il sistema immunitario

Materie:	Riassunto
Categoria:	Biologia
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L’IMMUNITA’
TRE LINEE DI DIFESA
L’uomo è continuamente in contatto con molteplici patogeni: virus, batteri, funghi, protozoi, ecc… La maggior parte dei patogeni non è in grado di penetrare, però, oltre la superficie del nostro corpo e, quelli che riescono a varcare questa prima barriera, si trovano a dover affrontare linee di difesa che attaccano qualunque cosa percepita come estranea. Il nostro organismo attua tre meccanismi di difesa contro i patogeni e questi possono essere aspecifici o specifici.
Le barriere fisiche rappresentano uno dei meccanismi di difesa aspecifici e sono costituite dalla cute integra, dalle mucose, da sostanze chimiche presenti nelle lacrime e nella saliva e dalla flora batterica presente sulla cute. Se un patogeno entra dalle vie aeree, ad esempio, incontra il muco delle pareti dei condotti, il quale contiene sostanze protettive come il lisozima, un enzima che digerisce le pareti cellulari dei batteri e li uccide.
Per quanto riguarda le risposte aspecifiche, queste consistono, nel processo di infiammazione, nei globuli bianchi ad azione rapida, nei macrofagi, nelle proteine del complemento e negli organi con funzioni antinfettive, come i linfonodi.
I meccanismi di difesa specifici, invece, consistono nelle risposte immunitarie, portate avanti dai linfociti T e B, nei segnali di comunicazione (come le interleuchine) e nelle armi chimiche quali gli anticorpi.

LE PROTEINE DEL COMPLEMENTO
Alcune proteine plasmatiche, circa una ventina, interagiscono tra loro dando vita ad un unico sistema, denominato sistema del complemento, che svolge importanti funzioni a livello delle risposte aspecifiche. Le proteine del complemento circolano liberamente nel sangue in maniera inattiva: nel momento in cui anche solo una di esse si attiva, dà origine ad un processo di reazioni a cascata, la fissazione del complemento, che consiste nell’attivazione di tutte le altre. Tali reazioni producono diversi risultati, con attacchi contro differenti batteri, protesti o virus. Alcune proteine del complemento ricoprono la superficie delle cellule estranee, formando un rivestimento su cui aderiscono i fagociti (cellule in grado di inglobare e distruggere particelle estranee). Altre proteine del complemento possono unirsi in complessi d’attacco e quando questi attaccano la membrana plasmatici di un patogeno la perforano (con un processo di opsonizzazione) liberando molecole di lisozima, che ne inducono la lisi, con la conseguente morte cellulare. Infine, altre proteine del complemento danno origine a gradienti di concentrazione che richiamano nei tessuti danneggiati i globuli bianchi, incoraggiandone l’attività fagocitarla. In questo modo, promuovono l’infiammazione, altra risposta di difesa aspecifica.

LA RISPOSTA INFIAMMATORIA
Le prime cellule a rispondere ad un danno dei tessuti sono alcuni tipi di globuli bianchi (o leucociti): i neutrofili, gli eosinofili e i basofili reagiscono rapidamente, ma non sono in grado di sostenere scontri prolungati, per cui, più lentamente, entrano in azione i macrofagi, che inglobano e digeriscono qualsiasi agente estraneo nella risposta aspecifica.
La risposta infiammatoria comprende una serie di eventi per la distruzione degli invasori e per riportare alle condizioni normali i tessuti danneggiati. Essa viene innescata da infezioni, punture, ustioni, che danneggiano o uccidono le cellule di un tessuto. All’inizio i mastociti, segnali chimici ad azione locale presenti nel tessuto, innescano la dilatazione delle arteriose del tessuto danneggiato (provocando calore e rossore locali). La liberazione di istamina aumenta localmente la permeabilità della parete dei capillari, cosicché le proteine plasmatiche passano nel liquido interstiziale, la cui pressione osmotica aumenta. Questo fenomeno, combinato al maggior afflusso di sange, provo edema (gonfiore) e dolore. A questo punto le proteine del complemento attaccano i batteri e successivamente, nel giro di un’ora, i neutrofili e poi i macrofagi fagocitano gli invasori. In particolare, i macrofagi secernono anche mediatori chimici, come le chemiotassine, che attraggono altri fagociti nella zona infiammata, i quali producono il fenomeno della febbre, altro meccanismo di difesa, che porta la temperatura corporea ad un livello eccessivo per la maggior parte dei patogeni e stimola le attività di difesa dell’ospite.

