Sistema Immunitario | Com’è Fatto | Come Funziona

Che Cos’è

Il sistema immunitario ha il compito di proteggere l’organismo dagli agenti lesivi.

Questa protezione non si limita alla difesa dai patogeni (virus, batteri, funghi e parassiti), ma si estende anche a sostanze estranee e ad insulti chimici e traumatici.

Inoltre, il sistema immunitario attacca e distrugge le cellule dell’organismo anomale, come quelle infettate da virus, invecchiate o "difettose" (come le cellule tumorali).

Il sistema immunitario risponde agli invasori esterni e alle cellule anormali
Invasori esterni	Cellule anormali
Virus	Cellule tumorali
Batteri	Cellule infettate
Parassiti	Cellule invecchiate
Muffe – Funghi	Cellule necrotiche
Tossine – Veleni
Allergeni e Corpi estranei (es. schegge)
Organi estranei: problema della compatibilità degli organi trapiantati

Antigeni e Tolleranza Immunitaria

Per funzionare correttamente, il sistema immunitario deve riconoscere gli agenti patogeni (non self) e distinguerli dalle cellule sane del corpo (self) e dai microrganismi innocui o utili (es. probiotici).

Questa capacità di riconoscimento si basa su specifiche molecole chiamate antigeni.

Alcuni antigeni sono comuni a numerosi microrganismi, altri sono più specifici e peculiari di ogni singolo microrganismo.

• Le malattie autoimmuni (es. artrite reumatoide, lupus) si verificano quando il corpo innesca una risposta immunitaria contro le cellule sane da cui è formato.
• Le allergie, invece, si verificano quando il sistema immunitario reagisce troppo violentemente (ipersensibilità) a sostanze ambientali tollerate dalla maggior parte delle persone.

L’epitopo (determinante antigenico) è quella parte dell’antigene che viene riconosciuta dal sistema immunitario come non-self e che determina la risposta immunitaria all’agente patogeno.

Com’è Fatto

Il sistema immunitario è costituito da organi, cellule e tessuti, situati in tutto il corpo, che agiscono di concerto contro le minacce.

Gli attori principali sono speciali cellule note come globuli bianchi o leucociti, che si sviluppano e risiedono negli organi del sistema linfatico.

Il sistema linfatico è formato da:

• linfa: liquido chiaro e trasparente simile al plasma sanguigno (tranne che per la ridotta presenza di proteine) che ha il compito di:
  • raccogliere il liquido interstiziale (presente tra le cellule dei tessuti);
  • combattere le infezioni;
  • veicolare nel sangue i lipidi assorbiti nell’intestino;
• vasi linfatici: formano una rete di trasporto entro cui scorre la linfa;
• linfonodi: piccoli organi a forma di fagiolo che contengono milioni di leucociti; rappresentano le "stazioni di servizio" del sistema immunitario, dove si concentrano i globuli bianchi; al loro interno avviene la filtrazione della linfa da scorie, detriti cellulari e patogeni;
• organi linfatici primari (timo e midollo osseo):
  • il midollo osseo (rosso) produce tutte le cellule immunitarie; si trova, nell’adulto, nel tessuto osseo spugnoso delle epifisi delle ossa lunghe e nelle ossa brevi e piatte;
  • il timo è una ghiandola collocata subito dietro lo sterno, particolarmente attiva nei bambini; rappresenta la sede di maturazione delle cellule immunitarie, in particolare dei linfociti T (mentre i linfociti B maturano nel midollo osseo);
• organi linfatici secondari (milza, tonsille, adenoidi e placche di Peyer): intrappolano il materiale estraneo presente:
  • nel sangue (milza),
  • nella linfa (linfonodi),
  • nell’aria (tonsille e adenoidi),
  • nel cibo e nell’acqua (appendice vermiforme e placche di Peyer nell’intestino)

Come Funziona

Il sistema immunitario protegge il corpo umano:

• impedendo che organismi o agenti estranei entrino nel corpo;
• confinandoli ed eliminandoli nel caso riescano ad entrare;
• conservando memoria delle difese attuate per eliminarli;
• aiutando la guarigione dei danni da essi cagionati.

