apparato circolatorio umano

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Sistemi di trasporto
negli organismi
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+ Polmoni
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Apparato circolatorio umano
Un complicato sistema di vasi (arterie, vene e
capillari) che formano un circuito chiuso con al
centro il cuore + il sangue.
A livello dei capillari arteriosi ogni cellula
riceve sostanze nutritizie
A livello di capillari venosi le cellule riversano i
loro rifiuti.
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7
Il sangue
È il più importante mezzo di
comunicazione
tra
le
cellule, per cui è un tessuto
connettivo liquido.
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Il tessuto connettivo è costituito da cellule
immerse in abbondante sostanza intercellulare.
Svolge diverse funzioni: collegamento fra organi
e tessuti; riempimento; sostegno e protezione;
distribuzione di nutritivi e accumulo di
sostanze di riserve.
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Il sangue: composizione
Il sangue è un tessuto connettivo, formato da
sostanza fondamentale intercellulare, il
PLASMA (55%), che permette la circolazione
e una parte corpuscolare (45%).
Nel plasma sono sospesi tre diversi tipi di
cellule ematiche:
1. Globuli rossi o emazie o eritrociti
2. Globuli bianchi o leucociti
3. Piastrine o trombociti.
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Plasma
Liquido salato, giallino, in cui si
trovano disciolti Sali minerali,
sostanze organiche e diverse
proteine come il fibrinogeno.
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CELLULE DEL
SANGUE
In un uomo adulto, il sangue costituisce circa
1/12 del peso corporeo e corrisponde a 5-6 litri.
Il 55% del sangue è costituito da plasma, il
45% da cellule o elementi figurati.
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Tutte le cellule del sangue vengono prodotte nel
midollo osseo a partire da una cellula
progenitrice, chiamata staminale.
Dividendosi, la cellula staminale origina due
linee cellulari:
1. Linea linfoide: linfociti B e T
2. Linea mieloide: fagociti [monociti e granulociti
(basofili, eosinofili, neutrofili),
piastrine, globuli rossi.
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megariociti–
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Cellula staminale
Linea linfoide
Linfociti B
Linea mieloide
Linfociti T
Monociti
Basofili
eosinofili
Emazie
Neutrofili
Megariociti
GLOBULI BIANCHI
Piastrine
Globuli bianchi o
leucociti
Monociti
Fagociti
Linfociti B
eT
neutrofili
eosinofili
basofili
Granulociti
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Globuli rossi o emazie o eritrociti
Sono cellule anucleate, tondeggianti, schiacciate
al centro e rialzate ai bordi. Hanno un diametro
di 7,2-8,4 micron.
Un mm3 di sangue può contenere fino a
5.400.000 nell’uomo adulto, fino a 4.500.000
nella donna.
Contengono emoglobina che serve per il
trasporto di ossigeno.
Essendo privi di nucleo vivono 120 giorni, dopo
vengono distrutti nel fegato e nella milza, mentre
sono prodotti dal midollo osseo (ematopoiesi).
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Globuli rossi o emazie o eritrociti
queste cellule sono incaricate di
rifornire di ossigeno i tessuti e
in parte di recuperare l'anidride
carbonica che essi producono
come scarto.
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GLOBULI ROSSI
7,5 µ
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GLOBULI ROSSI
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Globuli bianchi: sono incaricati della
difesa dell'organismo
o leucociti, hanno un diametro di 8-15 micron e
sono provvisti di nucleo
In media un millimetro cubo di sangue contiene
6.000-8.000 globuli bianchi. Vivono da 6 ore a
diversi anni.
Grazie ai movimenti ameboidi essi possono
passare attraverso le pareti dei capillari
(diapedesi) per difendere l’organismo dalle
infezioni o direttamente (macrofagi o fagociti:
monociti + granulociti) o producendo anticorpi
(linfociti).
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Globuli bianchi
I leucociti si dividono in due categorie in base al nucleo:
A.
B.
Granulociti: neutrofili, eosinofili o acidofili e basofili
Cellule linfoidi (o agranulociti): linfociti e monociti.
Il termine di granulociti è dovuto alla presenza di granuli
nel citoplasma di queste cellule. Questi granuli sono
differenti nei vari tipi di granulocita e ci aiutano a
distinguerli. Infatti, questi granuli hanno una differente
affinità verso i coloranti neutri, acidi o basici e fanno
assumere al citoplasma un colore differente.
