IMMUNOLOGIA _ COME IL NOSTRO ORGANISMO SI DIFENDE
Gli organismi viventi, per difendersi da tutti quegli eventi che possono minacciare la loro integrità,
hanno sviluppato una grande varietà di reazioni e meccanismi difensivi.
I vertebrati, in particolare, posseggono meccanismi difensivi molto elaborati, che costituiscono il
sistema immunitario.
I meccanismi difensivi di un organismo si svolgono in tre fasi successive:
Riconoscimento: prevede che il sistema difensivo sia in grado di riconoscere ciò che fa parte dello
organismo(self) da ciò che è estraneo ad esso (non self)
Il riconoscimento avviene con un meccanismo al tempo stesso efficiente e semplice: sulla superficie
di tutte le cellule esiste un mosaico di strutture molecolari che sono diverse tra una specie animale e
l'altra ed anche, in parte, tra individui della stessa specie. Tali molecole di superficie, quando
vengono a contatto con una cellula del sistema immunitario, ne segnalano la natura self o non self,
rispetto al nostro organismo.
Processazione: consiste nella elaborazione della struttura non self , da parte della cellula che ha
effettuato il riconoscimento e la trasmissione del segnale di riconoscimento alle altre cellule del
sistema immunitario.
Risposta: consiste nell'attuare tutti quei meccanismi necessari alla distruzione ed eliminazione di ciò
che è stato riconosciuto come non self.
I meccanismi possono essere di due tipi, non mutuamente escludentisi: umorali e cellulo mediati.
La risposta umorale si esplica mediante la sintesi, da parte dei linfociti B,di molecole (anticorpi o
immunoglobuline) presenti in forma libera nel torrente circolatorio, le quali si combinano in modo
altamente specifico con la sostanza estranea inattivandola e/o facilitandone la eliminazione.
La risposta cellulare porta invece alla attivazione di cellule (linfociti T) che distruggono la sostanza
estranea attraverso una reazione infiammatoria che coinvolge altri tipi di cellule ad attività
fagocitaria.
Immunità umorale e cellulo mediata non sono però due comparti rigidamente separati ma piuttosto
un unico insieme integrato.
Il concetto che un individuo, dopo aver superato una malattia,possa divenire resistente alla stessa, è
presente, nella storia dell'uomo, fin da tempi antichissimi.
Lo storico greco Tucidide descrisse nella sua opera”Le guerre del Pelopponeso” una epidemia che
decimò la città di Atene: interessante è un rilievo fatto da Tucidide: i malati venivano curati da
persone che avevano già contratta e superata la malattia, in quanto nessuna di queste veniva colpita
una seconda volta dal morbo.
Molto prima dei tempi di Tucidide, gli antichi cinesi si proteggevano dal vaiolo facendo inalare ai
bambini la polvere di croste di pazienti in fase di guarigione.
L'esempio più classico di prevenzione sistematica contro una malattia contagiosa è quello della
vaccinazione antivaiolosa, introdotta da Jenner nel 1790. Dalla osservazione che il vaiolo umano
non era mortale per i mungitori che avevano in precedenza contratto il vaiolo bovino, Jenner intuì
che era possibile utilizzare il materiale purulento contenuto nelle pustole del vaiolo vaccino, per
proteggere l'uomo dal vaiolo umano.
E' merito di Pasteur aver interpretato il meccanismo della vaccinazione di Jenner: egli osservò che
l'agente del colera dei polli,se coltivato in laboratorio,invece che nell'ospite naturale, perdeva parte
della sua virulenza (capacità di produrre la malattia). Questo processo di riduzione della virulenza è
detto attenuazione.
Pasteur poi inoculò colture attenuate in polli sani e notò che questi non solo non morivano, ma
diventavano resistenti alle successive infezioni con microoganismi virulenti.
Nel corso di esperimenti sulla tossina difterica si dimostrò che, nel sangue di animali immunizzati,
era presente una sostanza, antitossina, capace di neutralizzare l'azione patogena della tossina stessa,
e che il loro siero, trasferito in altri animali, conferiva immunità verso la difterite.
L'antitossina si dimostrò inoltre altamente specifica,in quanto era in grado di neutralizzare la tossina
difterica ma non le tossine prodotte da altri batteri. Attualmente il termine antitossina è stato
sostituito da anticorpi ma i due termini sono parimenti utizzati.