Per assolvere a tutte queste funzioni, il sistema immunitario agisce attraverso due linee di difesa, che comprendono:

• Difese innate o aspecifiche:
  • Impediscono l’entrata dei patogeni e attaccano quelli che riescono a entrare nel corpo;
  • Sono sempre attive e la loro risposta è immediata;
  • Sono aspecifiche.
• Difese adattative (specifiche o acquisite):
  • Rispondono più lentamente;
  • Sono indirizzate verso patogeni specifici;
  • La loro risposta è più potente e veloce per i patogeni incontrati in passato;
  • Conservano una memoria immunologica nei confronti dei singoli patogeni.

Immunità innata

L’immunità innata è la prima linea di difesa contro gli invasori ed è quella più primitiva nella scala evolutiva.

La sua attivazione comporta risposte generalizzate, immediate, "universali" e non specifiche verso determinati patogeni.

Com’è Fatta e Come Funziona

L’immunità innata è costituita da:

• Cellule immunitarie:
  • fagociti (macrofagi, cellule dendritiche e neutrofili):
    • inglobano e distruggono i patogeni;
    • producono peptidi antimicrobici e citochine infiammatorie;
    • presentano l’antigene ai linfociti T;
  • basofili e mastociti: causano infiammazione e sintomi di allergia;
  • eosinofili: combattono i parassiti;
  • linfociti natural killer (NK): liberano sostanze chimiche tossiche e uccidono le cellule cancerose o infettate da virus.
• Fattori umorali:
  • proteine del complemento: proteine (circa trenta tipi) prodotte dal fegato e normalmente presenti nel sangue in forma inattiva → vengono attivate in presenza di alcuni stimoli (superficie batterica, complessi antigene-anticorpo) portando alla formazione di molecole biologicamente attive di cui:
    • alcune attaccano e distruggono i batteri → danno inizio a una reazione a catena che porta alla perforazione delle membrane cellulari dei batteri;
    • altre favoriscono l’insorgenza dell’infammazione, inducendo i basofili e i mastociti a rilasciare istamina;
    • altre ancora si legano alla superfcie dei patogeni, stimolandone la fagocitosi;
  • citochine: attivano le difese immunitarie e ne modulano l’attività; comprendono:
    • interleuchine: mediatori cellulari secreti dai linfociti nel corso della risposta immunitaria; servono alla comunicazione e alla coordinazione del sistema immunitario; alcune (come IL-6) causano la febbre e inducono infiammazione;
    • interferoni: rilasciati da cellule infettate da virus, proteggono le cellule sane dall’infezione virale e allertano gli altri componenti del sistema immunitario dell’infezione in atto.
• Altre difese aspecifiche:
  • Barriere chimiche, fisiche e microbiologiche;
  • Enzimi e peptidi antimicrobici: α e β-defensine, lattoferrina, lisozima, istatina ecc.
  • Febbre: l’aumento della temperatura favorisce la risposta immunitaria e accelera i processi di riparazione;
  • Tosse, starnuti: espellono i patogeni dalle vie respiratorie superiori.

Componenti della risposta immunitaria innata
Barriere	Cellule	Fattori umorali
Fisiche: pelle, mucose	Fagociti: inghiottono e distruggono	Proteine ​​del complemento: si attaccano e distruggono i batteri; alcune causano infiammazione
Chimiche: basso pH (es. stomaco); sebo; lisozima, pepsina, tripsina, defensine.	Mastociti e Basofili: provocano infiammazione e sintomi di allergia	Interleuchine, Leucotrieni/Eicosanoidi: regolano l’infiammazione
Biologiche: microbiota intestinale e cutaneo	Cellule natural killer (NK): rilasciano sostanze chimiche tossiche	Interferoni: la cellula infetta da virus rilascia interferoni aumentando le difese antivirali delle cellule vicine

Barriere chimico-fisiche

Le barriere chimico-fisiche formano una vera e propria barriera difensiva, che impedisce od ostacola l’ingresso dei patogeni nell’organismo.