LA RISPOSTA IMMUNITARIA
Quando le barriere fisiche e la risposta immunitaria non bastano per fermare un invasore, può svilupparsi un’infezione, che innesca una risposta immunitaria, terza linea di difesa dell’organismo, attuata da due tipi di globuli bianchi: i linfociti T e i linfociti B, principali elementi del sistema immunitario. Questo è definito da due funzioni chiave: la specificità immunologica e la memoria immunitaria.
Il principio operativo su cui si fonda il sistema immunitario è che ogni tipo di cellula, virus o sostanza presenta configurazioni molecolari esclusive. Queste molecole esclusive presenti sulle cellule di un individuo funzionano da marcatori del self, ossia servono a riconoscere come proprie le componenti dell’organismo stesso. I linfociti, normalmente, riconoscono i marcatori del self e li ignorano, ma sono anche in grado di riconoscere configurazioni molecolari nonself, caratteristiche di agenti estranei specifici.
Qualsiasi molecola riconosciuta come estranea, e che rappresenta il bersaglio dei linfociti, è detta antigene. I linfociti sintetizzano i recettori in grado di legarsi ad essi e, in tal modo, riconoscono il nonself e danno il via all’attacco. I linfociti producono, per mitosi, popolazioni e sottopopolazioni che si specializzano e reagiscono all’agente straneo in modo diverso: alcune cellule si comportano da effettori, elementi cellulari perfettamente differenziati per affronta e distruggere il nemico, mentre altre diventano cellule della memoria immunitaria, che non attaccano subito l’agente estraneo, ma lo riconoscono e lo memorizzano, per scatenare una reazione più veloce ed efficace se si dovesse ripresentare.
La specificità immunologica e la memoria immunitaria implicano tre eventi: il riconoscimento dell’antigene, l’attuazione di divisioni cellulari che producono linfociti e il differenziamento di questi in cellule effettrici e della memoria, con recettori per un solo tipo di antigene.
L’innesco della risposta immunitaria avviene grazie alle membrane plasmatiche delle cellule. Esse contengono delle proteine, i marcatori MHC (marcatori del complesso maggiore di istocompatibilità): alcuni sono comuni a tutte le cellule dell’organismo (marcatori del self) altri sono esclusivi di macrofagi e dei linfociti. Quando i batteri penetrano nell’organismo attraverso una ferita, il liquido interstiziale del tessuto infiammato viene drenato e trasportato, assieme a batteri invasori, ai linfonodi vicini. Qui i macrofagi inglobano le cellule estranee e le racchiudono all’interno di vescicole contenenti enzimi che attaccano le molecole degli antigeni. I frammenti che ne derivano si legano alle proteine MHC, formano i complessi antigene-MHC, che si troveranno esposti sulla superficie del macrofago in seguito alla fusione delle membrane di questo e delle vescicole. Tutte le cellule che recano in superficie questi complessi hanno la funzione di presentare quell0’antigene ai linfomi. Il riconoscimento dell’antigene promuove le divisioni cellulari dei linfociti.
Si può dire, dunque, che l’antigene provoca la risposta immunitaria e la sua rimozione la fa terminare. Durante tutta questa operazione, comunque, i linfociti effettori e le loro secrezioni chimiche uccidono la maggior parte degli agenti penetrati nell’organismo.
Nella risposta immunitaria sono chiamati in azione diversi tipi di globuli bianchi che interagiscono tra loro, ma si possono distinguere due tipi di risposte immunitarie primarie: una attuata direttamente da cellule (risposta cellulare) e una attuata da anticorpi, proteine in grado di legarsi ad un antigene specifico.

