Sistema Immunitario | Com’è Fatto | Come Funziona 04 Ago 2020 | In X115

Che Cos’è

Il sistema immunitario è costituito da organi, tessuti, cellule e sostanze chimiche, che agiscono di concerto per proteggere l’organismo dagli agenti lesivi.

La protezione offerta dal sistema immunitario 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
Tossine – Veleni
Allergeni
Organi estranei: problema della compatibilità degli organi trapiantati

Per funzionare correttamente, il sistema immunitario deve riconoscere gli agenti patogeni (non self) e distinguerli dalle cellule sane del corpo (self).

Questo riconoscimento si basa sulla presenza di specifici componenti, peculiari di ogni cellula, chiamati antigeni.

• Le malattie autoimmuni 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 a sostanze ambientali tollerate dalla maggior parte delle persone.
  

Com’è Fatto

Il sistema immunitario è costituito da organi, cellule e tessuti, situati in tutto il corpo.

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;
• vasi linfatici: formano una rete di trasporto entro cui scorre la linfa;
• linfonodi: rappresentano le "stazioni di servizio" del sistema immunitario, dove si concentrano i globuli bianchi; al loro interno avviene la filtrazione della linfa da scorie e patogeni;
• organi linfatici primari (timo e midollo osseo):
  • il midollo osseo produce tutte le cellule immunitarie;
  • il timo è la sede di maturazione delle cellule immunitarie;
• organi linfatici secondari (milza, tonsille, adenoidi e placche di Peyer):
  • le tonsille e le adenoidi bloccano l’ingresso dei patogeni che penetrano attraverso il naso e la bocca;
  • la milza filtra il sangue in circolo, intercettando le cellule usurate (soprattutto i globuli rossi invecchiati);
  • le placche di Peyer sono situate nell’intestino e neutralizzano i patogeni penetrati nell’apparato digerente insieme al cibo.

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.

Difese innate o aspecifiche

L’immunità innata è la prima linea di difesa contro gli invasori.

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

L’immunità innata è costituita da:

• Barriere chimico-fisiche;
• Cellule immunitarie:
  • fagociti (macrofagi e granulociti neutrofili): inglobano e distruggono i patogeni;
  • mastociti: causano infiammazione e sintomi di allergia;
  • cellule natural killer (NK): liberano sostanze chimiche tossiche e uccidono le cellule cancerose o infettate da virus;
• Fattori umorali:
  • proteine del complemento: attaccano e distruggono i batteri; alcune causano infiammazione;
  • 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;
    • interferoni: rilasciati da cellule infettate da virus, proteggono le cellule sane dall’infezione virale;
• Altre difese aspecifiche:
  • 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	Eicosanoidi: regolano l’infiammazione
Chimiche: ambiente acido dello stomaco	Mastociti: provocano infiammazione e sintomi di allergia	Citochine: regolano l’infiammazione
Biologiche: microbiota intestinale	Cellule natural killer (NK): rilasciano sostanze chimiche tossiche	Proteine ​​del complemento: si attaccano e distruggono i batteri; alcuni causano infiammazione

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.

Immunità innata e Infiammazione

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

1. I globuli bianchi indentificano i patogeni in base agli antigeni non-self;
2. I fagociti rilasciano citochine, che fungono da richiamo per altri globuli bianchi;
3. I globuli bianchi distruggono i patogeni per fagocitosi oppure grazie alle proteine del complemento.

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

L’infiammazione si verifica e diviene apprezzabile in seguito a un insulto significativo, che porta al massiccio rilascio di citochine e istamina da parte dei basofili.

L’istamina induce la dilatazione e l’aumento di permeabilità dei capillari, da cui fuoriescono liquidi e proteine del complemento che attraggono i fagociti deputati a inglobare e distruggere batteri e cellule lese.

L’infiammazione 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.

La risposta infiammatoria è sempre accompagnata da quattro sintomi:

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

Tuttavia, l’attivazione inappropriata dell’infiammazione o l’incapacità di disattivarla possono portare a danni ai tessuti e allo sviluppo di malattie croniche.

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.