Barriera	Funzioni
Pelle	Lo strato corneo forma una barriera quasi impenetrabile che ostacola l’ingresso dei patogeni e protegge da insulti chimici e fisici (incluse ad esempio le radiazioni ultraviolette); il pH acido e il sebo fungono da ulteriore difesa.
Mucose	Rivestono tratti dell’apparato respiratorio, digerente, genitale e urinario, dove impediscono l’ingresso dei patogeni sia fisicamente che chimicamente.
Muco	Quello respiratorio intrappola le particelle di polvere e i germi inalati; importanti sono anche il muco intestinale, con funzione principalmente lubrificante, e il muco vaginale.
Lisozima e altri enzimi antibatterici	Presenti nella saliva, nelle lacrime, nel sudore e nei succhi digestivi.
Succo gastrico	Fortemente acido, sterilizza il cibo uccidendo la quasi totalità dei patogeni ingeriti.
Acidità dell’urina	Protegge l’apparato urinario.
Secrezioni vaginali	Vengono fermentate dai lattobacilli con produzione di acido lattico, che acidifica e protegge l’apparato genitale femminile.
Lacrime	Oltre al lisozima, contengono sostanze chimiche e antibatteriche che eliminano i patogeni dalla zona degli occhi.
Cerume	Sostanza appiccicosa che intrappola i batteri presenti nel canale uditivo.
Ciglia	Con il loro movimento allontanano dall’apparato respiratorio le particelle estranee entrate con l’aria.
Peli nasali	Filtrano i batteri e il pulviscolo nelle vie nasali.
Microrganismi simbionti	Popolano l’intestino, la pelle e l’ambiente vaginale, contrastando la proliferazione dei patogeni; sono importantissimi per il corretto sviluppo del sistema immunitario dei neonati.

Infiammazione e Immunità innata

Un componente chiave della risposta immunitaria aspecifica è l’infiammazione.

Nella maggior parte dei casi l’immunità innata funziona in modo così efficace da passare inosservata. Talvolta, però, i patogeni invadono i tessuti, scatenando la risposta infiammatoria.

L’infiammazione (flogosi) serve a:

• facilitare la consegna di cellule immunitarie, messaggeri chimici e anticorpi verso un sito di lesione o infezione;
• avviare la rigenerazione dei tessuti danneggiati.

L’infiammazione si verifica e diviene apprezzabile in seguito a un insulto significativo (es. traumi, ustioni, infezioni ecc.).

La risposta infiammatoria è accompagnata da quattro segni e sintomi:

1. rubur, arrossamento;
2. dolor, dolore localizzato;
3. calor, sensazione di calore;
4. tumor, gonfiore dell’area infiammata.

Quando un patogeno penetra nell’organismo e produce un’infezione, si attiva l’immunità innata che produce una risposta infiammatoria molto rapida e articolata in più fasi.

1. Se ci tagliamo, i patogeni presenti sulla lama penetrano nell’organismo attraverso la cute lesionata.
2. Le cellule danneggiate rilasciano sostanze che inducono la produzione di istamina da parte dei mastociti (già presenti nel tessuto lesionato) e dei basofili circolanti nel sangue.
3. L’istamina si diffonde nei capillari, li dilata e li rende più permeabili;
4. La vasodilatazione facilita l’afflusso di proteine del complemento e globuli bianchi;
• Alcune proteine del complemento alimentano l’infiammazione, altre stimolano la fagocitosi, altre perforano le membrane cellulari dei batteri;
• I fagociti (macrofagi, neutrofli e cellule dendritiche) identificano i patogeni in base agli antigeni non-self, li inglobano e li uccidono digerendoli;
5. I fagociti rilasciano anche citochine, che fungono da richiamo per altri globuli bianchi;
6. Dopo aver inglobato e digerito i microbi, i fagociti legano dei frammenti antigenici a proteine esposte sulla loro superficie (MHC II).
7. In seguito, i fagociti si spostano nel sistema linfatico fino a raggiungere un linfonodo, dove incontrano i linfociti T Helper.
8. A questo punto inizia la risposta immunitaria adattativa: i linfociti T Helper riconoscono il complesso antigene – MHC II e si attivano.
9. I linfociti T Helper attivati si dividono e si differenziano (selezionale clonale) in due tipi principali di cellule figlie: cellule effettrici e cellule della memoria.
   1. Le cellule effettrici secernono citochine che attivano la risposta immunitaria cellulare (linfociti T citotossici) e umorale (anticorpi prodotti dai linfociti B).
   2. Le cellule della memoria provocheranno una risposta immunitaria rapida (risposta immunitaria secondaria) nel momento in cui entrano in contatto nuovamente con l’antigene che le ha generate.

