Sistema immunitario

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Un'immagine ottenuta tramite microscopio elettronico a scansione di un singolo granulocita neutrofilo (in giallo), che fagocita un batterio di antrace (in arancione)

Il sistema immunitario è una complessa rete integrata di mediatori chimici e cellulari, di strutture e processi biologici, sviluppatasi nel corso dell'evoluzione, per difendere l'organismo da qualsiasi forma di insulto chimico, traumatico o infettivo alla sua integrità. Per funzionare correttamente, un sistema immunitario deve essere in grado di rilevare un'ampia varietà di agenti, noti come agenti patogeni, dai virus agli elminti e distinguerli dal proprio tessuto sano dell'organismo. In molte specie, il sistema immunitario può essere classificato in sottosistemi, come il sistema immunitario innato opposto al sistema immunitario adattativo o l'immunità umorale opposta all'immunità cellulo-mediata. Negli esseri umani, la barriera emato-encefalica, la barriera sangue-fluido cerebrospinale, e altre simili barriere fluido-cerebrale, separano il sistema immunitario periferico dal sistema neuroimmune che protegge il cervello.

Gli agenti patogeni possono rapidamente evolversi e adattarsi, riuscendo quindi ad evitare di essere scoperti e neutralizzati da parte del sistema immunitario; tuttavia, si sono evoluti diversi meccanismi di difesa per ovviare a ciò. Anche semplici organismi unicellulari, come i batteri, possiedono un sistema immunitario rudimentale, costituito da enzimi che proteggono contro le infezioni dei batteriofagi. Altri meccanismi immunitari di base si sono evoluti negli antichi eucarioti e rimangono nella loro discendenti moderni, come le piante e gli invertebrati. Questi comprendono la fagocitosi, peptidi antimicrobici chiamati defensine e il sistema del complemento. I gnatostomi, inclusi gli esseri umani, vantano meccanismi difensivi ancora più sofisticati,[1] tra cui la capacità di adattarsi nel tempo a riconoscere gli agenti patogeni specifici in modo più efficiente. L'immunità adattativa crea una memoria immunologica a seguito di una prima risposta ad un agente patogeno specifico, portando così ad una migliore reazione agli eventi incontri successivi con lo stesso agente patogeno. Questo processo di immunità acquisita è alla base della vaccinazione.

I disturbi del sistema immunitario possono causare malattie autoimmuni, malattie infiammatorie e tumori.[2] L'immunodeficienza si verifica quando il sistema immunitario risulta meno attivo del normale, con conseguenti infezioni ricorrenti e pericolose per la vita. Negli esseri umani, l'immunodeficienza può essere il risultato di una malattia genetica, come l'immunodeficienza combinata grave, acquisita per via di malattie, come l'HIV/AIDS, o per l'uso di farmaci immunosoppressori. Al contrario, l'autoimmunità da un sistema immunitario iperattivo comporta l'attacco ai tessuti normali, come se fossero organismi estranei. Le malattie autoimmuni più comuni sono la tiroidite di Hashimoto, l'artrite reumatoide, il diabete mellito di tipo 1 e il lupus eritematoso sistemico. L'immunologia riguarda lo studio di tutti gli aspetti del sistema immunitario.

Storia dell'immunologia[modifica | modifica wikitesto]

L'immunologia è la disciplina che studia la struttura e la funzione del sistema immunitario. Ha origine dalla medicina e dai primi studi sulle cause dell'immunità alle malattie. Il riferimento più antico conosciuto all'immunità risale alla peste di Atene nel 430 a.C. Tucidide aveva osservato che coloro che erano guariti erano in grado di assistere i malati senza contrarre la malattia per la seconda volta.[3] Nel XVIII secolo, Pierre Louis Moreau de Maupertuis fece degli esperimenti con il veleno dello scorpione, osservando che alcuni cani e topi erano immuni ad esso.[4] Questa ed altre osservazioni riguardo all'immunità acquisita, sono state successivamente sfruttate da Louis Pasteur nel suo sviluppo della vaccinazione e della sua proposta della teoria dei germi della malattia.[5] La teoria di Pasteur era in diretta opposizione alle teorie coeve della malattia, come la dottrina miasmatico-umorale. È stato necessario aspettare fino al 1891 con i lavori di Robert Koch, per i quali gli venn assegnato il premio Nobel nel 1905, affinché i microrganismi potessero essere confermati come causa delle malattie infettive.[6] I virus sono stati individuati come agenti patogeni umani nel 1901, con la scoperta del virus della febbre gialla da parte di Walter Reed.[7]