Derivano dal midollo osseo. Il nucleo è raggruppato in
masserelle o lobi.
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LINFOCITI: piccole cellule con nucleo
tondeggiante (21-40%). Attivi contro i virus,
cellule tumorali e organi trapiantati. Difesa
indiretta, specifica con anticorpi.
MONOCITI: cellule più grandi, con nucleo a
fagiolo (2-8%), capacità di fagocitosi. Si
trasformano in macrofagi.
GRANULOCITI: con nucleo lobato e molti
granuli nel citoplasma. Sono mobili e
deformabili, capaci di diapedesi e fagocitosi,
digerendo i batteri.
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Ciascun tipo di leucocita è presente nel sangue
in proporzioni diverse:
granulocita neutrofilo 50 - 70%
granulocita eosinofilo 2 - 4%
granulocita basofilo 0,5 - 1%
FAGOCITI
monocita 3 - 8 %
linfocita 20 - 40%
Cellule linfoidi
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10 µ
◄Grazie alla diapedesi i globuli bianchi possono
passare attraverso i capillari e distruggere i microbi
◄Fagocita che attacca e
distrugge un microbo.
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Fagocitosi
Scoperta nel 1882, è la
immunitaria dell’organismo.
prima
risposta
È una risposta immunitaria immediata, ma non
specifica, perché distrugge tutti i corpi estranei.
È dovuta ai fagociti = monociti + granulociti.
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1.
2.
3.
4.
Linfociti B (bone marrow = midollo osseo)
secernono una grande quantità di anticorpi
(risposta umorale).
Linfociti T (timo) sono responsabile della
immunità cellulare e si dividono:
Tc (citotossici o killer o NK): uccidono le cellule
Th (helpers): sono necessari per attivare sia i
linfociti B che quelli Tc
Ts (soppressori): riducono l'intensità della
risposta immunitaria
Linfociti T memoria.
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Infine, il sistema immunitario produce
linfociti T memoria, linfociti che si
disattivano, ma che sono pronti a riattivarsi
in occasione di incontri successivi con lo
stesso antigene.
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Oltre alle cellule T e B, nel sangue periferico e negli
organi linfoidi, si trova una terza popolazione di linfociti
che non presenta recettori per l'antigene e che,
pertanto, svolge funzioni difensive di tipo non specifico
e non è attivata dagli helper. Queste cellule
rappresentano la componente filogeneticamente più
antica del sistema immunitario e si caratterizzano
principalmente per la loro attività citotossica. Per tali
ragioni esse vengono denominate cellule NK, Natural
Killer. Oltre a uccidere virus, batteri, cellule infettate e
cellule neoplastiche, questi linfociti regolano anche la
produzione di altre cellule ematiche quali eritrociti e
granulociti.
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ANEMIA: globuli rossi di numero inferiore e di
forma anomala
LEUCOPENIA: diminuzione numerica dei
granulociti
LEUCOCITOSI: aumento di globuli bianchi.
Vantaggiosa perché aumenta la capacità di
combattere le infezioni.
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Le piastrine o trombociti
Sono elementi senza nucleo, tondeggianti od
ovali, con diametro di 2-4 micron
Hanno vita media di circa 10 giorni
La loro densità nel sangue è di 200.000300.000/mm3.
La principale funzione delle piastrine, o
trombociti, è di fermare la perdita di sangue
nelle ferite (emostasi, coagulazione).
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ELEMENTI FIGURATI NEL SANGUE
Nome
EMAZIE
Globuli
bianchi
Piastrine
Tipo
Cellule
senza
nucleo
nucleati
Funzione
Trasporto
gas, rifiuti,
ormoni, …
Difesa e
produzione
anticorpi
Frammenti coagulazione
di cellule
N°/ mm3
Ciclo vitale
5-6 milioni 120 g
5.000 10.000
6 ore molti
anni
250.000 – 10 – 12 g
450.000
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Il plasma = 55% del sangue
Il plasma è un fluido leggermente alcalino, con
caratteristico colore giallino, costituito per il 90 % da
acqua e per il 10 % da sostanza secca. Nove parti di
questa sono costituite da sostanze organiche, mentre
una parte è costituita da minerali.