Difese adattative (specifiche o acquisite)

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

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 agenti patogeni specifici, secernono citochine che uccidono le cellule anomale e coordinano la risposta immunitaria;
  • Linfociti B: producono anticorpi contro un agente patogeno specifico;
• Fattori umorali:
  • Anticorpi: proteine specializzate che contrassegnano un patogeno per la distruzione;
  • Proteine del complemento: attaccano e distruggono i patogeni contrassegnati dagli anticorpi.

IMMUNITÀ INNATA		IMMUNITÀ SPECIFICA
Non dipende dall’esposizione ad agenti infettivi o a molecole estranee. Aspecifica Riconosce strutture comuni Sempre operativa Sempre uguale, previene l’infezione Rapidamente attivabile		E’ indotta dall’esposizione ad agenti infettivi o molecole estranee. Specifica Riconosce strutture specifiche Consegue al contatto Potenziata da contatti ripetuti Richiede l’infezione Attivazione più lenta
Pelle, peli, ciglia Membrane Mucose Muco, lisozima e secrezioni chimiche Enzimi digestivi Acido gastrico	Risposta infiammatoria Proteine del complemento Fagociti Cellule Natural Killer	Anticorpi e immunità umorale (Linfociti B) Memoria immunologica (Linfociti B) Immunità cellulare (Linfociti T)

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;
• cellule dendritiche: insieme ai macrofagi, fanno da ponte tra immunità innata e adattativa: fagocitano il patogeno e ne elaborano gli antigeni presentandoli sulla loro superficie, in modo che vengano riconosciuti dai linfociti T helper;
• neutrofli: insieme ai macrofagi e alle cellule dendritiche, costituiscono il gruppo dei fagociti, inglobando batteri e particelle estranee; inoltre, rilasciano citochine;
• eosinofli: 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;
• basofli: sono globuli bianchi che rilasciano segnali chimici in grado di scatenare infiammazioni e allergie; i mastociti ne condividono alcune funzioni; tuttavia, a differenza dei basofli, 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.

Cellule dell’Immunità Innata

I fagociti (neutrofli e macrofagi) fagocitano i patogeni e provocano l’insorgenza della febbre. Inoltre, svolgono un ruolo fondamentale nell’attivare la risposta immunitaria adattativa.

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;

I mastociti non circolano nel sangue, ma sono localizzati soprattutto a livello cutaneo, sulle mucose respiratorie, su quelle gastrointestinali e nel connettivo lasso attorno ai piccoli vasi sanguigni. Sono coinvolti nell’infiammazione e nelle reazioni allergiche.

Gli eosinofili agiscono sui parassiti.

I linfociti natural killer distruggono le cellule tumorali o infettate da virus.

Cellule dell’Immunità Specifica

Ciascun linfocita riconosce un agente estraneo specifico, grazie a recettori peculiari che si adattano agli antigeni di quel determinato patogeno.

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.

Dopo l’attivazione da parte dei linfociti T Helper, i linfociti B si differenziano in:

• plasmacellule: producono anticorpi (o immunoglobuline) specifici, 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	IMMUNITÀ CELLULARE
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: non uccidono direttamente le cellule infette, ma:
  • si legano ad antigeni esposti da fagociti,
  • si moltiplicano di numero,
  • attraverso il rilascio di segnali chimici, stimolano i linfociti B a produrre anticorpi e i linfociti T citotossici a uccidere le cellule infette;
• linfociti T_c – T citotossici: 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);
• linfociti T_s – T soppressori: spengono la risposta immunitaria.

Per Fissare i Concetti

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

Sistema Immunitario e Batteri

• I mastociti rilasciano istamina che innesca l’infiammazione nel sito di infezione;
• I macrofagi:
  • digeriscono il batterio;
  • ne espongono gli antigeni sulla loro superficie, legandoli alle proteine MHC;
  • 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, i linfociti T_H specifici per quell’antigene riconoscono il complesso antigene-proteina MHC, si attivano e iniziano a crescere di numero (proliferazione).
• I linfociti T_H stimolano 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, 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.
• Successivamente, intervengono anche i linfociti T_c, 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

Gli anticorpi sono proteine appartenenti alla famiglia delle immunoglobuline.

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.

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;
• agglutinano gli antigeni (formazione di piccole masse) creando complessi antigene-anticorpo ben riconoscibili dai fagociti;
• richiamano le proteine del complemento, che perforano la membrana dei patogeni e li uccidono per lisi.

Sistema Immunitario