I risultati di tutti gli esperimenti descritti portavano a considerare l'immunità di un organismo
strettamente dipendente dallaa presenza nei suoi liquidi di sostanze solubili (gli anticorpi).
Neglistessi anni, altri ricercatori cercavano di dimostrare che l'immunità è mediata primariamente
dalle cellule. Lo zoologo russo Metchnikoff dimostrò che alcune cellule mobili dell'organismo (da
lui denominate macrofagi) erano capaci di difenderlo dall'agressione di particelle estranee entrate
nei tessuti.
Divenne poi sempre più evidente che le difese immunitarie dipendono dalla stretta cooperazione tra
sostanze solubili (gli anticorpi) ed elementi cellulari e che, fra questi,i macrofagi svolgono un ruolo
non specifico , mentre altre cellule (i linfociti) sono coinvolte in reazioni di tipo specifico.
SISTEMI DIFENSIVI INNATI
I primi meccanismi di difesa sono costituiti dalle stesse caratteristiche chimico fisiche dei nostri
tessuti (sopratutto cute e mucose), da elementi cellulari soecializzati (macrofagi) deputati alla
ingestione e distruzione degli agressori e da fattori umorali diversi dotati di attività antimicrobica.
Queste difese innate sono tuttavia non specifiche, in quanto non sono rivolte verso un tipo di
sostanza estranea piuttosto che ad un'altra.
La particolare struttura della cute e delle varie mucose impedisce la penetrazione quasi totale degli
agenti patogeni provenienti dal mondo esterno.
La struttura pluristratificata della cute ed il suo pH mantenuto acido dalle secrezioni delle
ghiandole sudoripare e sebacee forniscono una formidabile barriera al nostro organismo.
Le mucose, invece, si oppongono alla penetrazione di sostanze estranee sia con mezzi meccanici
(azione mucociliare, peristalsi, dilavamento) sia con mezzi chimici (es acidità dei succhi
gastrici,delle urine e dei secreti vaginali)
Fagocitosi: la fagocitosi è il processo mediante il quale alcune cellule,v enute a contatto con
materiale estraneo,formano una vescicola che lo ingloba: all'interno di tale vescicola il corpo
estraneo viene poi digerito e quindi distrutto da particolari enzimi.
Le cellule ad attività fagocitaria sono rappresentate dai granulociti neutrofili,dai monociti e dalle
cellule del sistema reticolo endoteliare (cellule, distribuite in tutto l'organismo,che derivano dai
monociti ).
Tra i meccanismi di difesa aspecifica dalle infezioni virali è necessario ricordare l'interferone:
l'interferone è una proteina specie specifica che, prodotta dalla cellula infettata da un virus,
fuoriesce da questa, penetra nelle cellule sane circostanti e le protegge dall'nfezione virale.
SISTEMA IMMUNITARIO
Il sistema immunitario è un insieme di elementi cellulari diversi il cui ruolo fondamentale è quello
diintervenire nella difesa dell'organismo contro agenti in grado di comprometterne l'integrità.
Il sistema immunitario degli animali superiori consiste in organi linfoidi specializzati ed in un pool
di cellule linfoidi che si muovono continuamente tra il sistema linfatico ed il torrente circolatorio
Quando i linfociti incontrano un antigene estraneo proliferano attivamente e danno origine a cellule
effettrici con due tipi principali di risposte: umorale e cellulo mediata.
Nella risposta umorale le cellule effettrici producono anticorpi, che reagiscono con l'antigene
determinandone l'eliminazione.
Nella risposta cellulo mediata i linfociti effettori uccidono le cellule che veicolano l'antigene
estraneo sia direttamente sia attivando altre cellule accessorie.
Il sistema immunitario negli animali superiori si compone di tre settori distinti ma intimamente
collegati: organi linfoidi primari o centrali, organi linfoidi secondari o periferici e cellule effettrici.
Gli oorgani linfoidi primari (timo e strutture burso simili) intervengono inducendo la trasformazione
dei linfociti in due popolazioni (linfociti B e linfociti T ).
gli organi secondari (milza e linfonodi) sono il sito in cui avviene il massimo dell'incontro tra
antigene estraneo e cellule attivate; i linfociti, infine, ricircolando tra torrente sanguigno e tessuti,
permettono la disseminazione delle cellule della memoria e l'estensione a tutto il corpo della
possibilità di partecipare alla risposta immunitaria.