Fagocitosi

I fagociti sono un tipo di cellule immunitarie deputate a inghiottire e distrugge gli organismi invasori.

Per adempiere a queste funzioni, alcuni fagociti chiamati neutrofili sintetizzano elevate quantità di specie reattive dell’ossigeno (ROS).

Come nel caso dell’infiammazione, l’eccessiva produzione di radicali liberi dell’ossigeno (ROS) può essere dannosa per i tessuti e contribuire a diverse malattie croniche.

Importanza della vitamina C

La vitamina C influisce sulla salute immunitaria in diversi modi.

Come abbiamo visto, i fagociti generano specie reattive dell’ossigeno per uccidere gli organismi invasori e la vitamina C può proteggere le cellule immunitarie e quelle vicine dai danni di queste sostanze.

La sua attività antiossidante può anche ridurre l’infiammazione, aiutando a migliorare la funzione immunitaria ¹.

Secondo studi in vitro, la vitamina C aumenta l’attività dei fagociti. Inoltre, promuove la crescita e la diffusione dei linfociti ². Può anche essere utile per la prevenzione del raffreddore e di altre malattie infettive del tratto respiratorio.

Immunità adattativa

Com’è Fatta e Come Funziona

L’immunità acquisita (chiamata anche immunità adattativa o specifica) comporta una risposta complessa e mirata a un agente patogeno specifico.

Il processo risulta più energivoro rispetto alla risposta immunitaria innata ed è quindi riservato agli agenti patogeni non efficacemente rimossi dalla difesa iniziale aspecifica.

La prima esposizione a un agente patogeno stimola la produzione di alcune cellule immunitarie, in grado di riconoscere quel determinato agente patogeno.

In questi casi, sono necessari diversi giorni o settimane per sviluppare la risposta immunitaria acquisita.

Tuttavia, al tempo stesso, le cellule immunitarie coinvolte sviluppano una "memoria", che in caso di futuri incontri permetterà un intervento rapido e altamente efficace verso quel patogeno.

L’immunità acquisita comprende:

• Cellule:
  • Linfociti T: rilevano indirettamente agenti patogeni specifici, secernono citochine che coordinano la risposta immunitaria → producono la risposta immunitaria cellulare contro cellule infestate da virus e cellule tumorali, e contro funghi e protozoi;
  • Linfociti B: producono anticorpi contro un agente patogeno specifico → producono la risposta immunitaria umorale contro virus e batteri attraverso la produzione di anticorpi;
• Fattori umorali:
  • Anticorpi: proteine specializzate che contrassegnano un patogeno per la distruzione; agiscono in sinergia con le proteine del complemento, che rivestono, attaccano e distruggono i patogeni contrassegnati dagli anticorpi.

IMMUNITÀ INNATA		IMMUNITÀ SPECIFICA
Presente fin dalla nascita Presente già prima dell’esposizione al patogeno (-non dipende da una precedente esposizione) Aspecifica In tutti i tessuti si trovano fagociti residenti Riconosce strutture comuni Sempre operativa, Non ha memoria Sempre uguale, previene l’infezione Rapidamente attivabile Precede la risposta immunitaria specifica		Non è presente alla nascita (acquisita) Indotta dall’esposizione ad agenti infettivi o molecole estranee. Specifica Riconosce strutture specifiche Si localizza principalmente in organi centrali (linfonodi e tessuto linfatico) Consegue al contatto Potenziata da contatti ripetuti Attivazione più lenta Segue la risposta immunitaria aspecifica
Pelle, peli, ciglia Membrane Mucose Muco, lisozima e secrezioni chimiche Enzimi digestivi Acido gastrico	Risposta infiammatoria Proteine del complemento Cellule fagocitarie Cellule Natural Killer	Anticorpi e immunità umorale (Linfociti B) Memoria immunologica (Linfociti B) Immunità cellulare (Linfociti T)

Un esempio di questo è un bambino che si ammala di varicella; durante questa malattia, il sistema immunitario del bambino attiva una risposta specifica al virus e il bambino avrà l’immunità andando avanti. Questo processo è una risposta immunitaria naturale e attiva.

