IL SISTEMA IMMUNITARIO

1. Batteri IL SISTEMA IMMUNITARIO

2. Le difese innate dell’organismo umano L’immunita’ mediata da cellule La risposta immunitaria acquisita Il sistema immunitario

3. Le difese innate dell’organismo umano • Le difese innate contro le infezioni comprendono la pelle, le cellule fagocitarie e le proteine antimicrobiche • La risposta infiammatoria mette in moto i meccanismi di difesa non specifica • Durante l’infezione il sistema linfatico assume un ruolo d’importanza fondamentale

4. Le difese innate dell’organismo umano comprendono: • La pelle (in quanto il suo stato piu’ esterno e’ formato da cellule morte, e quindi non permette il passaggio alla maggior parte di virus e batteri) • L’apparato digerente e respiratorio (in quanto sono protetti da uno strato mucoso e sono controllati da difese non specifiche) • Le cellule fagocitarie • Le proteine antimicrobiche (proteine che attaccano i microrganismi o impediscono la loro riproduzione)

5. Le cellule fagocitarie sono: • Neutrofili • Monociti • Macrofagi (cellule fagocitarie che circolano nel liquido interstiziale e incontrando cellule infettate da virus o da batteri, le inglobano)

6. Le proteine antimicrobiche sono: • Interferoni (proteine prodotte dalle cellule infettate dai virus che stimolano le altre cellule a resistere a essi). • Proteine del complemento (circa 30 proteine che circolano nel plasma sanguigno cooperando con gli altri meccanismi di difesa. In assenza di infezione queste sono inattive, ma alcune sostanze sulla superficie di molti microbi possono innescare reazioni a catena che portano alla lisi degli invasori. Inoltre potenziano la risposta infiammatoria).

7. Meccanismo d’azione dell’ interferone • Il virus infetta una cellula e attiva nel nucleo i geni che codificano per l’interferone. La cellula produce l’interferone. Dopo questa cellula muore ma le sue molecole di interferone si diffondono tra le altre cellule sane circostanti stimolandone a produrre altre proteine che inibiscono la riproduzione virale.

9. La risposta infiammatoria (parte 1) • Costituisce il nostro principale sistema di difesa innato. • Quando un tessuto viene leso, le cellule danneggiate liberano sostanze chimiche, come l’istamina. Le sostanze chimiche scatenano la mobilitazione di svariate difese. I principali effetti dell’infiammazione sono quelli di disinfettare e di ripulire il tessuto lesionato. I globuli bianchi inglobano i batteri e cio’ che rimane delle cellule uccise dagli stessi globuli bianchi o morte in seguito alla ferita. • La risposta infiammatoria aiuta a prevenire l’estendersi dell’infezione ai tessuti circostanti.

10. La risposta infiammatoria(parte 2) • Durante l’infiammazione le proteine plasmatiche passano nel liquido interstiziale e, insieme alla piastrine, formano un coagulo che isola la regione infetta, permettendo la riparazione del tessuto danneggiato. • La risposta infiammatoria può essere localizzata oppure diffusa (sistemica) . • Le infezioni batteriche provocano una risposta infiammatoria sistemica sovradimensionata che porta allo shock settico.

11. L’istamina • L’istamina induce i vasi sanguigni circostanti a dilatarsi e a diventare piu’ permeabili. Vi e’ un aumento di afflusso di sangue verso la zona danneggiata e il plasma sanguigno fuoriesce dalle fessure dei vasi verso il liquido interstiziale dei tessuti lesionati.

12. La risposta infiammatoria diffusa (sistemica) • Alcuni microrganismi entrano nel sangue o lasciano tossine che sono trasportate in ogni parte del corpo dalla circolazione sanguigna. Il corpo può reagire con diversi sistemi di infiammazione: può aumentare il numero di globuli bianchi circolanti, può far salire la febbre.

13. Lo shock settico • E’ caratterizzato da febbre alta e bassa pressione sanguigna puo’ determinare la morte.

14. La febbre • La febbre e’ un aumento anomalo della temperature corporea. Le tossine possono provocare la febbre, oppure i globuli bianchi rilasciano sostanze che regolano il “termostato” del corpo a una temperatura piu’ elevata. La febbre molto alta e’ pericolosa, ma un moderato incremento di temperatura contribuisce alla difesa stimolando la fagocitosi e inibendo lo sviluppo di molti microrganismi.