Oltre ai linfociti, altri elementi cellulari del sistama immunitario sono: le cellule del sistema
monocito macrofagico,i granulociti neutrofili eosinofili e basofili.
Granulociti: sono cellule dalla vita breve (alcuni giorni) che si originano nel midollo osseo e
comprendono i granulociti neutrofili , i granulociti eosinofili ed i granulociti basofili:
Granulociti neutrofili: hanno un turnover di circa 130 miliardi di cellule el giorno; le principali
funzioni sono la fagocitosi dei batteri invasori, la liberazione di enzimi capaci di digerire materiali
estranei e la produzione di una sostanza capace di indurre la febbre.
Granulociti eosinofili questi granulociti contengono una grande varietà di enzimi e posseggono
notevole motilità; la loro azione difensiva sembra essere molto valida nei confronti delle parassitosi
sopratutto intestinali; gli eosinofili si accumulano in abbondanza dove avvengono reazioni di tipo
allergico anafilattico, causate da anticorpi IgE: il loro ruolo principale, infatti, sembra essere quello
di inattivare l'istamina liberata durante tali reazioni.
Granulociti basofili: contengono istamina ed eparina e, sulla loro superficie molti recettori per le
IgG e le IgE.
Mast zellen: sono cellule del tessuto connettivo che contengono istamina ed eparina. Sono
concentrate nei tessuti connettivi degli apparati respiratorio,gastro enterico ed urinario.
Le mast zellen sono principalmente coinvolte nelle reazioni antigene anticorpo di tipo anafilattico;
una volta attivate, queste cellule, liberano una varietà di sostanze attive sull'apparato vascolare e
respiratorio dell'ospite (istamina e sostanze istamino simili) responsabili dei fenomeni che si
osservano nel corso di allergie o di malattie da immuno complessi.Inoltre svolgonoun un ruolo
importante nella difesa dalle infestazioni parassitarie da parassiti che si localizzano sulle mucose.
Macrofagi-monociti: sono cellule capaci di fagocitare microorganismi diversi, detriti cellulari ed
altre sostanze organiche od inorganiche presenti nei tessuti o nel sangue; si originano nel midollo
osseo e poi trasmigrano nel sangue (monociti) o nei vari tessuti (macrofagi); hanno la capacità di
aderire saldamente alle superfici solide, di muoversi attivamente, di possedere una notevole risposta
chemiotattica e di essere capaci di ingerire le sostanze più diverse (virus, batteri, protozoi,
complessi organici ed inorganici come carbone, asbesto, silice ecc.)
L'importanza dei macrofagi quali cellule cardine della difesa dell'organismo emerge dalla loro
capacità di svolgere tre attività correlate ai fenomeni immunitari: 1) rappresentano un potente
fagocita capace di ingerire intere cellule (anche molte contemporaneamente) 2) dopo la fagocitosi
processa gli antigeni e li espone sulla propria membrana per attivare i linfociti, 3) partecipa alla
reattività immunitaria contro i tumori.
Linfociti: i linfociti sono responsabili dei meccanismi difensivi non innati in quanto si instaurano
solo dopo essere venuti a cantatto con un agente estraneo (antigene), con una serie di eventi
altamente specifici, in quanto diretti esclusivamente verso il particolare antigene che li ha attivati.
Inoltre, un secondo incontro con lo stesso antigene provoca una risposta più rapida rispetto al
primo Pertanto il linfocita viene considerato la cellula cardine del sistema immunitario.
Il linfocita è in grado di distinguere ciò che è self da ciò che è non self grazie al riconosacimento ed
elaborazione delle proteine di superficie presenti sul materiale con cui viene a contatto.
Il riconoscimento dell'antigene ad opera del linfocita innesca una serie di eventi che conducono alla
distruzione o rimozione dell'antigene stesso.
Al contatto con l'antigene estraneo il linfocita viene “attivato” e mette in moto due sistemi che
inrterreagiscono tra loro: 1) immunità umorale, cioè la produzione di anticorpi specifici capaci di
fissare l'antigene 2) immunità cellulo mediata cioè l'eliminazione dell'antigene operata direttamente
dalle cellule o da loro prodotti, diversi però dagli anticorpi.
I linfociti, che si formano nel midollo osseo, possono essere distinti in due grandi categorie: i
linfociti B ed i linfociti T.