LA RISPOSTA IMMUNITARIA CELLULARE
Nel primo caso di risposta immunitaria primaria, intervengono i linfociti T, che derivano da cellule staminali del midollo osseo. Per completare il proprio sviluppo, tuttavia, si spostano nel timo, dove si differenziano in linfociti T helper e linfociti T killer (o citotossici). Questi acquisteranno dei propri ricettori specifici per particolari antigeni (chiamati ricettori delle cellule T o TCR). Una volta provvisti di TCR, i linfociti T lasciano il timo e circolano nel sangue o si insediano nel linfonodi o nella milza. I TCR dei linfociti T vergini (mai venuti a contatto con un antigene) ignorano sia gli antigeni liberi sia i marcatori MHC che non siano stati abbinati ad un antigene e riconoscono solo i complessi antigene-MHC presentati dai macrofagi, legandosi ad essi. Questo legame stimola i linfociti T a dividersi ripetutamente, dando origine a grandi cloni, che si differenzieranno in linfociti T effettori e della memoria, ognuno dei quali avrà lo stesso TCR per riconoscere un particolare complesso antigene-MHC.
I linfociti T helper secernono le interleuchine, mediatori chimici che promuovo le divisioni mitotiche e il differenziamento delle cellule B e T sensibili.
I linfociti T killer reagiscono ai complessi antigene-MHC, presenti sulla superficie di cellule tumorali o infettate da patogeni, e distruggono le cellule infette per contatto. Secerno anche le perforine, molecole proteiche che aprono nella membrana della cellula bersaglio dei fori. Secernono inoltre sostanze chimiche che inducono la morte cellulare per apoptosi. Una volta messo a segno l’attacco, il linfocita T si stacca dal bersaglio.
Altri linfociti citotossici, i linfociti natural killer o NK, derivano anche essi dalle cellule staminali del midollo osseo, ma la loro attivazione non dipende dal marcatore-MHC. Questi, infatti, perlustrano l’organismo a caccia di cellule infette o tumorali e poi le uccidono per contatto.

LA RISPOSTA IMMUNITARIA ANTICORPALE
Nella risposta immunitaria anticorpale intervengono, invece dei linfociti T, i linfociti B, anch’essi derivanti da cellule staminali del midollo osseo, dove iniziano il differenziamento in cellule produttrici di anticorpi. Tutti gli anticorpi sono delle proteine, ma in ogni anticorpo il sito legante è specifico per un solo antigene. Le molecole degli anticorpi hanno una forma a Y, con una coda e due braccia che recano due identici siti leganti l’antigene.
Durante la maturazione di un linfocita B, le molecole di anticorpi sintetizzate si inseriscono per la coda nella membrana plasmatica, che ben presto è disseminata di anticorpi, e pronta a difendere l’organismo come linfocita B vergine. Quando i suoi recettori si legano ad un bersaglio, il linfocita B assume il ruolo di cellula che presenta l’antigene al sistema immunitario. Attorno all’antigene legato si forma una vescicola che lo trasporta per endocitosi all’interno della cellula. Qui viene digerito ed i frammenti si legano alle proteine dell’MHC e vengono presentati sulla superficie del linfocita. Allora i TCR di un linfocita T helper si legano al complesso antigene-MHC e prima che le due cellule immunitarie si stacchino, tra esse avviene un trasferimento di segnali. Il linfocita B, successivamente, incontra un antigene libero, che si legherà ai suoi anticorpi superficiali. Tale legame, insieme alle interleuchine secrete dai linfociti T helper,stimola il linfocita B a dividersi per mitosi. I suoi cloni si differenzieranno in linfociti B effettori e della memoria. Fli effettori, detti anche plasmacellule, sintetizzano e secernono un enorme numero di molecole dia anticorpo. Quando un anticorpo circolante lega un antigene, lo condanna alla distruzione attuata dai fagociti e attraverso l’attivazione del complemento. I bersagli delle risposte anticorpale sono i patogeni extracellualri e le tossine circolanti nei tessuti o nei liquidi corporei, in quanto gli anticorpi non possono legarsi a patogeni o tossine chi si trovino all’interno di una cellula ospite.
Durante la risposta anticorpale, i linfociti B producono grandi quantità di anticorpi, e questi sono divisi in cinque grandi classi, che complessivamente sono note con il nome di immunoglobine o Ig.