesso fa intuire, questo meccanismo è attivo verso tutti i microrganismi (riconosce, per esempio, il lipopolisaccaride presente nella membrana batterica dei Gram negativi) e sfrutta meccanismi presenti sin dalla nascita.


Il concetto di antigene: la funzionalità stessa del sistema immunitario implica la capacità di distinguere le cellule innocue da quelle pericolose, risparmiando le prime ed attaccando le seconde. La distinzione tra il sè (o self) ed il non sé (o non self), tra l'inoffensivo ed il pericoloso, è permessa dal riconoscimento di particolari macromolecole di superficie, dette antigeni, che hanno una struttura unica e ben definita. Per esempio, come abbiamo visto, il sistema immunitario innato è in grado di riconoscere la struttura lipopolisaccaridica della parete esterna dei batteri.

Vediamo ora alcune definizioni importanti.

  • Gli antigeni sono sostanze riconosciute come estranee (non self) e per questo in grado di indurre una risposta immunitaria e di interagire con il sistema immunitario.
  • L'epitopo è la porzione specifica di un antigene, riconosciuta dall'anticorpo.
  • L'aptene è un piccolo antigene in grado di indurre una risposta immunitaria solo se coniugato ad un carrier.
  • L'allergene è un elemento estraneo all'organismo di per sé non-patogeno, ma comunque in grado di causare malattia allergica in alcuni individui come conseguenza dell'induzione di una risposta immunitaria; ne sono esempi gli acari della polvere, i pollini e le muffe.
  • Gli autoanticorpi sono anticorpi anomali diretti contro il self, ovvero contro una o più sostanze proprie dell'organismo; sono un elemento fondamentale delle malattie autoimmuni, tra cui ricordiamo l'artrite reumatoide, la sclerosi multipla ed il lupus eritematoso sistemico.

Presente fin dalla nascita e per questo detta innata, l'immunità aspecifica NON ha alcun tipo di memoria nei confronti di precedenti incontri con patogeni. Inoltre, NON si rafforza in seguito a nuovi ed ulteriori contatti con lo stesso patogeno.

Non appena i microrganismi riescono ad oltrepassare le barriere meccanico-chimiche, l'immunità aspecifica si attiva RAPIDAMENTE e contribuisce a neutralizzarli bloccando molte infezioni ed impedendone l'evoluzione in malattia. Questa capacità è legata alla presenza:

  1. da un lato di particolari cellule, come i granulociti neutrofili ed i monociti;
  2. dall'altro di alcune sostanze particolari da essi prodotte che richiamano altre cellule del sistema immunitario.

1) FATTORI CELLULARI


LE CELLULE DELL'IMMUNITÀ INNATA
  1. Fagociti, ovvero Macrofagi e Neutrofili: Fagocitano detriti/patogeni.
  2. Natural Killer: Colpiscono le cellule infettate da virus e quelle tumorali.
  3. Cellule dendritiche: presentano l'antigene (cellule APC) attivando i linfociti T citotossici
  4. Eosinofili: Agiscono sui parassiti.
  5. Basofili: Simili ai Mastociti; coinvolti nelle reazioni infiammatorie ed allergiche.