15. Il sistema linfatico (parte 1) • Il vaso linfatico e’ implicato sia nella difesa non specifica che in quella specifica ed e’ costituito da numerosi linfonodi , dalle tonsille, dalle adenoidi, dall’appendice e dalla milza. Il sistema linfatico comprende anche il timo e il midollo osseo in quanto in essi si originano i globuli bianchi. • I vasi linfatici trasportano un liquido, la linfa. • Il sistema linfatico ha due principali funzioni: riportare nel sistema circolatorio il liquido interstiziale e combattere le infezioni.

16. Il sistema linfatico (parte 2) • All’interno degli organi linfatici sono presenti anche i macrofagi che inglobano gli invasori in maniera non specifica, invece i linfociti possono essere attivati per una risposta immunitaria specifica contro di essi. • Quando il corpo si prepara ad affrontare un’infezione i linfonodi si gonfiano per il moltiplicarsi dei globuli bianchi. I linfonodi gonfi sono evidenti nel collo e sotto le ascelle.

17. I linfonodi • I linfonodi sono organi nodulari che contengono globuli bianchi detti linfociti.

18. La linfa • La linfa e’ simile al liquido interstiziale ma con meno ossigeno e sostanze nutritive. • La linfa confluisce dai capillari linfatici verso vai sempre più grossi per poi rientrare nella circolazione sanguigna attraverso due grandi rami linfatici che confluiscono con le vene all’altezza delle clavicole: esse sono il dottotoracicoe il dotto linfatico destro. • La linfa trasporta anche i microbi provenienti dai vari siti d’infezione attraverso tutto il corpo.

19. La risposta immunitaria acquisita • La risposta immunitaria neutralizza specifici invasori • I linfociti forniscono una duplice difesa • Gli antigeni hanno regioni specifiche a cui si legano gli anticorpi • Solo linfociti selezionati e attivati dagli antigeni danno origine a un clone di cellule che innesca la risposta immunitaria • Gli anticorpi sono le “armi” dell’immunita’ umorale

20. Gli anticorpi individuano quali antigeni devono essere distrutti • Il sistema immunitario si basa sulle nostre “impronte” molecolari • Gli anticorpi monoclonali sono armi efficaci sia nella ricerca biologica sia nella terapia medica

21. La risposta immunitaria neutralizza specifici invasori (parte 1) • Il sistema immunitario difende il nostro corpo da ciò che identifica come strutture estranee come i microbi e le cellule cancerose. Esso agisce più efficacemente delle difese innate, in quanto è più specifico, cioè amplifica certe risposte non specifiche.

22. La risposta immunitaria neutralizza specifici invasori (parte 2) • L 'immunità conferita dal sistema immunitario si definisce immunita' acquisita. • Il sistema immunitario, venendo a contatto con un antigene, incrementa il numero di cellule che attaccano gli invasori o che producono proteine di difesa, cioè gli anticorpi.

23. La risposta immunitaria neutralizza specifici invasori (parte 3) • Il sistema immunitario ha anche una straordinaria ''memoria'', cioe' puo' ''ricordare'' antigeni incontrati in precedenza e reagire contro di essi piu' rapidamente ed efficacemente alle volte successive in cui lo stesso antigene si ripresenta.

24. L'immunita' acquisita • L'immunita' acquisita si sviluppa a pieno solo in seguito all'esposizione a sostanze estranee chiamate antigeni.

25. Gli antigeni • Gli antigeni sono certe molecole che si trovano sulla superficie dei virus, dei batteri, della polvere, e anche le molecole presento sulla superficie delle cellule degli organi trapiantati.

26. L'anticorpo • L 'anticorpo e ' una proteina che circola nel plasma sanguigno, attacca un particolare tipo di antigene e contribuisce a neutralizzare gli effetti. • Le cellule di difesa e gli anticorpi contro un antigene specifico, sono inefficaci contro qualsiasi altra sostanza estranea.

27. Ci sono due tipi di immunià: • L'immunità attiva e quella passiva. • L'immunità attiva consiste nella resistenza ad uno specifico invasore che viene acquisita dopo un infezione naturale oppure attraverso una vaccinazione, che consiste nella somministrazione di un vaccino all'interno di un corpo umano.