Verso la fine del XIX secolo, l'immunologia ha fatto un grande progresso grazie a rapidi sviluppi nello studio sull'immunità umorale e l'immunità cellulare.[8] Particolarmente importante è stata l'opera di Paul Ehrlich, che ha proposto la teoria catena laterale per spiegare la specificità della reazione antigene-anticorpo; il suo contributo alla comprensione della immunità umorale gli è stata riconosciuta con l'attribuzione di un premio Nobel nel 1908, assegnato congiuntamente al fondatore dell'immunologia cellulare, Il'ja Il'ič Mečnikov.[9]

Difesa a più livelli[modifica | modifica wikitesto]

Il sistema immunitario protegge gli organismi dalle infezioni grazie ad una difesa a più livelli di crescente specificità. In termini semplici, le barriere fisiche impediscono agli agenti patogeni, come batteri e virus, di entrare nell'organismo. Se un patogeno supera queste barriere, il sistema immunitario innato fornisce una risposta immediata, ma non specifica. Il sistema immunitario innato si trova in tutte le piante e gli animali.[10] Se patogeni eludono con successo anche la risposta innata, i vertebrati possiedono un secondo livello di protezione, il sistema immunitario adattativo, che viene attivato dalla risposta innata. Qui, il sistema immunitario adatta la sua risposta durante l'infezione migliorando il riconoscimento del patogeno. Questa migliore risposta viene poi mantenuta dopo che il patogeno è stato eliminato, in forma di una memoria immunologica, permettendo così al sistema immunitario adattativo di rispondere più velocemente e più efficacemente ogni volta che incontrerà nuovamente questo patogeno.[11][12]

Componenti del sistema immunitario innato
sistema immunitario innato Sistema immunitario adattivo
La risposta è non specifica Risposta specifica ai patogeni e antigeni
L'esposizione porta all'immediata risposta massima Intervallo di tempo tra l'esposizione e la risposta massima
Immunità umorale e cellula madiata Immunità umorale e cellula madiata
Nessuna memmoria immunologica L'esposizione porta alla memoria immunologica
Trovato in quasi tutte le forme di vita Trovato solo nei gnatostomi

Sia l'immunità innata che quella adattativa, dipendono dalla capacità del sistema immunitario di distinguere tra molecole self e non-self. Nell'immunologia, le molecole self sono quelle che compongono l'organismo e che possono essere distinte dalle sostanze estranee dal sistema immunitario.[13] Al contrario, le molecole non-self, sono quelle riconosciuti come molecole estranee. Una classe di molecole non-self sono chiamate "antigeni" (abbreviazione di generatori di anticorpi) e sono definite come sostanze che si legano a specifici recettori immunitari suscitando una risposta immunitaria.[14]

Descrizione[modifica | modifica wikitesto]

Una caratteristica fondamentale del sistema immunitario è quindi la capacità di distinguere tra le strutture endogene o esogene che non costituiscono un pericolo e che dunque possono o devono essere preservate (self) e le strutture endogene o esogene che invece si dimostrano nocive per l'organismo e che devono quindi essere eliminate (non-self).

Secondo le più recenti teorie il sistema immunitario distingue dunque un non-infectious self (self non infettivo) da un infectious self (self infettivo). La discriminazione tra self e non self avviene a livello molecolare ed è mediata da particolari strutture cellulari (Toll-like receptor, recettori dei linfociti T, complessi MHC, anticorpi), che consentono la presentazione ed il riconoscimento di componenti dell'agente lesivo definite antigeni (letteralmente induttori di anticorpi).