  1. Fagociti: riconoscono gli invasori tramite specifici recettori di superficie, li inglobano e li distruggono digerendoli nei lisosomi (fagocitosi); inoltre, richiamano altre cellule del sistema immunitario secernendo citochine.
    I principali fagociti sono i macrofagi tissutali ed i neutrofili.
    • Macrofagi: dotati di spiccata attività fagocitaria, derivano dai monociti prodotti nel midollo osseo e circolanti nel sangue. Sono presenti in tutti i tessuti e particolarmente concentrati in quelli più esposti a possibili infezioni, come gli alveoli polmonari. I neutrofili, invece, circolano nel sangue e penetrano solo nei tessuti infetti.
      Oltre all'attività fagocitaria, in risposta alla presenza dei batteri i macrofagi secernono proteine solubili, dette citochine, mediatori chimici che reclutano altre cellule del sistema immunitario:
      • Chemiotassine: attirano altri FAGOCITI, alcune stimolano la proliferazione di linfociti B e T, altre producono sonnolenza
      • Prostaglandine: producono l'aumento della temperatura corporea a un livello intollerabile ai patogeni e che stimola le difese: FEBBRE.
      I Macrofagi, dopo aver fagocitato e demolito le particelle estranee, ne rielaborano alcuni frammenti presentandoli poi sulla loro superficie assieme alle proteine del complesso maggiore di istocompatibilità (MHC-II); per questo, appartengono al gruppo delle cosiddette APC, cellule presentanti l'antigene (vedi oltre).
    • Granulociti Neutrofili o Leucociti (polimorfo) nucleati (PMN): sono cellule ematiche capaci di uscire dai vasi per migrare nei tessuti dove si è verificata l'infezione e fagocitare, distruggendoli, microrganismi, detriti e cellule cancerose. Sono capaci di agire anche in condizioni di anaerobiosi. Muoiono nel sito di infezione formando pus.
  2. Linfociti NK - Sinonimi: cellule natural Killer (NK)): vengono così definiti i Linfociti T che, una volta attivati, emettono delle sostanze in grado di neutralizzare le cellule infettate da virus e quelle tumorali. Stimolati da alcune citochine, i linfociti natural killer fanno sì che le cellule infettate da virus od anomale si "suicidino" secondo un meccanismo noto come apoptosi.
    I linfociti NK hanno anche la capacità di secernere varie citochine antivirali, tra cui gli interferoni.
    A differenza degli altri tipi di linfociti (B e T), caratteristici della risposta immunitaria acquisita, il linfociti NK non riconoscono specificamente l'antigene (non hanno recettori specifici) e per questo fanno parte dell'immunità innata.
  3. Cellule dendritiche: a differenza dei macrofagi e dei neutrofili, non sono in grado di fagocitare l'antigene, ma lo catturano e lo espongono sulla propria superficie in seguito all'interazione con esso (per questo appartengono al gruppo delle cellule APC, presentanti l'antigene). In questo modo l'antigene esternalizzato viene riconosciuto delle cellule "killer", i linfociti T citotossici che danno via alla risposta immunitaria specifica. Non a caso, le cellule dendritiche si concentrano a livello di quei tessuti che fungono da barriera con l'ambiente esterno, come la pelle ed il rivestimento interno di naso, polmoni, stomaco ed intestino.
    NOTA BENE: dopo aver ricoperto il ruolo di "sentinelle" (intercettando gli antigeni ed esponendoli sulla loro superficie), le cellule dendritiche migrano nei linfonodi dove avviene l'incontro i linfociti T.

NOTA BENE:

  1. Le cellule dell'immunità innata esprimono in modo costitutivo sulla loro superficie più recettori, ognuno dei quali riconosce più di una ben definita struttura microbica; da qui derivano le loro capacità di riconoscimento multiplo aspecifico.

2) FATTORI UMORALI

  • Sistema del complemento: proteine plasmatiche prodotte dal fegato, normalmente presenti in forma inattiva; sono assimilabili a messaggeri che sincronizzano le comunicazioni tra le varie componenti del sistema immunitario. Le citochine circolano nel sangue e vengono sequenzialmente attivate, con un meccanismo a cascata (l'€™attivazione di una innesca quella delle altre), in presenza di stimoli appropriati.
    Quando si attivano, le citochine scatenano una serie di reazioni enzimatiche a catena che fanno acquisire ad alcuni componenti del sistema immunitario particolari caratteristiche. Per esempio, attirano i fagociti ei linfociti B e T nel sito di infezione tramite un meccanismo detto chemiotassi. Il sistema del complemento possiede inoltre una capacità intrinseca di ledere le membrane degli agenti patogeni provocando su di esse pori che portano alla lisi. Infine, il complemento ricopre le cellule batteriche "etichettandole" (opsonizzazione) come patogene, facilitando l'azione dei fagociti (macrofagi e neutrofili) i quali le riconoscono e le distruggono.

