Sistema Immunitario - Liceo Scientifico Fermi (CS)

Il sistema
immunitario
L’immunità
acquisita
I due tipi di immunità
Esistono due tipi di immunità:
si riferisce alle difese
presenti fin dalla nascita,
che danno risposte rapide
si riferisce alle difese che
prevedono il riconoscimento
di un patogeno che ha
superato le difese
dell’immunità innata
Antigeni e anticorpi
L’antigene, è definito anche “Generatore di anticorpi”,
è tutto ciò che è estraneo all’organismo capace di
innescare una risposta immunitaria.
L’anticorpo, è proteina specifica in circolo nel nostro
corpo capace di distruggere e neutralizzare l'effetto degli
antigeni.
Legame anticorpo-antigene
Gli antigeni hanno regioni specifiche a cui si
legano gli anticorpi. Questi ultimi, in genere,
riconoscono determinate regioni, i determinanti
antigenici (o epitopo), presenti sulla superficie di
un antigene.
Molecole di
anticorpo A
Siti di
legame per
l’antigene
Determinanti
antigenici
Antigene
Molecola
di
anticorpo
B
La forma è l’immagine plastica della
funzione
La forma degli anticorpi ricorda
quella di una Y costituita da due
catene pesanti, e due catene
leggere. Ciascuna catena contiene
una regione costante (C) e una
variabile (V). Le regioni variabili
(V) creano un sito di legame per
l'antigene. Le regioni costanti (C)
partecipano
all’eliminazione
dell’antigene legato. Le regioni C
delle regioni pesanti in base alla
loro localizzazione nell’organismo e
il modo in cui operano si
distinguono in 5 classi di anticorpi:
IgA, IgD,IgE,IgG,IgM.
È presente un
enzima, il Lisozima
che ha il compito
di distruggere
batteri e virus
Siti di
legame per
l’antigene
Catena
leggera
C
C
Catena
pesante
L’immunità attiva e passiva
In base a come gli antigeni entrano nell’organismo di
distinguono:
L’immunità attiva, cioè le resistenza a uno specifico
invasore, viene solitamente acquisita dopo un’infezione
naturale, ma può essere innescata con una procedura
medica, nota come vaccinazione.
 È anche possibile sviluppare un’ immunità passiva,
ricevendo anticorpi ‘‘già pronti’’. Per esempio acquisendo
anticorpi attraverso il latte materno o da un siero
contenente anticorpi specifici.
Il vaccino
La vaccinazione è l’acquisizione di una immunità artificiale
che si attua attraverso il contatto con un vaccino che
contiene un agente patogeno (o parte di esso)
opportunamente trattato in modo da avere perso la
capacità infettiva, ma non quella antigenica in modo da
attivare i linfociti T e B.
I linfociti: una duplice difesa
Le cellule responsabili della
risposta immunitaria sono i
linfociti. Essi danno vita a una
duplice modalità di difesa:
• Immunità umorale, alcuni
linfociti immaturi continuano
a svilupparsi nel
midollo osseo e si
specializzano diventando
linfociti B (o cellule B)
• Immunità mediata da cellule,
altri passano dal midollo
osseo al timo dove si
specializzano, diventando
linfociti T (o cellule T).
Midollo osseo
Cellule staminali
Linfociti immaturi
Timo
Per
via
sanguigna
Recettori
antigenici
Linfociti T
Linfociti B
Immunità umorale
Altre parti del sistema
linfatico
Per via
sanguigna
Immunità mediata
da cellule
Linfonodi, milza e
altri organi
linfatici
Processo finale di
maturazione dei
linfociti B e T in
un organo
linfatico
Il processo di clonazione
Selezione clonale è la capacità del sistema di difendere l'organismo da
moltissimi antigene. L'antigene entra in contatto con linfociti T e B ma
interagisce solo con quelli che possiedono recettori specifici in grado di
riconoscerlo. Queste poche cellule, attivate dall’antigene, generano un
clone, una popolazione di cellule geneticamente identica, costituito da
migliaia di cellule specifiche per quell’antigene.
Esistono due tappe della selezione clonale:
1. la prima risposta immunitaria è la più lenta, perchè quando gli
antigeni entrano nei linfonodi per la prima volta, i determinati
antigenici presenti si legano ai pochi linfociti B con specifici
recettori complementari. Dopo di che, , inizia la clonazione, il
primo gruppo creato sono le cellule effettrici o plasmacellule, in
caso di linfociti B, il secondo gruppo sono le cellule della memoria
meno numerose ma determinanti durante la seconda risposta
immunitaria.
2. la seconda risposta immunitaria, più veloce della prima, in questo
modo se l'organismo sarà soggetto nuovamente all'antigene le cellule
della memoria si attiveranno immediatamente per riavviare
nuovamente il processo della selezione clonare.
