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Sylvia S. Mader
Immagini e
concetti
della biologia
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Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
C6 – Il sistema
linfatico e
l’immunità
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Il sistema linfatico ha compiti di
trasporto e di difesa immunitaria
Il sistema linfatico svolge funzioni omeostatiche ed è
costituito dai vasi linfatici e dagli organi linfatici.
Gli organi linfatici producono e immagazzinano le cellule
che combattono gli agenti patogeni che vengono in
contatto con il nostro organismo.
I vasi linfatici formano un sistema a senso unico che
parte dai capillari linfatici, i quali raccolgono l’eccesso di
liquido interstiziale e lo convogliano al sistema
cardiovascolare. Essi trasportano la linfa, che contiene
acqua, lipoproteine, ioni, gas e proteine del liquido
interstiziale, e molecole per la difesa immunitaria,
chiamate anticorpi, che sono prodotte dai linfociti.
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I vasi e gli organi del
sistema linfatico
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Gli organi linfatici difendono
l’organismo
Gli organi linfatici comprendono:
• il midollo osseo rosso;
• la ghiandola del timo;
• i linfonodi;
• la milza;
• le tonsille, le placche di Peyer e l’appendice.
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Il midollo osseo
rosso
Il midollo osseo rosso è
il luogo in cui le cellule
staminali si dividono e si
differenziano dando
origine a tutti gli elementi
figurati del sangue:
piastrine, globuli rossi e
globuli bianchi.
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La ghiandola
del timo
Il timo è una ghiandola
posta nella cavità
toracica. I linfociti T
migrano dal midollo osseo
attraverso il sangue nel
timo, dove maturano.
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I linfonodi
I linfonodi sono piccole
strutture ovoidali dislocate
lungo i vasi linfatici.
Ogni linfonodo presenta al
suo interno numerosi spazi
chiamati seni; quando la
linfa scorre nei seni viene
filtrata dai macrofagi, globuli
bianchi che fagocitano
detriti e agenti patogeni.
Nei linfonodi sono presenti
anche molti linfociti B e
linfociti T.
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La milza
La milza è formata in gran
parte da polpa rossa, che
ha il compito di filtrare il
sangue.
Essa contiene anche polpa
bianca, che si trova
all’interno della polpa rossa
ed è costituita da piccoli
ammassi di tessuto linfatico
in cui si accumulano linfociti
B e linfociti T.
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La prima difesa contro
le malattie è di tipo
non specifico e innato
La prima linea di difesa
comprende vari modi di
contrastare gli agenti
patogeni.
L’immunità ha inizio con le
difese aspecifiche, cioè
generali, che comprendono
i quattro tipi illustrati nella
figura a sinistra.
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La prima difesa contro le malattie è di
tipo non specifico e innato
Le barriere all’ingresso sono formate dalla pelle e dalle membrane
mucose che rivestono i tratti dei sistemi respiratorio, digerente e
urinario. Esse comprendono inoltre alcune molecole antimicrobiche e
la flora batterica che risiede in alcune parti del nostro corpo.
Le proteine del complemento sono diverse proteine plasmatiche che
si attivano solo se stimolate dalla presenza di agenti patogeni.
Gli interferoni appartengono alla classe di proteine dette citochine;
essi sono prodotti da cellule infettate da virus e inducono le cellule
sane a produrre sostanze che interferiscono con la replicazione virale.
I fagociti hanno la capacità di fagocitare i microbi e comprendono i
neutrofili, gli eosinofili, i macrofagi e le cellule dendritiche.
Le cellule natural killer sono grossi linfociti granulari che uccidono
cellule infettate da virus e cellule cancerose per contatto diretto.
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La risposta infiammatoria è una reazione
localizzata a un’invasione di patogeni
La risposta infiammatoria coinvolge una serie di eventi che
si manifestano nella zona interessata con arrossamento,
gonfiore, dolore e aumento della temperatura.
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La seconda difesa contro le malattie
è di tipo specifico
La seconda linea di difesa ha come bersaglio degli
antìgeni specifici. Essa richiede quindi che l’organismo sia
capace di riconoscere una particolare molecola, chiamata
antìgene.