    Le opsonine sono delle macromolecole che, se rivestono un microrganismo, aumentano enormemente l'efficienza della fagocitosi in quanto vengono riconosciute da recettori espressi sulla membrana dei fagociti. Oltre alle opsonine derivanti dall'attivazione del complemento (il più noto è il C3b), uno dei sistemi di opsonizzazione più potenti è rappresentato dagli anticorpi specifici che ricoprono il microrganismo e che sono riconosciuti dal recettore per Fc dei fagociti. Gli anticorpi (o immunoglobuline) rappresentano il meccanismo di difesa umorale dell'immunità acquisita.


    NOTA BENE: l'attivazione del complemento è un meccanismo comune sia all'immunità innata che a quella acquisita. Esistono infatti tre vie distinte di attivazione del complemento: 1) la via classica, mediata dagli anticorpi (immunità specifica); 2) la via alternativa, attivata direttamente da alcune proteine delle membrane cellulari dei microbi (immunità innata); 3) la via lectinica (utilizza il mannosio come sito di attacco alle membrane dei patogeni).
  • Sistema degli interferoni (IFN): citochine prodotte dai linfociti NK e da altri tipi di cellule, così chiamate per la loro capacità di interferire con la riproduzione virale. Gli interferoni facilitano l'intervento delle cellule che partecipano alla difesa immunitaria e alla reazione infiammatoria.
    Esistono vari tipi di interferone (IFN-α IFN-β IFN-γ), prodotti da alcuni linfociti T dopo il riconoscimento di un antigene. Gli interferoni sono attivi contro virus, ma non li attaccano direttamente, bensì stimolano le altre cellule a resistere ad essi; in particolare:
    • agiscono sulle cellule non ancora infettate inducendo uno stato di resistenza all'attacco virale (interferone alfa ed interferone beta);
    • contribuiscono ad attivare le cellule Natural killer (NK);
    • stimolano i macrofagi ad uccidere le cellule tumorali o infettate da virus (interferone gamma);
    • inibiscono la crescita di alcune cellule tumorali.
  • Interleuchine: fungono da messaggeri chimici "a corto raggio d'azione", agendo specialmente tra cellule adiacenti:
  • Fattori di necrosi tumorale: secreti dai macrofagi e dai linfociti T in risposta all'azione delle interleuchine IL-1 e IL-6; permettono di alzare la temperatura corporea, dilatare i vasi sanguigni ed aumentare il tasso catabolico.

L'infiammazione è una reazione caratteristica dell'immunità innata, molto importante per combattere l'infezione in un tessuto danneggiato:

  1. attrae le sostanze e le cellule immunitarie nel luogo dell'infezione;
  2. produce una barriera fisica che ritarda la diffusione dell'infezione;
  3. ad infezione risolta, promuove processi di riparazione del tessuto danneggiato.

La risposta infiammatoria è scatenata dalla cosiddetta degranulazione dei mastociti, cellule presenti nel tessuto connettivo che in seguito all'insulto liberano istamina ed altre sostanze chimiche, le quali aumentano il flusso sanguigno e la permeabilità dei capillari e stimolano l'intervento dei globuli bianchi. I sintomi tipici dell'infiammazione sono l'arrossamento, il dolore, il calore e il gonfiore dell'area infiammata.

NOTA BENE: oltre che dalle infezioni, la risposta infiammatoria può essere innescata anche da punture, ustioni, lesioni ed altri stimoli che danneggiano i tessuti.

I principali attori cellulari del sistema immunitario che intervengono nell'infiammazione sono i neutrofili ed i macrofagi.

Immunità specifica o acquisita o adattativa

La terza linea difensiva è rappresentata dall'immunità specifica. Al contrario della precedente, non è presente alla nascita, ma viene acquisita con il passare del tempo. E' inoltre specifica per un determinato microrganismo, in particolare verso alcune molecole ben precise (antigeni) del patogeno.

L'immunità acquisita si rafforza a seguito di ulteriori contatti con lo stesso patogeno (comparsa di memoria del riconoscimento effettuato).

L'immunità acquisita interviene soltanto quando le altre linee di difesa non sono riuscite a contrastare efficacemente il patogeno. Essa si sovrappone all'immunità innata potenziando la risposta immunitaria: le citochine infiammatorie richiamano linfociti nella sede della reazione immunitaria e questi ultimi rilasciano poi le proprie citochine alimentando e potenziando la risposta infiammatoria specifica.