Le sostanze organiche del plasma sono formate da
glucidi (glucosio), lipidi (colesterolo, trigliceridi, fosfolipidi,
lecitina,
grassi),
proteine
(globuline,
albumine,
fibrinogeno), glicoproteine, ormoni (gonadotropine,
eritropoietina, trombopoietina), amminoacidi e vitamine.
Le sostanze minerali sono dissolte sotto forma ionica,
cioè dissociate in ioni positivi e negativi (sodio, potassio,
calcio, cloruro e bicarbonato)
rifiuti.
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Funzioni del sangue:
1. Trasporta le sostanze nutritive alle cellule
2. Trasporta i gas respiratori (l’ossigeno e il
diossido di carbonio)
3. Trasporta le sostanze di rifiuto dalle cellule ai
polmoni e agli organi escretori
4. Trasporta gli ormoni e le vitamine
5. Trasporta i farmaci iniettati per via endovenosa
6. Regola la temperatura corporea
7. Partecipa alla difesa dell’organismo dagli agenti
patogeni.
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Sostanze nutritive e
rifiuti
Gas respiratori
Plasma
Globuli rossi
Trasporto
SANGUE
Gruppi sanguigni
Identificazione
Difesa
Coagulazione:
piastrine
Fagocitosi:
granulociti
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Anticorpi:
leucociti
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Quantità, funzioni e forma delle
cellule del sangue
Eritrociti,
Trasportano O2
25-33%
LINFOCITI
Difesa immunitaria
dell’organismo
GRANULOCITI
FAGOCITI
Difesa organismo
contro infezioni
60-70%
0.5-1%
2-6%
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Piastrine
coagulazione
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La coagulazione
È un processo al quale partecipano le piastrine e
il fibrinogeno.
Appena si rompe un vaso sanguigno le piastrine
accorrono, producendo la tromboplastina che
trasforma la protrombina in trombina (proteina
attiva), che trasforma il fibrinogeno in fibrina,
insolubile, che forma la rete di filamenti e blocca
l’emorragia.
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La coagulazione
PROTROMBINA
tromboplastina
TROMBINA
Ca++
trombina
FIBRINA
FIBRINOGENO
solubile
insolubile
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Il cuore: un organo infatigabile
È un muscolo striato involontario cavo, di
forma conica, grande quanto un pugno, situato
nella cavità toracica, nel mediastino, lo spazio
tra i polmoni.
Nell’uomo adulto pesa circa 300 g, ha colore
rossastro.
Esternamente è avvolto dal pericardio,
internamente è rivestito dall’endocardio.
Il tessuto muscolare cardiaco è detto miocardio.
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Posizione occupata dal cuore, nella cavità
mediastinica, con la base verso l’alto e l’apice
in basso a sinistra.
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Il cuore
a)
b)
Il cuore è diviso in due parti separate da un
setto muscolare:
Parte sinistra, contenente sangue arterioso,
costituita da atrio e ventricolo, separati dalla
valvola tricuspide
Parte destra, contenente sangue venoso,
costituita da atrio e ventricolo, separati dalla
valvola bicuspide o mitrale.
Le valvole permettono il passaggio del
sangue in un’unica direzione: atrio-ventricolo.
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Il cuore
Nell’atrio destro penetrano due grosse vene
che portano il sangue refluo da tutto il corpo:
A. Vena cava superiore
B. Vena cava inferiore.
Nell’atrio sinistro sboccano le 4 vene
polmonari, che portano il sangue arterioso dai
polmoni.
Dal ventricolo destro prende origine l’arteria
polmonare che si divide in 2 rami
Dal ventricolo sinistro parte l’arteria aorta.
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Il cuore
All’imbocco delle arterie si trovano le valvole
semilunari che impediscono il riflusso del
sangue.
Le pareti degli atri sono più sottili dei ventricoli,
perché compiono un minor lavoro.
Il ventricolo destro è meno robusto di quello
sinistro, perché quest’ultimo manda il sangue
a tutto il corpo e compie un maggior lavoro.