28. L'immunita' passivaconsiste nel ricevere anticorpi indirettamente o inseriti in un siero. Nel primo caso gli anticorpi si possono trasmettere ad un feto perche' presenti nel sangue della madre, oppure attraverso il latte materno quando un neonato viene allattato. Nel secondo caso gli anticorpi sono iniettati nel corpo di una persona. Questo metodo puo' essere utile quando si fa un viaggio in zone a rischio. Gli anticorpi introdotti restano attivi solo per poche settimane o per alcuni mesi.

29. Il vaccino • Il vaccino stimola il sistema immunitario a costruire le difese contro una variante innocua dell'agente patogeno; in seguito queste difese saranno rapidamente efficaci contro il vero microbo. • Il vaccino viene preparato utilizzando un agente patogeno indebolito o ucciso, o parti di esso.

30. I linfociti forniscono una duplice difesa • Le cellule responsabili della risposta immunitaria sono i linfociti . • Alcuni linfociti immaturi continuano a svilupparsi nel midollo osseo e si specializzano, diventando linfociti B (o celluleB). • Altri linfociti immaturi passano, attraverso il sangue, dal midollo osseo al timo, dove si specializzano diventando linfociti T(o cellule T). • I linfociti sono protagonisti di una duplice modalita' di difesa: l'immunita' umorale e l'immunita' mediata da cellule.

31. I linfociti B e l'immunita' umorale • I linfociti B producono gli anticorpi che si trovano in soluzione nel sangue conferendo all'organismo l'immunita' umorale . • Il sistema di difesa umorale agisce principalmente contro i virus e i batteri presenti nei liquidi del corpo. • L'immunita' umorale puo' essere trasferita passivamente • Nell'immunta' umorale gli anticorpi sono trasportati dalla linfa e dal sangue verso i luoghi dell'infezione.

32. I linfociti T e immunità mediata da cellule • I linfociti T circolano nel sangue e nella linfa attaccano le cellule del corpo che sono state infettate da virus e da batteri, ma agiscono anche contro le infezioni causate da funghi e protozoi e, inoltre, sono importanti anche per proteggere il corpo dalle proprie cellule nel momento in cui esse diventano cancerose. • I linfociti T agiscono indirettamente favorendo la fagocitosi da parte di altri globuli bianchi e stimolando i linfociti B a produrre anticorpi; così facendo essi sono coinvolti sia nell'immunità umorale sia in quella mediata da cellule.

33. Sviluppo dei linfociti

34. I recettori antigenici • Quando i linfociti si sviluppano, alcuni geni di essi si attivano e le cellule sintetizzano proteine specifiche che si inseriscono nella membrana plasmatica. Queste molecole proteiche sporgono dalla superficie cellulare; tali molecole sono dette recettori antigenici, capaci di legarsi a un tipo specifico di antigene. • Ogni cellula T o B possiede circa 100 000 recettori antigenici e sono identici, cioe' riconoscono tutti lo stesso antigene.

35. Quando i linfociti T e B presentano questi antigeni possono riconoscere un antigene specifico e fornire una risposta immunitaria contro di esso. • Dopo aver sviluppato i loro recettori antigenici i linfociti lasciano il midollo osseo e il timo e raggiungono i linfonodi, la milza e altre parti del sistema linfatico. Una volta stabilitisi in questi organi questi vengono in contatto con gli antigeni infettivi. I virus o i batteri entrano nei vasi linfatici e sono trasportati negli organi linfatici.

36. Il timo • Ghiandola posta nella parte superiore della cassa toracica.

37. I linfociti • Tipi di globuli bianchi che passano la maggior parte del loro tempo nei tessuti e negli organi del sistema linfatico. • I linfociti sono prodotti dalle cellule staminali nel midollo osseo.

38. Gli antigeni hanno regioni specifiche a cui si legano gli anticorpi • Gli antigeni sono molecole che inducono nell'organismo ospite una risposta immunitaria in quanto non fanno parte dell'organismo • La maggior parte degli antigeni e' costituita da proteine o da grossi polisaccaridi che si trovano sulla superficie di virus o di cellule estranee.