A seconda delle modalità di riconoscimento degli antigeni si possono distinguere due aree del sistema immunitario:

  • immunità aspecifica o innata: comprende mediatori chimici (responsabili dell'infiammazione) e cellulari responsabili di una prima linea di difesa contro le aggressioni. È evolutivamente più antica e consente il riconoscimento di un repertorio limitato di antigeni. Riconosce una generica condizione di pericolo e pone il sistema immunitario in una condizione di “allarme”, che favorisce lo sviluppo dell'immunità specifica
  • immunità specifica o acquisita o adattativa: comprende mediatori chimici e cellulari responsabili di una risposta difensiva più potente e mirata (virtualmente in grado di riconoscere qualunque forma di antigene), ma più lenta. È evolutivamente più recente e poggia sulla risposta aspecifica per numerose funzioni di presentazione e distruzione degli antigeni. Si divide a sua volta in:
    • immunità specifica umorale (cioè mediata da anticorpi).
    • immunità specifica cellulo-mediata

Immunità aspecifica[modifica | modifica wikitesto]

Exquisite-kfind.png Lo stesso argomento in dettaglio: Immunità innata.
Origine delle popolazioni cellulari del sangue dal comune progenitore staminale multipotente

L'immunità aspecifica o innata costituisce la branca evolutivamente più antica e l'impalcatura fondamentale del sistema immunitario. Essa infatti non solo si configura come prima linea di difesa dell'organismo contro il non-self, ma funge anche da innesco e da “forza lavoro” ausiliaria per la risposta immunitaria specifica coordinata dai linfociti T-helper. Un ruolo non meno rilevante dell'immunità aspecifica è infine quello della rimozione di strutture self danneggiate o consumate (es. eritrociti).

All'interno dell'immunità aspecifica si riconoscono misure difensive di tipo:

  • fisico-chimico, costituite dalle barriere anatomiche epiteliali e mucose, dalle secrezioni esocrine (es. saliva) e dai mediatori dell'infiammazione e della cascata del complemento.
  • biologico, costituite da numerose specie cellulari prevalentemente della linea mieloide, ma anche della linea linfoide.

La caratteristica fondamentale dell'immunità aspecifica è la capacità di rispondere immediatamente ad un vasto numero di agenti patogeni grazie al riconoscimento di un limitato numero di profili molecolari non-self estremamente diffusi in natura (come LPS, glicani ricchi in mannosio, RNA a doppia elica, ecc.). La rapidità del riconoscimento e della risposta difensiva conseguente è dovuta al fatto che i meccanismi di riconoscimento sono presenti uniformemente su tutti i componenti dell'immunità aspecifica e sono completamente determinati a livello genetico senza alcun bisogno di processi maturativi di tipo epigenetico (cfr. immunità specifica). La semplicità e la velocità che caratterizzano questo sistema sono però ottenute al prezzo di:

  • un’efficacia non sempre ottimale nell'eliminazione di numerosi agenti patogeni (dotati ad es. di profili molecolari leggermente diversi da quelli contro i quali si è evoluta l'immunità aspecifica)
  • l’incapacità di adattarsi alle contromisure sviluppate dai microrganismi patogeni (in tempi estremamente brevi grazie all'alta velocità e all'elevato numero di replicazioni di cui tali microrganismi sono capaci).
  • la scarsa selettività delle risposte effettrici (non mirate contro un bersaglio molecolare ben definito, come avviene invece nell'immunità adattativa), che possono determinare lo sviluppo di danni tessutali spesso sproporzionati rispetto all'entità dello stimolo immunogeno (infezione).