Un esempio di immunità acquisita contro la varicella è la vaccinazione con il vaccino vivo attenuato della varicella. Con questo metodo, l’individuo sviluppa una risposta immunitaria adattativa senza aver mai contratto l’infezione.

Globuli Bianchi

I leucociti (detti anche globuli bianchi o WBC, dall’inglese White Blood Cells) hanno il compito di isolare, attaccare e distruggere patogeni e sostanze estranee che oltrepassano le barriere dell’immunità innata.

Esistono diversi tipi di globuli bianchi, ognuno con una funzione specifica.

In genere, vengono classificati in base a caratteristiche morfologiche e/o funzionali.

Classificazione Morfologica

Distingue 5 tipologie di globuli bianchi:

• Monociti: sono cellule di grandi dimensioni che, una volta raggiunti i tessuti, si trasformano in macrofagi; agiscono fagocitando gli agenti patogeni ma anche producendo sostanze chimiche che stimolano la risposta immunitaria specifica dei linfociti T; producono enzimi lisosomiali e specie reattive dell’ossigeno per eliminare i patogeni ingeriti.
• Neutrofili: insieme ai macrofagi, costituiscono il gruppo dei fagociti, inglobando batteri e particelle estranee; inoltre, rilasciano citochine e peptidi antimicrobici.
• Eeosinofili: producono un potente cocktail di composti chimici ed enzimi che agisce soprattutto contro i parassiti pluricellulari, come i vermi (elminti); sono anche coinvolti nelle reazioni allergiche;
• Basofili: sono globuli bianchi che rilasciano segnali chimici in grado di scatenare infiammazioni e allergie; i mastociti ne condividono alcune funzioni; tuttavia, a differenza dei basofili, non circolano nel sangue, ma si stabiliscono nei tessuti a contatto con l’ambiente esterno (soprattutto pelle, canale digerente e apparato respiratorio);
• Linfociti: comprendono diversi tipi di cellule caratteristiche dell’immunità acquisita (vedi oltre). Combattono specifici agenti virali e cellule tumorali (linfociti T citotossici) e coordinano l’attività dell’intero sistema immunitario (linfociti T helper)

NOTA: i cosiddetti granulociti comprendono tre tipi di globuli bianchi ricchi di granuli specifici (neutrofili, basofili, eosinofili).

Classificazione Funzionale

Alcuni globuli bianchi sono tipici dell’immunità innata, mentre altri sono specifici dell’immunità acquisita

Tuttavia, la separazione non è netta, in quanto le cellule del sistema immunitario innato sono anche in grado di indurre l’immunità adattativa.

Cellule dell’Immunità Innata

Come Funzionano

Le cellule del sistema immunitario innato riconoscono componenti comuni a classi di patogeni. Questi componenti sono altamente conservati, in quanto essenziali per la sopravvivenza del microbo:

• Lipopolisaccaride batterico (LPS o endotossina) componente della membrana esterna dei batteri Gram-
• Acido lipoteicoico dei batteri Gram+
• Peptidoglicano della parete batterica
• Acidi nucleici tipici dei virus come RNA a doppia elica (dsRNA)

Quali sono

I fagociti (neutrofili, macrofagi) sono cellule che con movimenti ameboidi di tutto o di parte del loro protoplasma inglobano e digeriscono microrganismi, corpi estranei e altre cellule dello stesso organismo destinate alla morte.

Inoltre, svolgono un ruolo fondamentale nell’attivare la risposta immunitaria adattativa tramite la secrezione di mediatori infiammatori.

Comprendono:

• neutrofili → Intervengono nell’infiammazione acuta, migrano rapidamente nei tessuti danneggiati dove hanno vita breve. Contengono granuli in cui vengono prodotti enzimi idrolitici, radicali perossidi e superossidi (tossici per qualsiasi microrganismo) e anche proteine battericide come la lattoferrina.
• monociti (sangue) → macrofagi (tessuti): Intervengono nella fase tardiva dell’infiammazione acuta e nell’infiammazione cronica. Svolgono un ruolo importante nella processazione e presentazione dell’antigene.