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Automatismo del cuore
Il cuore si contrae in modo autonomo, senza
legami con i centri nervosi, grazie a cellule
specializzate “segnapassi o pacemaker” che si
trovano in tre centri d’azione:
1. Nodo seno-atriale (atrio destro)
2. Nodo atrio-ventricolare
3. Fascio di Hiss (setto interventricolare).
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I vasi sanguigni: circa 150.000 km
Sono di tre tipi:
1. Le arterie
2. Le vene:
3. I capillari:
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I vasi sanguigni
Le arterie: molto robuste, prendono origine dai
ventricoli e portano il sangue in periferia. Sono
rivestite da 3 strati concentrici di tuniche:
Interno o endotelio
Mediano o muscolare
Esterno con funzione protettiva,
elastiche.
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ricco
di fibre
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INTERNO ARTERIE
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Arteriosclerosi
Indurimento delle arterie, che perdono
elasticità, con vasocostrizione, ipertensione,
affaticamento del cuore, arterite (dolori alle
gambe nella deambulazione), angina pectoris,
placche di colesterolo, aneurisma (dilatazione
dell’arteria), infarto.
CAUSE: obesità, dieta ricca di grassi, abuso di
fumo, alcol, caffè, vita sedentaria, stress ….
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Le vene
Con pareti sottili, prendono origine dai capillari e
portano il sangue al cuore.
Sono costituite da tre strati, ma mancano di fibre
elastiche
Presentano all’interno le valvole a nido di rondine,
disposte a due a due o a 3 a 3
Le vene decorrono superficiali.
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Valvole a nido di rondine
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Interno arterie
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Capillari
Tubicini esilissimi, rivestiti solo di
endotelio, attraverso il quale avvengono
scambi
tra
sangue
e
tessuti,
costituendo una rete di raccordo tra
vene e arterie.
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La circolazione del sangue
Il cuore è il motore, come una pompa si contrae e
si rilascia ritmicamente.
Il movimento di contrazione è detto sistole
Quello di dilatazione è detto diastole
Questi due movimenti si alternano per atri e
ventricoli: quando gli atri si contraggono (sistole), i
ventricoli si dilatano (diastole) e viceversa.
La successione ritmica prende nome di ciclo
cardiaco.
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La circolazione del sangue
Si distinguono una grande o generale o
sistemica e una piccola circolazione o
polmonare.
La grande o sistemica va dal ventricolo sinistro
e termina nell’atrio destro
La piccola o polmonare comincia dal ventricolo
destro e termina nell’atrio sinistro.
Il sangue fa il giro del corpo in 23 secondi
La circolazione dell’uomo si dice doppia e
completa.
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La gittata cardiaca
Quantità di sangue espulso dai ventricoli
durante la sistole = 5 litri/minuto
Durante un esercizio fisico intenso può
raggiungere 20-25 litri/minuto.
Ciclo cardiaco = successione ritmica di
sistole e diastole.
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Il battito cardiaco
È dovuto all’urto della punta del cuore contro il
torace durante la sistole dei ventricoli . Ogni
battito una rivoluzione cardiaca.
Il numero dei battiti dipende dall’età, dal
sesso, dalla posizione del corpo, dalla
temperatura …. Tipo di lavoro o sforzo ….
140/minuto nel neonato
70 nell’adulto a riposo
80 negli anziani ………
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La pressione arteriosa
Pressione del sangue sulle pareti delle arterie.
Varia con l’età, il lavoro, stress, ….
Massima o sistolica, minima o diastolica.
Valori normali: 125-140 mmHg per la sistolica
80-90 mmHg per la diastolica.
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Ipertensione
Innalzamento persistente della massima o della
minima o di entrambe.
CAUSE:
Vita sedentaria
Alimentazione scorretta
Obesità
Fumo
Alcool
Stress
Conseguenze:
infarto
ictus
insufficienza renale
disturbi alla vista
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Il cuore e la circolazione nei
vertebrati
Anfibi larvali e nei pesci: circolazione semplice e
completa
Negli anfibi adulti: il cuore è diviso in tre cavità, due atri
e un ventricolo. Circolazione doppia e incompleta.
Nei rettili doppia e incompleta, con quasi 4 cavità.
Nei mammiferi e negli uccelli: 4 cavità separate;
circolazione doppia e completa.
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Sistema linfatico
La linfa è plasma sanguigno trasudato dai
capillari arteriosi e da essa le cellule traggono
nutrimento, riversandovi i rifiuti.
Leggermente salata è formata da globuli
bianchi, mancano le proteine, i globuli rossi e le
piastrine.
La linfa si raccoglie nei capillari linfatici che
confluiscono nei vasi linfatici, dove si trovano le
valvole a nido di rondine.