Gli anticorpi individuano e rendono
riconoscibili gli antigeni
Il legame tra anticorpi e antigeni
inattiv a gli antigeni tramite
Neutralizzazione
Virus
Agglutinazione
di cellule
Precipitazione di
antigeni in soluzione
Attiv azione del
complemento
Molecole del
completamento
Batteri
Molecole
di
antigeni
Batteri
o
Favoriscono la
Fagocitosi
Macrofago
Cellula estranea
Porta alla
Lisi della cellula
Foro
Linfociti T
La risposta immunitaria mediata da cellule si basa sulla
distinzione delle strutture che appartengono all’organismo
(molecole self) da quelle estranee (molecole non self).
I linfociti T reagiscono soltanto in presenza di antigeni
sulla superficie delle cellule del corpo.
I quattro tipi principali di linfociti T sono:
•linfociti T helper: aiutano le altre cellule a combattere
l’invasore;
•linfociti T suppressor: inibiscono la risposta immunitaria
B e T;
•linfociti T citotossici: uccidono le cellule del corpo
infettate;
•linfociti T della memoria: rimangono di riserva nel
tessuto linfatico.
Linfociti T helper
Il macrofago frammenta la particella estranea in una serie di antigeni
(molecole non self) a cui si legano le proteine self. Il complesso formato dalla
proteina self e l’antigene è detto complesso self-non self e si trova sulla
superficie delle cellule che si chiamano APC (cellule che presentano l’antigene).
Il complesso riconosce e si lega ai linfociti T helper (questo legame può essere
stimolato da proteine come l'interleuchina-1). Il linfociti T helper attivati
promuovono la risposta immunitaria in diversi modi, principalmente con la
secrezione di proteine stimolatrici.
Una di queste proteine è l'interleuchina-2, che ha tre funzioni principali:
• promuove la crescita e la moltiplicazione del linfociti T helper;
• attiva i linfociti B, stimolando l’immunità umorale;
• attiva i linfociti T citotossici.
Linfociti T citotossici
I linfociti T citotossici sono gli unici che uccidono direttamente le
cellule infettate. I linfociti T citotossici, una volta attivati, questi
riconoscono il complesso self-nonself esposto sulle cellule. I linfocita T
citotossico si lega alla cellula infettata e sintetizza la proteina
perforina, la quale fora la membrana della cellula infettata,
consentendo il passaggio di enzimi. Questo causa la morte della cellula
per apoptosi.
1 Il linfocita T
citotossico si lega alla
cellula infettata
Complesso self-non self
Cellula
infettata
Molecola
di
perforina
2 La perforina produce fori
nella membrana della cellula
infettata
Formazione
del foro
Antigene
estraneo
Linfocita T
citotossico
Enzima
che può
indurre
l’apopto
si
3 Lisi della cellula
infettata
Complesso maggiore di
istocompatibilità
Il sistema immunitario reagisce soltanto contro molecole estranee e non
contro le proprie. Ogni individuo ha una propria impronta molecolare,
costituita da particolari proteine presenti sulla superficie delle cellule,
proteine self, che insieme formano il complesso maggiore di
istocompatibilità (MHC).
Le proteine self sulla superficie delle cellule sono in realtà di due tipi:
• MHC di classe I, si trovano in tutte le cellule con nucleo e si legano
a frammenti di proteine provenienti da patogeni invasori esponendoli
all’esterno della cellula infettata e rendendola riconoscibile dai
linfociti T;
• MHC di classe II, si trovano in particolari cellule del sistema
immunitario, tra cui i macrofagi, linfociti B e T attivati.
I disturbi del sistema immunitario
Nelle malattie autoimmuni, come la sclerosi multipla, il sistema
immunitario agisce contro le molecole del proprio organismo; nelle
malattie da immunodeficienza, invece, il corpo è privo di una o più
componenti del sistema immunitario, una condizione che rende le
persone particolarmente esposte a infezioni ricorrenti.
Le allergie sono causate da una reazione eccessiva agli allergeni
presenti nell’ambiente. Il contatto con un allergene causa il rilascio di
istamina, responsabile dei sintomi allergici, come lo shock
anafilattico, che consiste in brusco calo pressorio e nella tachicardia
che
può
portare
alla
morte.
HIV
Hiv è l’acronimo della denominazione inglese del virus
dell’immunodeficienza umana (Human Immunodeficiency Virus),
appartenente al genere dei Lentivirus, che a sua volta rientra nella
famiglia dei Retroviridae. Il virus Hiv è la causa della sindrome da
immunodeficienza acquisita (Aids).