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I linfociti natural killer sono grossi linfociti granulari che distruggono le cellule tumorali o infettate da virus, in particolare dopo stimolazione con Interferone γ.

Le NK non necessitano di attivazione, a differenza dei linfociti T e B coinvolti nell’immunità adattativa.

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Precursori delle cellule dendritiche: reagiscono all’infezione producendo grandi quantità di citochine. Sono in grado di fagocitare ma anche di favorire indirettamente i processi di fagocitosi e di presentazione dell’antigene ai linfociti T (fungono da messaggeri tra il sistema immunitario innato e quello adattativo).

Le cellule dendritiche sono presenti in quei tessuti che sono in contatto con l’ambiente esterno, come la pelle (dove c’è un tipo di cellule dendritiche specializzate chiamate cellula di Langerhans) e il rivestimento interno del naso, dei polmoni, dello stomaco e dell’intestino.

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I mastociti non circolano nel sangue, ma sono localizzati soprattutto a livello cutaneo, sulle mucose respiratorie, su quelle gastrointestinali e attorno ai piccoli vasi sanguigni. Sono coinvolti nell’infiammazione e nelle reazioni allergiche. Possiedono molti granuli contenenti diversi mediatori infiammatori, tra cui istamina.

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I basofli sono i principali responsabili delle reazioni allergiche; se stimolati, rilasciano diverse sostanze (eparina, istamina, perossidasi e molti altri mediatori chimici) provocando un’infiammazione che richiama sul posto altri globuli bianchi.

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Gli eosinofili agiscono sui parassiti e nelle reazioni allergiche.

Cellule dell’Immunità Specifica

Ogni linfocita presenta sulla sua superficie un recettore antigenico specifico per un determinato agente estraneo specifico, grazie a recettori peculiari che si adattano agli antigeni di quel determinato patogeno.

In risposta all’antigene, si innesca un processo detto selezione clonale, durante il quale il linfocita attivato si divide molto rapidamente generando un gran numero di cloni.

I linfociti si distinguono in linfociti B e in linfociti T, che agiscono in sinergia.

LINFOCITI B

I linfociti B originano e maturano nel midollo osseo, quindi migrano nel sangue e verso il tessuto linfoide.

Queste cellule sono deputate:

• alla produzione di anticorpi;
• alla cosiddetta immunità umorale (rilascio di anticorpi solubili nei liquidi umorali).

Dopo l’attivazione da parte dei linfociti T Helper (grazie al rilascio di citochine IL-4, IL-5, IL-6 e IL-10), i linfociti B si differenziano in:

• plasmacellule: producono anticorpi (o immunoglobuline) specifici in risposta ad antigeni; gli anticorpi sono in grado di legarsi all’antigene da neutralizzare e facilitarne l’eliminazione;
• cellule della memoria: rimangono a lungo nel sangue e mantengono il ricordo dell’antigene, intervenendo rapidamente nel caso di una successiva esposizione allo stesso patogeno (risposta secondaria).

IMMUNITÀ UMORALE – Linfociti B	IMMUNITÀ CELLULARE – Linfociti T
Difende da patogeni o tossine presenti nei liquidi corporei, come sangue e linfa	Difende da patogeni o tossine che si trovano all’interno delle cellule.
Coinvolge i Linfociti B, che rilasciano anticorpi nei liquidi corporei, agevolando l’azione dei fagociti	Coinvolge i Linfociti T, che uccidono sia i patogeni che le cellule da essi infettate.

LINFOCITI T

I linfociti T hanno anch’essi origine nel midollo rosso, ma maturano nel timo (la "T" sta per timo).

Queste cellule producono la risposta immunitaria cellulare diretta cioè contro:

• cellule infettate da virus e batteri,
• funghi e protozoi (parassiti),
• cellule tumorali.