Lungo il decorso si trovano i gangli linfatici che
producono anticorpi.
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Malattie
Aneurisma = dilatazione vaso sanguigno
Angina pectoris = dovuta ad interruzione parziale
afflusso sangue
Aritmia = alterazione ritmo cardiaco
Aterosclerosi = restringimento lume arterie per
placche lipidiche
Endocardite = infiammazione membrana interna
atrio o ventricolo
Infarto miocardio = necrosi tessuto miocardio per
ischemia
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Malattie
Ipertensione arteriosa = per aumento cronico
pressione arteriosa
Ischemia miocardica = interruzione afflusso
sangue al miocardio
Pericardite = infiammazione pericardio
Scompenso cardiaco = incapacità del ventricolo
di pompare sufficiente quantità di sangue nelle
arterie
Valvulopatia = malattie valvole cardiache
Vena varicosa = dilatazione locale di una vena
arti inferiori con tratto tortuoso e bluastro.
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L’arteria polmonare parte dall’atrio destro
Le pareti delle vene sono più spesso di quelle delle arterie
La sistole è la fase di contrazione del miocardio
La contrazione cardiaca è autonoma
linfonodi producono anticorpi per la difesa
globuli bianchi sono costituiti da granulociti, monociti e linfociti
V
V
V
V
V
V
F
F
F
F
F
F
La valvola cardiaca destra è la:
trinacria
tridentata
tricuspide
bicuspide
Nell’uomo la circolazione è:
doppia e completa
semplice e
completa
doppia e incompleta
Nel cuore si riconoscono …………… cavità, gli …… e i ventricoli. Le
arterie trasportano il sangue dal ……. alla periferia del corpo, mentre le
…….. lo trasportano dalla …………al cuore. L’…….. è una malattia con
diminuzione di ………. .delle arterie provocando un aumento della
…..arteriosa. Gli scambi fra sangue e ……..avvengono a livello della
rete di ……… Il sangue è costituito da una parte liquida …… e da
elementi figurati: …. , ……. e ……. . La …..del sangue avviene grazie
alla trasformazione del fibrinogeno in …….. e alla presenza delle ……..
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I gruppi sanguigni sono 4: A, B, AB, 0
Il gruppo sanguigno si eredita dai genitori
La differenza tra i gruppi dalla presenza o assenza
sulla superficie dei globuli rossi di due proteine o
antigeni (A-B). Le persone con l’antigene A sono
del gruppo A, quelle con l’antigene B sono del
gruppo B, quelle con A e B sono del gruppo AB, le
persone senza antigeni sono del gruppo zero.
Nel plasma ci sono anticorpi specifici o
agglutinine anti A (α) e anti B (β)
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Gruppo A: A e β
Gruppo B:
Beα
Gruppo AB:
A e B senza anticorpi
Gruppo zero: α e β senza antigeni
GRUPPO
Può donare a
Può ricevere da
0
0, A, B, AB
0
A
A, AB
0, A
B
B, AB
0,B
AB
AB
0, A, B, AB
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Fattore Rh
Sono proteine
Il fattore Rh è diffuso in circa 85% della
popolazione (Rh +), il 15% non lo possiede (Rh -)
Se il sangue Rh + viene trasfuso in una persona
Rh - stimola la produzione di anticorpi e in caso di
nuova trasfusione provoca agglutinazione.
Se il sangue Rh - viene trasfuso ad un soggetto
Rh + non c’è rischio.
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85
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L’organismo è in costante rapporto con
l’ambiente da cui trae nutrimento ma anche
pericoli (agenti patogeni biologici, fisici, chimici)
Tuttavia, l’organismo è dotato di numerose
barriere protettive.
L’insieme di queste strategie prende il nome di
SISTEMA IMMUNITARIO.
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88
L’organismo umano è in costante rapporto con
l’ambiente, da cui trae nutrimento ma anche
pericoli per la salute.
Il sistema immunitario è preposto alla difesa
contro le aggressioni dei patogeni.
Sangue e linfa costituiscono il mezzo liquido per
l’attività difensiva grazie ai linfociti.