Le sue principali caratteristiche sono, come esprimono i nomi di genere
e famiglia di appartenenza, il comportamento da virus lento, cioè di
virus che infetta l’organismo ospitante, ma i sintomi tipici compaiono
solo dopo un certo periodo di tempo.
Come agisce?
L’Hiv è un retrovirus, possiede cioè come
patrimonio genetico tipico un filamento di acido
ribonucleico (Rna).
L’enzima trascrittasi inversa, presente in questi
virus, permette la sintesi del Dna a partire dall’
Rna virale, che è usato come stampo quando
l’Hiv infetta una cellula.
In tal modo il filamento di Dna
virale può integrarsi nel Dna
ospitante e “istruire” la cellula
a sintetizzare i componenti
necessari alla formazione di
nuovi virus.
Sulla superficie esterna del
virus sporgono molecole di
glicoproteine che svolgono una
funzione
di
riconoscimento
delle
cellule
bersaglio
e
facilitano
la
penetrazione
dell’Hiv.
La trascrizione del DNA
La trascrizione è la formazione di uno specifico RNA a partire da
uno specifico DNA. All’interno di ciascun gene viene trascritto uno
solo dei due filamenti del DNA, il filamento stampo. Il filamento
complementare resta non trascritto.
La trascrizione può essere suddivisa in tre stadi distinti:
• Inizio;
• Allungamento;
• Terminazione.
http://ebook.scuola.zanic
helli.it/sadavabiologia/latrascrizione-dal-dna-allrna#
L’inizio
Il
primo
stadio,
che
dà inizio alla trascrizione,
richiede un promotore, una
speciale sequenza di DNA
alla quale si lega molto
saldamente
la
RNA
polimerasi. I promotori sono
importanti
sequenze
di
controllo
che
«dicono»
all’RNA polimerasi tre cose:
da dove far partire la
trascrizione, quale filamento
del DNA trascrivere e in
quale direzione procedere.
L’allungamento
Dopo che l’RNA polimerasi si è legata al
promotore,
incomincia
il
processo
dell’allungamento . La RNA polimerasi
apre il DNA a circa 10 basi per volta e
legge il filamento di stampo in direzione
3'-5'. Il nuovo RNA si allunga verso
l’estremità 3' partendo dalla prima base
che costituisce
l’estremità
5'.
Di
conseguenza
l’RNA
trascritto
è
antiparallelo al filamento di stampo del
DNA.
L’RNA polimerasi, però, non revisiona né
corregge il proprio lavoro. Gli errori di
trascrizione si verificano al tasso di uno
ogni 104-105 basi ma, poiché le copie di
RNA sono eseguite in gran numero e
spesso hanno una vita relativamente
breve,
tali
errori
non
sono
potenzialmente dannosi come le mutazioni
del DNA.
La terminazione
Analogamente al sito di
inizio che precisa il punto di
partenza della trascrizione,
sul filamento stampo del
DNA ci sono particolari
sequenze di basi che ne
stabiliscono la terminazione.
Negli eucarioti il primo
prodotto della trascrizione,
o trascritto primario, è più
lungo dell’mRNA maturo e
deve andare incontro a un
notevole
processo
di
trasformazione
prima
di
essere tradotto.
Aids, "Scoperta una sostanza che agisce
come uno scudo anti-hiv sulle scimmie"
Un gruppo di studiosi americani ha identificato un inibitore molto potente che
protegge dal virus.
Lo 'scudo' che protegge gli animali.La sperimentazione è durata 34 settimane e
le scimmie non si sono ammalate dopo che è stato loro iniettata la versione del
virus che provoca la malattia. "Riusciamo a indicare un modo per ottenere una
protezione per gli animali. E' una specie di 'vaccino di lunga vita' che risulta
efficace", ha spiegato Farzan, che lavora presso lo Scripps Research Institute.
Il prototipo di farmaco, l'ecd4-ig, si è dimostrato particolarmente efficace
sulla variante del virus che colpisce le scimmie. Le cavie della sperimentazione
sono riusciti a evitare il contagio, nonostante la ripetuta esposizione al virus.
L'ecd4-ig comprende due imitazioni dei recettori ai quali si lega l'hiv sulle
cellule-killer Cd4, uno dei principali bastioni di difesa messi in campo dal
sistema immunitario. Secondo Farzan, il farmaco ha fornito alle scimmie una
"protezione fortissima". Ulteriori ricerche, che saranno rese pubbliche la
prossima settimana in una conferenza a Seattle, dimostrano - secondo Farzan
- che gli animali trattati "continuano a essere protetti anche dopo l'inoculazione
da otto a sedici volte della dose infettiva, fino a un anno dall'assunzione".