 

Si distinguono due tipi di risposta immunitaria acquisita:

  • immunità umorale (o mediata da anticorpi): è mediata da linfociti B che si trasformano in plasmacellule che sintetizzano e secernono anticorpi
  • cellulo mediata (o mediata da cellule): mediata principalmente dai linfociti T che attaccano direttamente l'antigene invasore (intervento dei linfociti T helper e Cito-tossici)

L'immunità umorale acquisita può anche essere suddivida in attiva (è l'organismo stesso a produrre anticorpi in risposta all'esposizione agli agenti patogeni) e passiva (gli anticorpi vengono acquisiti da un altro organismo, ad esempio dalla madre durante la vita fetale o tramite vaccinazione).


1) FATTORI UMORALI:

  • Immunoglobuline (anticorpi): alcuni microrganismi hanno sviluppato degli stratagemmi per alterare i propri marcatori di superficie, divenendo "invisibili" agli occhi dei fagociti e perdendo la capacità di attivare il complemento. Per combattere questi patogeni il sistema immunitario produce anticorpi specifichi contro di essi, etichettandoli come pericolosi agli occhi dei fagociti (opsonizzazione). Gli anticorpi rivestono gli antigeni facilitandone il riconoscimento e la fagocitosi da parte delle clellule immunitarie. La funzione degli anticorpi è quindi quella di trasformare le particelle non riconoscibili in "cibo" per i fagociti.
    Gli anticorpi fanno parte delle globuline (proteine plasmatiche globulari) presenti nel sangue e prendono il nome di immunoglobuline. Vengono catalogati in 5 classi, ovvero: IgA, IgD, IgE, IgG e IgM. Gli anticorpi possono anche legare ed inattivare alcune tossine batteriche e concorrono ad alimentare l'infiammazione attivando il complemento ed i mastociti.
    Gli antigeni immunogeni sono molecole in grado di stimolare la sintesi di anticorpi; in particolare tutte queste molecole presentano una piccola parte in grado di legarsi al suo specifico anticorpo. Tale porzione, detta epitopo, differisce generalmente da antigene ad antigene. Ne consegue che ogni anticorpo riconosce ed è sensibile solo ad uno o più epitopi specifici e non all'intero antigene.

2) FATTORI CELLULARI


Le cellule principalmente coinvolte nell'instaurarsi dell'immunità acquisita sono le cellule che presentano l'antigene (le cosiddette APC, antigen-presenting cells) ed i linfociti.

LINFOCITI

  • Linfociti B e T: i linfociti B originano e maturano nel midollo osseo, mentre i linfociti T originano nel midollo osseo, ma migrano e maturano nel Timo. Come abbiamo visto, tali organi vengono chiamati organi linfoidi primari e, oltre alla produzione, sono deputati anche alla maturazione di questi linfociti.
    Durante il proprio sviluppo, ogni linfocita sintetizza un tipo di recettore di membrana che può legarsi solo ad un determinato antigene. Il legame tra antigene e recettore dà dunque luogo all'attivazione del linfocita, che a quel punto comincia a dividersi ripetutamente; si formano in questo modo linfociti con recettori identici a quello che aveva riconosciuto l'antigene: tali linfociti sono detti CLONI e il processo con il quale si formano è detto SELEZIONE CLONALE.
    NOTA BENE: in seguito all'attivazione dei linfociti si formano sia CELLULE EFFETTRICI che parteciperanno attivamente alla risposta immunitaria sia CELLULE DELLA MEMORIA, che hanno il compito di riconoscere l'antigene in caso di eventuale successiva invasione.
    • CELLULE EFFETTRICI: pronte ad affrontare il nemico e a distruggerlo
    • CELLULE DELLA MEMORIA: non attaccano l'agente estraneo ma entrano in uno stato di quiescenza pronte ad intervenire ad un successivo attacco DELLO STESSO IDENTICO ANTIGENE

    Milza, tonsille, linfonodi e tessuto linfoide associato alle mucose degli apparati respiratorio e digerente, costituiscono gli organi linfoidi secondari. Essi ospitano macrofagi e linfociti T e B che stazionano temporaneamente in questa sede durante il processo di circolazione del sangue. I linfociti T e B entrano in contatto con gli antigeni proprio durante la loro permanenza negli organi linfoidi secondari.
    I Linfociti B esprimono immunogobuline (Anticorpi, Ab), mentre i Linfociti T esprimono recettori; entrambi fungono da recettori di membrana.