La mancanza di specificità è parzialmente compensata dalla funzione opsonizzante degli anticorpi, che possono contemporaneamente legare con alta specificità gli antigeni provenienti dagli agenti patogeni e con bassa specificità alcuni recettori espressi sulle cellule dell'immunità innata (vedi oltre)

Cellule dell'immunità aspecifica[modifica | modifica wikitesto]

La componente cellulare dell'immunità aspecifica comprende prevalentemente cellule di derivazione mieloide, ma anche alcuni stipiti di tipo linfoide. Queste cellule sono dotate di una serie di recettori codificati in linea germinale, che consentono loro di interfacciarsi direttamente o indirettamente con gli antigeni o di riconoscere la presenza di uno stato infiammatorio e di innescare la risposta immunitaria:

  • Recettori Toll-like (TLR): recettori a singolo segmento transmembrana, espressi da numerose specie cellulari e funzionali al riconoscimento di pattern molecolari stereotipati.
  • Recettori per il frammento cristallizzabile (invariante) delle immunoglobuline (FcγR,FcεR): potenziano la specificità e l'ampiezza del riconoscimento antigenico delle cellule dell'immunità innata, grazie al legame ad anticorpi opsonizzanti specifici. Ovviamente questo meccanismo non funziona come prima linea di difesa a meno che un soggetto non sia già stato esposto ad un antigene e sia quindi già dotato di immunoglobuline specifiche
  • Recettori per il complemento (CR): rendono le cellule dell'immunità innata sensibili all'attivazione della cascata complementare
    • CR1 (o CD35): lega i frammenti C3b, iC3b (C3b inibito) e C4b favorendo la fagocitosi.
    • CR2 (o CD21): lega i frammenti di clivazione di C3b (C3bi, C3d e C3dg). È usato come sito d'aggancio anche dall'EBV, responsabile di alcuni tumori come il Linfoma africano di Burkitt, Linfomi delle cellule B e carcinomi naso-faringei.
    • CR3,4: stimolano la fagocitosi in seguito a legame a iC3b
    • C3aR e C5aR: legano i frammenti C3a e C5a e attraverso le cascate di segnale ad esse connesse sostengono i fenomeni infiammatori.
  • Recettori delle cellule natural-killer (NK): riconoscono molecole MHC di classe I attivando o inibendo (a seconda del tipo di recettore) la risposta citotossica delle NK. Appartengono a due grandi famiglie:
    • Recettori omologhi alle lectine di tipo C, costituenti il complesso del recettore NK (NKC)
    • Recettori con domini immunoglobulinici (KIR: Killer cells Immunoglobulinic Receptors)
  • Recettori delle cellule T di tipo γδ: riconoscono ligandi caratteristici del tessuto in cui risiedono (epiteli), ma espressi solo in seguito ad un'infezione (es. heat shock proteins). A differenza dei TCR sono molto poco variabili
  • Recettori delle cellule T NK: si tratta di TCR formati da una catena invariante + una delle tre possibili catene β. Riconoscono antigeni glicolipidici.

Mastociti[modifica | modifica wikitesto]

Exquisite-kfind.png Lo stesso argomento in dettaglio: Mastocita.
SMCpolyhydroxysmall.jpg

Cellule di derivazione mieloide residenti nei tessuti connettivi e dotate di granuli di istamina, eparina e numerosi altri fattori infiammatori. Questi granuli vengono rilasciati in grande quantità in risposta a stimoli immunogenici riconosciuti da TLR o da FcεR (questi ultimi fondamentali per le reazioni di tipo allergico). Si ritiene che i mastociti siano spesso il trigger iniziale dell'infiammazione.

Granulociti[modifica | modifica wikitesto]

Exquisite-kfind.png Lo stesso argomento in dettaglio: Granulocita.

Cellule di derivazione mieloide presenti nel sangue circolante e richiamate nei tessuti da stimoli infiammatori.

Neutrofili[modifica | modifica wikitesto]
Neutrophil.jpg
Exquisite-kfind.png Lo stesso argomento in dettaglio: Neutrofilo.