Ebola
È
un
virus
è
estremamente
aggressivo, appartenente alla famiglia
dei Filoviridae. Ebola provoca una
serie complessa e rapidissima di
sintomi, dalle febbri emorragiche al
dolore ai muscoli e agli arti e
numerosi problemi al sistema nervoso
centrale.
Il
periodo
di
incubazione
(dal
momento
del
contagio all'insorgenza dei primi
sintomi) va da 2 a 21 giorni.
La prima scoperta del virus risale al
1976, in Congo e Sud Sudan.
Il materiale genetico è RNA, che va
incontro
a
mutazioni
non
particolarmente rapide e contiene
solo sette geni. Sono stati isolati
finora cinque ceppi diversi del virus,
di cui quattro sono letali per l'uomo.
Ebola (2)
Come riportato dall’Organizzazione mondiale della sanità (Oms), virus
ad
Rna
del
genere
Ebola
fanno
parte
della
famiglia
dei Filoviridae (filovirus). A questa famiglia appartengono anche il
genere Marburgvirus e il genere Cuevavirus.
Sono stati identificati cinque diverse specie di virus ebola:
• Bundibugyo ebolavirus (Bdbv)
• Zaire ebolavirus (Ebov)
• Reston ebolavirus (Restv)
• Sudan ebolavirus (Sudv)
• Taї Forest ebolavirus (Tafv).
Al momento non vi sono medicinali autorizzati all’uso umano per
trattare o prevenire Evd. Negli ultimi dieci anni ricerche condotte in
laboratorio e su modelli animali hanno dato risultati promettenti.
Tuttavia le molecole studiate non sono state ancora valutate per la
sicurezza e l'efficacia nel trattamento o nella prevenzione di Evd
nell’uomo. Il 4 e 5 settembre 2014 si è svolta una ampia consultazione
dell’Oms volta ad accelerare la valutazione di potenziali terapie e
vaccini contro il virus Ebola. Gli esperti hanno concluso che l’uso di
terapie con sangue intero e con sieri da soggetti convalescenti debba
essere considerato prioritario. Studi di sicurezza verranno iniziati dal
mese di settembre 2014 negli Stati Uniti, in Europa e in Africa su
due vaccini candidati.
Diagnosi
La diagnosi precoce della malattia è difficile, perché i primi sintomi
come gli occhi rossi ed il rash cutaneo, sono aspecifici e si vedono
spesso nei pazienti con malattie più comuni.
I test di laboratorio utilizzati nella diagnosi includono:
 Entro pochi giorni dopo che i sintomi iniziano
• Test ELISA (Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay)
• IgM
• PCR
• L’isolamento del virus
 Più tardi nel corso della malattia o
dopo il ricovero
• Anticorpi IgM e IgG
 In
•
•
•
pazienti deceduti
Test di immunoistochimica
PCR
L’isolamento del virus
Cura e terapia
Il trattamento standard per l’ebola si limita purtroppo al solo supporto
del paziente ed alla gestione dei sintomi, in quanto non esistono ad
oggi farmaci specifici:
• somministrazione di liquidi ed elettroliti attraverso flebo,
• mantenendo il suo stato di ossigenazione e pressione sanguigna
eventualmente con trasfusioni,
• trattando eventuali sovra-infezioni.
Iniziare tempestivamente il trattamento è importante, ma purtroppo
non semplice in quanto la diagnosi precoce non è banale.
Ebola, il virus rimane nell’occhio per
mesi
L’inquietante scoperta dopo il caso di Ian Crozier
Il virus dell’Ebola può annidarsi per mesi nell’occhio di chi guarisce dalla
malattia, provocando danni che possono arrivare fino alla perdita della vista.
L’inquietante scoperta è stata descritta dai medici della Emory University, che
hanno descritto il caso di Ian Crozier sul New England Journal of Medicine.
Il medico statunitense contagiato in Sierra Leone è stato costretto a tornare
sessanta giorni dopo la guarigione perché avvertiva un’intensa pressione
all’occhio sinistro, una perdita progressiva della vista e un dolore intenso.
In un primo momento, questi sintomi avevano fatto pensare ad un’uveite, una
infiammazione della parte interna dell’occhio. Ma le analisi di tessuto prelevato
dall’interno del globo oculare hanno rivelato però la presenza del virus Ebola
nell’umor acqueo, il liquido tra la cornea e il cristallino, mentre la congiuntiva e
le lacrime, che potrebbero essere causa di un’infezione, non hanno mostrato la
presenza del virus. Il medico, il cui occhio da blu è anche diventato verde, è
stato trattato con diversi farmaci senza successo, e stava quasi per perdere la
vista, finché una terapia sperimentale, che non è stata rivelata, lo ha fatto
guarire.
Grazie per la cortese
attenzione …
Alessia Ciacco
e
Erika Tenuta
Classe IV A
Anno scolastico 2014/2015