  • LINFOCITI B: riconoscono direttamente l'antigene tramite anticorpi di superficie; una volta attivati vanno incontro in parte a proliferazione e maturazione in cellule specializzate che secernono gli anticorpi (dette plasmacellule, vere e proprie "fabbriche di anticorpi") e in parte in cellule della memoria (che hanno la stessa funzione delle precedenti ma sono più longeve e per questo continuano a circolare per periodi molto più lunghi rispetto alle plasmacellule, a volte anche per tutta la vita dell'organismo). Come abbiamo visto, le cellule della memoria garantiscono una rapida produzione di anticorpi qualora si ripresentasse un certo agente patogeno per la seconda volta.
    Ogni linfocita B esprime sulla propria membrana qualcosa come 150.000 anticorpi (recettori) identici e specifici per lo stesso antigene. Il legame antigene-anticorpo è estremamente specifico: esiste un anticorpo per ogni possibile antigene. Una plasmacellula matura può produrre fino alle 30.000 molecole di anticorpi al secondo.
    NOTA BENE: l'attivazione dei linfociti B richiede lo stimolo dei linfociti T helper. I linfociti B riconoscono l'antigene in forma nativa, mentre i linfociti T riconoscono l'antigene processato da cellule accessorie (APC)
  • LINFOCITI T: interagiscono direttamente con le cellule del nostro corpo che risultano infettate o alterate. Essi contribuiscono all'eliminazione dell'antigene:
    • direttamente, attività citotossica nei confronti delle cellule infettate da virus;
    • indirettamente, attivando Linfociti B o i macrofagi.
    Sono presenti in due principali sottopopolazioni: Thelper (TH) (CD4+) e T citotossici (TC) (CD8+).
    • I linfociti T helper presiedono alla regolazione di tutte le risposte immuni per mezzo del rilascio di citochine che aiutano i linfociti B ed i linfociti T citotossici. Hanno quindi una FUNZIONE DI COORDINAMENTO:
      • presentano i recettori di membrana CD4;
      • riconoscono antigeni presentati dal MHC II;
      • inducono differenziamento dei linfociti B in plasmacellule (quest'ultime produttrici di anticorpi);
      • regolano l'attività dei linfociti T citotossici;
      • attivano i macrofagi;
      • secernono le citochine (interleuchine);
      • esistono diversi sottotipi di linfociti T helper; ad esempio i Th1 sono importanti nel controllo dei batteri patogeni intracellulari tramite l'attivazione di macrofagi.
    • I linfociti T citotossici (TC) (CD8+) presiedono alla risposta immune cellulo-mediata ed esercitano un'azione tossica contro le loro specifiche cellule bersaglio (cellule infettate e cellule tumorali). Hanno quindi una funzione di DEMOLIZIONE DI CELLULE ESTRANEE:
      • presentano la molecola di membrana CD8;
      • riconoscono gli antigeni presentati dal MHC I;
      • colpiscono selettivamente cellule infettate da virus e cancerogene;
      • regolati dai T Helper.

    I linfociti T citotossici liberano anche potenti sostanze chimiche, le LINFOCHINE, che attirano i macrofagi e stimolano e facilitano la fagocitosi (attaccano direttamente la cellula estranea provocando dei fori, che facilitano il lavoro dei macrofagi).
    Quando un'infezione è stata sconfitta, l'attività del linfociti B e T viene bloccata grazie all'azione di altri linfociti T detti soppressori che, appunto, sopprimono la risposta immunitaria: tuttavia, questo processo non è del tutto chiaro ed è attualmente fonte di diversi studi
    NOTA BENE: i linfociti B riconoscono antigeni in fase solubile, mentre i linfociti T non possono legarsi agli antigeni a meno che essi non esibiscano sulle loro membrane cellulari sequenze proteiche MHC di classe I. I linfociti T, pertanto, riconoscono antigeni presentati dalle "APC" (antigen presenting cells).