39. Gli anticorpi riconoscono determinate regioni, i determinanti antigenici, presenti sulla superficie. La molecola dell'anticorpo ha una regione specifica che corrisponde al sito di legame per l'antigene, in grado di riconoscere un determinante antigenico grazie alla sua forma complementare. • Un antigene possiede diversi tipi di determinanti diversi, quindi si lega contemporaneamente a diversi tipi di anticorpi • Una singola molecola di antigene può stimolare il sistema immunitario a produrre diversi tipi di anticorpi.

41. Solo linfociti selezionati e attivati dagli antigeni danno origine a un clone di cellule che innesca la risposta immunitaria • La produzione delle cellule del sistema immunitario, pronte a reagire contro uno specifico antigene, avviene grazie a un processo di selezione clonale. • Nel corpo, un antigene si imbatte in diversi linfociti T e B. un particolare antigene attiva quei pochi linfociti che possiedono un ben preciso recettore specifico.

42. In seguito tali cellule proliferano formando una popolazione di cellule geneticamente identiche (un clone) adatte per combattere quel determinato antigene. • Questa clonazione di linfociti rappresenta il processo fondamentale della risposta immunitaria acquisita contro le infezioni.

43. Le tappe della selezione clonale (parte 1) • Nei linfonodi sono presenti la varieta' di cellule B. Per ogni linfocita esiste uno specifico tipo di recettore, che le cellule espongono prima di venire a contatto con l'antigene. • Un antigene si lega con le poche cellule B che possiedono i recettori complementari.

44. L'interazione della cellula con l'antigene ne innesca lo sviluppo, la divisione e l'ulteriore differenziamento in due tipi di cellule geneticamente identiche. Entrambi i nuovi tipi di cellule prodotte sono specializzate nella difesa contro l'antigene che ha provocato la risposta immunitaria.

45. Le tappe della selezione clonale (parte 2) • Il primo gruppo di cellule e' costituito dalle cellule effettrici, che combattono contro l'antigene. Le cellule effettrici prodotte sono plasmacellule. Ogni plasmacellula produce specifici anticorpi alla velocita' di 2000 copie al secondo. Questi anticorpi entrano in circolazione nel sangue e nel liquido linfatico. Ogni cellula effettrice ha una sopravvivenza di quattro o cinque giorni.

46. Il secondo gruppo di cellule e' costituito da un piccolo numero di cellule della memoria, che si differiscono dalle cellule effettrici sia dal punto di vista morfologico che funzionale. Le cellule della memoria di un clone possono sopravvivere per decenni rimanendo nei linfonodi pronte ad attivarsi in seguito ad una seconda esposizione all'antigene. In alcuni casi le cellule della memoria sono in grado di garantire un'immunita' per tutta la vita • Questi cinque passaggi sono la fase iniziale dell'immunita' acquisita detta risposta immunitaria primaria che si verifica con l'esposizione dei linfociti ad un certo antigene per la prima volta.

47. Le tappe della selezione clonale (parte 3) • Quando le cellule della memoria prodotte durante la risposta primaria si trovano nuovamente esposte allo stesso antigene, mettono in atto la risposta immunitaria secondaria. Questa risposta e' piu' energica e veloce della prima; di conseguenza avviene un'altra selezione clonale e le cellule della memoria selezionate si moltiplicano rapidamente producendo un secondo clone di linfociti che danno origine alla risposta secondaria. Come il primo, anche il secondo include cellule effettrici che producono gli anticorpi e cellule della memoria in grado di rispondere a future esposizioni all'antigene.

49. Gli anticorpi sono le "armi" dell'immunità umorale • Le plasmacellule sono cellule effettrici prodotte per selezione clonale e fabbricano e secernano gli anticorpi. Questi hanno la forma della lettera Y . • Ogni molecola di anticorpo è costituita da quattro catene polipeptidiche, due pesanti e due leggere.

50. Grazie alla sua forma ogni anticorpo svolge due funzioni collegate tra loro: riconosce e si lega a un certo antigene e partecipa alla neutralizzazione dell'antigene riconosciuto. • Gli esseri umani e altri mammiferi possiedono cinque classi principali di anticorpi, chiamate IgA, IgD, IgE, IgG, IgM (Ig=immunoglobuline, altro nome degli anticorpi). Ognuna di queste classi si trova in diverse parti del corpo e opera in modo diverso per individuare "gli invasori" ed eliminarli.