Linfociti B: caratteristica principale di questi linfociti è quella di sintetizzare le immuno globuline
(Ig) o anticorpi; esistono cinque diverse classi di immunioglobuline, denominate IgM, IgG, IgA, IgE
e IgD; le plasmacellule: rappresentano lo stadio maturativo finale del linfocita B; la plasmacellula
sintetizza e secerne una grande quantità di molecole anticorpali, specifiche per l'antigene e quindi
viene a morte entro una settimana..
Linfociti T: sono così chiamati perché la loro maturazione avviene nel timo. Sono geneticamente
programmati per dare origine a tre sottopopolazioni diverse: 1) linfociti citotossici, 2) linfociti
helper, 3) linfociti suppressor.
Linfociti T citotossici: la loro funzione è quella di distruggere specificatamente cellule provenienti
da individui geneticamente diversi contro le quali l'individuo era stato sensibilizzato per un
precedente trapianto di cellule o tessuti.
Linficiti T suppressor: sono deputati a sopprimere, direttamente o attraverso fattori solubili l'attività
di altre cellule immunitarie (linfociti B alcuni linfociti T e macrofagi.
Linfociti T helper:hanno il ruolo di amplificare la funzione di altre cellule immunitarie (linfociti B,
macrofagi ecc.).
Cellule della memoria: sia i linfociti B che i linfociti T sono in grado di conservare una memoria
immunologica specifica e di lunga durata: alcuni linfociti, infatti, dopo aver espletato la loro azione
immunologica ritornano quiescenti, sotto forma di piccoli linfociti, e mantengono nel tempo la
capacità di provocare una rispostsa immunitaria veloce e quantitativamente notevole nel caso
venissero nuovamente a contatto con l'antigene che li aveva precedentemente attivati.
Cellule Killer: esiste peraltro una ulteriore popolazione di linfociti non B e non T costituita da
cellule denominate cellule Killer: tali cellule esplicano la loro azione mediante azione citotossica sia
nei confronti di “cellule bersaglio” che abbiano già reagito con anticorpi specifici sia
indipendentemente dalla presenza di anticorpi. La loro attività citotossica, potenziata
dall'interferone e altri fattori solubili, sembra essere fondamentale nella sorveglianza immunitaria
dei tumori, sopratutto quelli che colpiscono il sistema linfatico.
Risposta anticorpale.
La produzione di anticorpi si realizza con una dinamica differente a seconda della storia preesistente
tra antigene e sistema immunitario: se un organismo viene esposto ad un antigene per la prima volta
si avrà una “risposta primaria”, una successiva esposizione allo stesso antigene provocherà una
“risposta secondaria”.
Risposta primaria: una prima esposizione all'antigene è seguita da un periodo di latenza, variabile
da tre a trenta gioni, durante il quale non vi sono, nel sangue,anticorpi in quantità rilevabile. La
varabilità di tale periodo dipende da numerosi fattori tra cui la natura e la concentrazione
dell'antigene, la sua via di somministrazione ecc. Dopo questa fase il titolo (concentrazione nel
siero) aumenta per un breve periodo di tempo e quindi diminuisce fino, in alcune situazioni, a
scomparire.
Risposta secondaria: se lo stesso antigene viene reintrodotto, questo stimola una risposta anticorpale
detta risposta secondaria, caratterizzata dai seguenti aspetti: 1) è necessaria una dose inferiore di
antigene per innescare la produzione di anticorpi, 2) la fasa di latenza è molto più breve, 3) la
produzione di anticorpi è molto più elevata, 4) il picco di anticorpi dura molto più a lungo. La
risposta secondaria è dovuta ai linfociti della memoria; tale risposta è alla base dei fenomeni di
immunità di lunga durata, che conseguono alla guarigione della maggior parte delle malattie
infettive:
Importante, sopratutto dal punto di vista diagnostico, è ricordare che in tutti i casi di risposta
immunitaria, nel caso di malattie infettive, compaiono dapprima le IgM e poi le IgG, che saranno
poi le responsabili della immunità.
Meccanismismi di azione degli anticorpi.
La molecola anticorpale, per la sua particolare struttura chimico fisica, manifesta una dualità
funzionale. Una estremità è deputata al riconoscimento ed al legame con l'antigene, l'altra estremità
è responsabile della azione attiva contro l'antigene.
Tra i principali meccanismi messi in atto dagli anticorpi per proteggere l'oapite ricordiamo i
seguenti:
Attività neutralizzante: gli anticorpi reagendo con le tossine o con i virus ne bloccano l'azione
nociva impedendone la penetrazione nelle cellule