 

Gli strumenti del sistema immunitario acquisito per riconoscere i specifici antigeni sono quindi tre:

  • Immunoglobuline o Anticorpi
  • Recettori delle cellule T
  • Complesso maggiore di istocompatibilità e proteine MHC su APC (cellule che presentano l'antigene).

Cellule che presentano l'antigene (APC)

  • PREMESSA: i fagociti (macrofagi e neutrofili) presentano una modesta abilità intrinseca di legarsi direttamente a batteri e ad altri microrganismi. Tuttavia la loro attività fagocitaria si fa particolarmente pronunciata se il il batterio ha attivato il complemento (grazie alle opsonine C3b). I microrganismi che NON attivano il complemento, vengono opsonizzati (etichettati) dagli anticorpi che possono legarsi al recettore Fc del fagocita. Gli anticorpi possono anche attivare il complemento e, se sia gli anticorpi che il complemento (C3b) opsonizzazno il patogeno, il legame diventa ancor più solido (ricordiamo che l'opsonizzazione, indipendentemente dalla sua origine, aumenta enormemente l'efficienza della fagocitosi).
  • Dalla fagocitosi delle molecole estranee originano dei frammenti di antigene che, all'interno del fagocita, vengono combinati con particolari proteine appartenenti al cosiddetto "complesso maggiore di instocompatibilità" (MHC, major histocompatibility complex, che nell'uomo viene chiamato HLA, human leukocyte antigen). Il complesso maggiore di istocompatibilità - originariamente scoperto perché coinvolto nell'attecchimento e nel rigetto dei trapianti d'organo - permette di riconoscere il self dal non self. Si tratta di proteine ubiquitarie che hanno la capacità di legarsi a molecole interne alla cellula ed esporle sull’esterno della membrana.
    I complessi molecolari (frammenti di antigene + molecole MHC II) vengono esposti sulla superficie di alcune cellule, che per questo vengono chiamate cellule che presentano l'antigene (APC). Le cellule APC (cellule dendritiche, macrofagi e linfociti B) possono essere paragonate a delle navette che presentano sulla superficie cellulare frammenti proteici derivati dalla digestione di proteine internalizzate dai fagociti combinati con il complesso maggiore di istocompatibilità di classe 2.
    A questo punto è necessario specificare che esistono due tipi di molecole MHC:
    • le molecole MHC di classe I si trovano sulla superficie di quasi tutte le cellule nucleate e fanno in modo che le cellule del corpo "anomale" siano riconosciute dai recettori CD8 dei linfociti T citotossici; è quindi possibile "evitare una strage" cioè impedire che i linfociti citotossici attacchino le cellule sane dell'organismo. Ad esempio, i linfociti natural killer riconoscono come non-self le cellule con bassa espressione di MHC-I (cellule tumorali), mentre i linfociti T citotossici attaccano soltanto le cellule che presentano complessi antigeni virali - MHC-I.
    • Le molecole MHC di classe II, invece si trovano solo sulle cellule APC del sistema immunitario, principalmente su macrofagi, linfociti B e cellule dendritiche. Le MHC di classe II presentano peptidi esogeni (derivati dalla digestione dell'antigene) e vengono riconosciute dai recettori CD4 dei linfociti T helper.

I peptidi esposti sulla superficie cellulare grazie alle MHC vengono passati al vaglio delle cellule del sistema immunitario, le quali intervengono soltanto se riconoscono tali complessi come "non self".

Dopo l'esposizione del complesso antigene-MHC, le cellule migrano attraverso i vasi linfatici verso i linfonodi, dove attivano altri protagonisti del sistema immunitario; in particolare:

  • Se una cellula T citotossica incontra una cellula bersaglio che espone frammenti di antigene sul suo MHC-I (cellule nucleate tumorali o infettate da virus) la uccide per prevenirne la riproduzione;
  • Se una cellula T helper incontra una cellula bersaglio che espone frammenti di antigene esogeni sul suo MHC-II (fagociti e cellule dendritiche) secerne citochine aumentando la risposta immunitaria (ad esempio attivando il macrofago o il linfocita B che ha presentato l'antigene).


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