Alcuni di essi per il nostro corpo sono antìgeni non-self,
cioè estranei, poiché non li produciamo noi stessi. Agenti
patogeni, come batteri e virus, e anche organi trapiantati
da donatore portano antìgeni che il nostro sistema
immunitario riconosce come estranei.
Altri antìgeni sono invece chiamati antìgeni self, cioè
propri, perché il nostro stesso corpo li produce.
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L’immunità specifica può essere
attiva o passiva
L’immunità attiva si sviluppa
naturalmente in seguito a un’infezione.
Per certe malattie è possibile indurre
questo tipo di immunità con la
somministrazione di vaccini.
L’immunità passiva è a breve termine
e si ottiene quando una persona riceve
degli anticorpi (immunoglobuline) che
combattono eventuali infezioni.
Per esempio, i lattanti ricevono gli
anticorpi che forniscono immunità
passiva dal latte materno.
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I linfociti sono i responsabili diretti
delle difese specifiche
Le difese specifiche dipendono principalmente da due tipi
di linfociti, chiamati linfociti B e linfociti T, entrambi prodotti
dal midollo osseo rosso:
• i linfociti B maturano nel midollo osseo rosso e sono
responsabili dell’immunità mediata da anticorpi;
• i linfociti T maturano nelle ghiandole del timo e sono
responsabili dell’immunità mediata da cellule.
I linfociti hanno la capacità di riconoscere gli antìgeni
grazie a recettori per gli antìgeni (BCR e TCR) specifici,
che si legano ad essi. Ciascun linfocita ha recettori che si
combinano esclusivamente con un solo tipo di antìgene.
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Panoramica delle
difese specifiche
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L’immunità mediata da
anticorpi dipende dai
linfociti B
Il modello della selezione clonale
descrive cosa accade quando il recettore
di un linfocita B (BCR) si lega a un
antìgene:
(1) quando un BCR incontra il relativo
antìgene, vi si lega inducendo
l’attivazione del linfocita B, che
comincia a proliferare; (2) il linfocita B
attivato dal legame con l’antìgene si
divide producendo plasmacellule, che
secernono anticorpi e (3) cellule della
memoria, che garantiscono l’immunità
a lungo termine.
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L’immunizzazione con i vaccini
L’immunizzazione prevede l’uso di vaccini per stimolare la
clonazione dei linfociti B e T. I vaccini sono costituiti dagli
agenti patogeni stessi o dai loro prodotti molecolari, ma
trattati in modo che abbiano perso la virulenza.
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L’immunità mediata da
cellule dipende da diversi
tipi di linfociti T
Nel timo, gli ormoni timici stimolano i linfociti T
a sviluppare i recettori T degli antigeni
(TCR). I TCR non sono tuttavia capaci di
riconoscere un antìgene senza un aiuto:
l’antìgene deve essere «presentato» da
apposite cellule che presentano l’antigene
(APC), che possono essere delle cellule
dendritiche oppure dei macrofagi.
Dopo aver fagocitato un patogeno, le APC
consegnano i frammenti dell’agente patogeno
a un lisosoma, e un frammento viene disposto
in una proteina del complesso maggiore di
istocompatibilità (MHC).
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I tipi principali di linfociti T sono i
citotossici e gli helper
Se una cellula che presenta l’antìgene lo presenta
disposto su una proteina MHC di classe I, i linfociti T
clonati formano linfociti T citotossici che attaccheranno
tutte le cellule che portano quell’antìgene.
Se invece una cellula che presenta l’antìgene lo espone
su una proteina MHC di classe II, i linfociti T clonati si
sviluppano in linfociti T helper.
Alcune delle cellule clonate diventano infine linfociti T
della memoria.
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I tipi principali di linfociti T
sono i citotossici e gli helper
I linfociti T citotossici agiscono contro
cellule del nostro stesso organismo
infettate da virus o da batteri o che sono
diventate cancerose, pertanto l’immunità di
cui sono responsabili è detta immunità
mediata da cellule.