I linfociti T si distinguono ulteriormente in:

• linfociti T_H – T helper (CD4⁺): non uccidono direttamente le cellule infette, ma:
  • attraverso il rilascio di segnali chimici (citochine), stimolano i linfociti B a produrre anticorpi e i linfociti T citotossici a uccidere le cellule infette;
  • si legano ad antigeni esposti da fagociti e cellule dendritiche,
  • si attivano e si moltiplicano di numero,
• linfociti T_c – T citotossici (CD8⁺): si legano ad antigeni esposti da cellule infettate o tumorali e, agendo per contatto, le eliminano attraverso la lisi cellulare mediata dal rilascio di sostanze (perforine) che consentono un afflusso di granzimi (speciali enzimi del sistema immunitario) nella cellula per promuovere l’apoptosi (suicidio cellulare);
• linfociti T_s – T soppressori (o regolatori T_reg): spengono la risposta immunitaria per prevenire una sua attivazione dannosa.

Riconoscimento dell’Antigene

Le cellule T e le cellule B riconoscono l’antigene in maniera diversa.

• Le cellule B e gli stessi anticorpi riconoscono gli antigeni solubili (per esempio tossine, presenti nel sangue e negli altri fluidi corporei);
• Le cellule T non sono invece in grado di riconoscere direttamente l’antigene.
  Pertanto, hanno bisogno che quest’ultimo venga interiorizzato, degradato ed esposto esternamente da parte delle cellule APC (cellule che presentano l’antigene, dall’inglese Antigen-Presenting Cell) come macrofagi, linfociti B e cellule dendritiche.
  Queste cellule esprimono sulla membrana alcuni frammenti polipeptidici dell’antigene associati a proteine MHC (MHC, Major Histocompatibility Complex ovvero complesso maggiore di istocompatibilità).

Le MHC sono proteine che marcano le cellule e distinguono il self dal non self e ne esistono due classi.

• Le proteine MHC di classe I sono espresse sulla superfcie di tutte le cellule nucleate del corpo → sono riconosciute dai linfociti T citotossici (infatti, le cellule tumorali e quelle infettate da virus producono degli antigeni non self che vengono esposti sulla membrana cellulare dalle proteine MHC I).
• Le proteine MHC di classe II si trovano sulla membrana delle cellule che presentano l’antigene, tra cui macrofagi, linfociti B e cellule dendritiche → sono riconosciute dai linfociti T Helper.

Cellule Dendritiche

Le cellule dendritiche nascono nel midollo osseo e colonizzano i tessuti dove risiedono (ad es. nella pelle prendono il nome di cellule di Langerhans).

Queste cellule fungono da ponte tra immunità innata e adattativa:

1. riconoscono, fagocitano e digeriscono elementi non self;
2. isolano ed elaborano gli antigeni presentandoli sulla loro superficie, in modo che vengano riconosciuti dai linfociti T e B.

In generale, le cellule dendritiche svolgono il ruolo immunologico più importante tra le cellule APC (cellule presentanti l’antigene – Antigen-presentig cells).

Infatti, le cellule dendritiche immature fagocitano i patogeni e degradano le loro proteine in piccoli pezzi, quindi maturano e presentano quei frammenti sulla loro membrana (legandoli a MHC di classe II).

Le cellule dendritiche attivate migrano quindi verso i linfonodi regionali, dove perdono la capacità fagocitica e acquisiscono capacità immunostimolante:

• guidano le cellule del sistema immunitario innato (in particolare i linfociti T helper specifici per quell’antigene) ad attivarsi;
• reclutano linfociti T e B del sistema immunitario adattativo secernendo citochine.

Per Fissare i Concetti

Per fissare i concetti, può essere utile illustrare brevemente cosa succede quando un batterio o un virus entrano nell’organismo.