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DIFESE DELL’ORGANISMO
DIFESE NON SPECIFICHE
Prima linea di difesa Seconda linea
DIFESE
SPECIFICHE
Terza linea di difesa
CUTE
Linfociti
Membrane mucose
Muco, saliva, sebo,
sudore
Reazione
infiammatoria
Fagociti, NK
Anticorpi
Febbre
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Le barriere di protezione
La prima barriera difensiva contro virus,
batteri, protozoi: la pelle e le mucose.
La pelle è difesa da secrezioni e sudori acidi
bloccando la crescita dei batteri.
Il sudore, la saliva, le lacrime contengono il
lisozima, antibatterico.
Lo stomaco contiene un ambiente ostile per
i batteri (acidità gastrica).
Ciglia e muco dell’apparato respiratorio
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1.
2.
3.
4.
5.
Se queste barriere vengono superate si
genera una risposta infiammatoria che è
una difesa immunitaria non specifica contro
agenti infiammatori chimici, fisici, batterici
(FAGOCITOSI):
Arrossamento
Sviluppo di calore
Tumefazione
Dolore
Disfunzione della zona colpita.
Mediatori dell’infiammazione sono alcune
sostanze: istamina, granulociti, monociti
(fagociti), febbre.
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92
Natural Killer: difesa non specifica dovuta
a linfociti che svolgono un’azione di
pattugliamento in tutto il corpo, aggredendo
tutte le cellule che sulla membrana hanno
proteine non riconosciute come amiche
dalle NK.
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Meccanismi controllo salute
Ci sono tre meccanismi di controllo salute:
Difese chimiche: istamine-infiammazionefagocitosi, interferone antivirale
2. Una risposta umorale, con anticorpi prodotti
dai linfociti B;
3. Una risposta cellulare per intervento dei
linfociti T
1.
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94
Fagocitosi, non specifica
Scoperta nel 1882, è la prima risposta del
sistema immunitario.
È immediata, aspecifica, avviene nei tessuti,
durante un processo infiammatorio.
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Immunità specifica
Si basa sulla capacità di distinguere il self dal
not self attraverso due meccanismi di
riconoscimento:
1.
2.
Complesso di istocompatibilità HLA con
gli antigeni di membrana
Sistema AB0 a livello dei globuli rossi.
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Immunità umorale
Avviene attraverso l’intervento degli anticorpi linfociti B
stimolati dai linfociti T helper o ausiliari, in presenza di un
corpo estraneo.
Gli agenti patogeni presentano degli antigeni che
stimolano la produzione di anticorpi che neutralizzano le
tossine dell’aggressore.
Ad ogni antigene corrisponde uno specifico anticorpo, per
cui la difesa tramite anticorpi è lenta e specifica, a
differenza della fagocitosi, immediata ma aspecifica.
È lenta perché avviene in due tappe: nella prima
l’organismo riconosce l’antigene, nella seconda produce
anticorpi specifici.
Linfociti B, linfociti B memoria, linfociti T helper, T
soppressori.
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Immunità cellulare
Attraverso il contatto diretto linfociti T e antigene,
senza la mediazione degli anticorpi.
Linfociti Tc (citotossici) o killer che distruggono le
cellule bersaglio
Linfociti T memoria, depositari della memoria
immunologica.
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Immunità naturale e artificiale
Immunità = capacità di resistere alle malattie
NATURALE: passiva (per nascita), attiva,
dopo aver superato malattie
ARTIFICIALE:
attiva,
vaccinazione
(prevenire), passiva (sieroprofilassi, per
curare)
prof. Filippo Quitadamo
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Autoimmunità
Quando il sistema immunitario non è capace di
distinguere il self dal not self e reagisce contro
l’organismo.
RIGETTO: fenomeno immunologico nei trapianti
ALLERGIE: sensibilità a sostanze allergeni
(polline, veleni, punture insetti, farmaci) che
provocano una risposta infiammatoria, con
produzione di anticorpi o immunoglobuline (IgE).
prof. Filippo Quitadamo
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A.I.D.S.
Quando le difese crollano.
Sindrome da Immunodeficienza acquisita
Agente: retrovirus HIV che ha come bersaglio i
linfociti T helper e rende inattivo il sistema
immunitario.
L’AIDS non è una malattie, ma una sindrome,
cioè un insieme di malattie opportunistiche.
prof. Filippo Quitadamo
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AIDS, il contagio
Attraverso il sangue, rapporti sessuali, dalla
placenta ….
prof. Filippo Quitadamo
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