I linfociti T helper giocano un ruolo critico
nella coordinazione delle difese
aspecifiche e specifiche. Essi secernono le
citochine, che stimolano la fagocitosi
degli agenti patogeni e la produzione di
cloni di linfociti T e di linfociti B.
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Gli anticorpi monoclonali hanno
numerosi impieghi terapeutici
Ciascuna plasmacellula che deriva da un singolo linfocita
B secerne anticorpi contro un antìgene specifico:
essendo tutti dello stesso tipo, essi sono chiamati
anticorpi monoclonali.
Gli anticorpi monoclonali possono essere prodotti in
laboratorio e sono utilizzati per la ricerca e in medicina.
Per esempio, i test di gravidanza sfruttano le proprietà
degli anticorpi monoclonali; essi si possono inoltre
impiegare per la diagnosi di numerose infezioni e
malattie, inclusa la diagnosi precoce del cancro.
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Una reazione immunitaria abnorme
può essere dannosa
Il rigetto dei tessuti da donatore rende difficoltoso il
trapianto di organi. Il rigetto si verifica perché gli
anticorpi e i linfociti T citotossici si attivano per
distruggere i tessuti estranei dell’organismo.
Il rigetto degli organi trapiantati può essere controllato
selezionando con attenzione l’organo da trapiantare e
somministrando farmaci immunosoppressivi.
Lo xenotrapianto, cioè il trapianto di tessuti e organi
prelevati da animali su riceventi umani, è un altro
modo per risolvere il problema del rigetto.
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Le malattie autoimmuni sono disturbi
a lungo termine
Le malattie autoimmuni sono disturbi di varia gravità in
cui il sistema immunitario scambia gli auto-antìgeni per
antìgeni estranei; ne risulta un’infiammazione cronica in
cui i linfociti T citotossici o gli anticorpi attaccano le
cellule del proprio corpo come se esponessero antìgeni
non-self. Eccone alcuni esempi:
• l’artrite reumatoide provoca infiammazioni ricorrenti
alle articolazioni;
• nella miastenia grave gli anticorpi attaccano le
giunzioni neuromuscolari;
• il lupus sistemico eritematoso è caratterizzato dalla
presenza di anticorpi nel nucleo delle cellule del corpo.
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La celiachia è un’intolleranza
alimentare curabile con la dieta
Quando una persona celiaca si ciba di alimenti
contenenti glutine si innesca una reazione immunitaria
che danneggia l’intestino tenue e non permette il corretto
assorbimento dei nutrienti.
La causa ultima della malattia è ancora sconosciuta, ma
vi è certamente una forte componente genetica. La
celiachia non è una condizione che si possa invertire, ma
è possibile evitarne le conseguenze sulla salute
adottando una dieta del tutto priva di glutine.
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Le reazioni allergiche possono
essere debilitanti e talvolta pericolose
Le allergie sono situazioni di ipersensibilità verso certe sostanze. Le
risposte allergiche a questi antìgeni, definiti in questo caso allergèni,
comprendono danni di grado molto variabile ai tessuti.
La risposta allergica immediata
si scatena nel giro di pochi secondi
dal contatto con l’allergène.
Lo shock anafilattico è un tipo
di risposta allergica immediata
che si verifica quando l’allergène
entra nel circolo sanguigno.
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Diversi tipi di citochine sono usate per
le terapie anticancro
Le citochine sono delle proteine solubili che agiscono
come molecola-segnale nella risposta immunitaria. Esse
stimolano il lavoro dei globuli bianchi e sono studiate
come possibili molecole per coadiuvare la terapia contro il
cancro. Le citochine comprendono:
• gli interferoni, che sono prodotti dalle cellule infettate da
virus e segnalano ad altre cellule la necessità di
difendersi;
• le interleuchine, che vengono prodotte dai globuli
bianchi e agiscono stimolando altri leucociti;
• il fattore di necrosi tumorale, prodotto dai macrofagi,
che ha la capacità di promuovere la risposta
infiammatoria e di causare la morte di una
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cellula cancerosa.
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