Sistema Immunitario e Batteri

• I mastociti rilasciano istamina che innesca l’infiammazione nel sito di infezione;
• I macrofagi e le cellule dendritiche:
  • digeriscono il batterio;
  • ne espongono gli antigeni sulla loro superficie, legandoli alle proteine MHC di classe II;
  • sintetizzano citochine, che richiamano altre cellule immunitarie;
• I fagociti (macrofagi e cellule dendritiche) che espongono l’antigene viaggiano con la linfa fino ai linfonodi;
• Nei linfonodi si attiva la risposta immunitaria adattativa: i linfociti CD4 (T_H) specifici per quell’antigene riconoscono il complesso antigene-proteina MHC II, quindi si attivano e iniziano a crescere di numero (proliferazione).
• I linfociti T_H stimolano – anche mediante la produzione di citochine – i linfociti B specifici per quell’antigene, che si differenziano in plasmacellule e cellule della memoria immunitaria:
  • le plasmacellule producono gli anticorpi che facilitano l’eliminazione del patogeno;
  • le cellule della memoria rimangono nel circolo sanguigno pronte ad intervenire in caso di successiva infezione con lo stesso tipo di batterio.

Sistema Immunitario e Virus

• Essendo un parassita obbligato, il virus infetta le cellule, cioè penetra all’interno delle cellule e inizia a produrre le sue proteine (antigeni virali);
• La cellula infettata dai virus espone le proteine virali sulla sua superficie in associazione a molecole MHC di classe I, presentandole alle cellule del sistema immunitario;
• Le cellule natural killer si attaccano alla cellula infettata e rilasciano sostanze che, distruggendone la membrana plasmatica, ne provocano la morte (come perforine e grenzimi che formano buchi sulla membrana cellulare).
• Successivamente, intervengono anche i linfociti T_c (CD8+), i quali riconoscono l’antigene virale legato alle proteine esposte sulla superficie della cellula infettata dal virus.
  I linfociti T_c si attaccano alla cellula infettata rilasciando perforine che ne provocano la morte, con conseguente eliminazione del virus.

Anticorpi

Come Funzionano

Gli anticorpi sono proteine appartenenti alla famiglia delle immunoglobuline e sono prodotti dalle plasmacellule in risposta al contatto con antigeni.

Presentano una classica forma ad Y, in grado di riconoscere e legare antigeni specifici promuovendone l’eliminazione.

Gli anticorpi individuano quali antigeni devono essere distrutti e quali no.

Possono essere rilasciati dai linfociti B e muoversi liberamente nei liquidi corporei, oppure trovarsi sulla membrana del linfocita B.

La loro azione non è diretta, ma conduce all’eliminazione dell’antigene attraverso diversi meccanismi:

• neutralizzano i patogeni: si legano a siti specifici dei patogeni impedendone l’ingresso nelle cellule del corpo;
• segnalano la loro presenza ai fagociti (opsonizzazione): si legano agli antigeni presenti sulla superficie dei patogeni e ne segnalano la presenza ai facogiciti → facilitano la fagocitosi;
• agglutinano gli antigeni (formazione di piccole masse) creando complessi antigene-anticorpo ben riconoscibili dai fagociti → precipitazione (formazione di piccole masse) i complessi prodotti per agglutinazione sono insolubili e precipitano;
• richiamano le proteine del complemento (fissazione), che perforano la membrana dei patogeni e li uccidono per lisi.

Tipi di Anticorpi

IgM (infezione acuta)	IgG (infezione pregressa)
Le prime a comparire nel sangue (precoci) Opsonizzazione per facilitare la fagocitosi Agglutinazione a causa dei molteplici siti disponibili Attivazione del complemento Non attraversano la placenta Sono i principali anticorpi durante la prima settimana d’infezione	Compaiono tardivamente nel sangue (tardive) Rappresentano il 70-75% delle Ig totali; sono le più presenti nel sangue, linfa, fluido cerebrospinale e peritoneale Opsonizzazione per facilitare la fagocitosi Neutralizzazione di microbi e tossine; sono l’unica classe anticorpale efficace contro le tossine batteriche Attivazione del complemento Le uniche in grado di attraversare la placenta (immunità passiva al feto)
IgA	IgE
Presenti nelle mucose e nelle secrezioni; latte, saliva, lacrime, etc. Impediscono l ‘aderenza di microrganismi. Attivazione del complemento	Coinvolte nelle reazioni allergiche (asma, febbre da fieno, orticaria) provocando il rilascio di mediatori infiammatori da parte dei mastociti. Attive nelle infezioni da parassiti, favoriscono l’attività degli eosinofili.
IgD
I linfociti B hanno sulla loro membrana IgD con le quali riconoscono gli antigeni