Costituiscono la maggior parte dei granulociti e caratterizzano gli infiltrati dell'infiammazione acuta. Svolgono 4 funzioni fondamentali.

  • fagocitosi professionale potenziata da recettori per il complemento (CR) e per anticorpi (di classe G->FcγR);
  • digestione dei patogeni attraverso il rilascio di radicali liberi e sostanze ossidanti (respiratory burst) contenute nei cosiddetti granuli primari;
  • rilascio di fattori chemotattici e di mediatori infiammatori contenuti nei cosiddetti granuli secondari;
  • rimozione (o induzione) di danni tissutali attraverso il rilascio di gelatinasi (digerisce il connettivo) contenuta nei cosiddetti granuli terziari.
Basofili[modifica | modifica wikitesto]
Basophil.jpg
Exquisite-kfind.png Lo stesso argomento in dettaglio: Basofilo.

Svolgono funzioni simili ai mastociti e con le medesime modalità di attivazione. Sono presenti in numero molto esiguo rispetto alle altre popolazioni cellulari.

Eosinofili[modifica | modifica wikitesto]
Exquisite-kfind.png Lo stesso argomento in dettaglio: Eosinofilo.

Controllano reazioni immunitarie IgE-mediate come infezioni elmintiche o allergie.

Macrofagi e Cellule dendritiche[modifica | modifica wikitesto]

Exquisite-kfind.png Lo stesso argomento in dettaglio: macrofago e cellula dendritica.

Cellule di derivazione mieloide originatesi dal differenziamento tissutale di monociti circolanti. I macrofagi, analogamente ai neutrofili svolgono funzioni di fagocitosi e digestione ossidativa degli agenti patogeni, ma intervengono in genere nelle fasi tardive dell'infiammazione acuta o nell'infiammazione cronica. Hanno legami molto stretti con le cellule dell'immunità specifica in quanto dipendono da queste ultime per raggiungere una completa attivazione e ne influenzano il differenziamento nelle fasi precoci della risposta immunitaria specifica; inoltre possono contribuire alla presentazione antigenica. Le cellule dendritiche sono morfologicamente e funzionalmente specializzate nella cattura e nella presentazione di antigene (sono le classiche APC, antigen presenting cells).

Cellule Natural Killer[modifica | modifica wikitesto]

Exquisite-kfind.png Lo stesso argomento in dettaglio: Cellula NK.

Cellule della linea linfoide evolutivamente più antiche rispetto ai linfociti T e B. Contribuiscono alla costituzione di un solido network citochinico nelle fasi iniziali delle infezioni virali e in base all'equilibrio tra segnali attivatori o inibitori rilevati dai recettori per le cellule NK possono tollerare o distruggere le cellule attraverso un meccanismo simile a quello dei linfociti T. Per questo motivo risultano particolarmente attive contro cellule che non esprimono MHC I (in seguito ad alcune infezioni virali o in presenza di alcuni tumori).

Linfociti innati[modifica | modifica wikitesto]

Linfociti T γδ[modifica | modifica wikitesto]
Exquisite-kfind.png Lo stesso argomento in dettaglio: linfocita T.

Costituiscono un'esigua minoranza dei linfociti T ed esprimono un TCR di tipo γδ. A differenza degli altri linfociti possono attivarsi e rispondere direttamente, senza ulteriori segnali costimolatori. Questi linfociti non riconoscono complessi peptide-MHC, ma fosfantigeni, delle molecole a 5 atomi di carbonio contenenti residui di fosfato, fondamentali in quanto consentono il riconoscimento, da parte del recettore, del fosfantigene. La produzione dei fosfantigeni avviene nella via del mevalonato; essi sono degli intermedi, come il colesterolo e l'IPP (isopentenil pirofosfato). I linfociti T γδ sono relativamente più frequenti a livello del tratto gastroenterico, dove si suppone che svolgano un'attività di regolazione della risposta immunitaria (tale funzione sembra essere persa in corso di malattie come la celiachia[15]).

Linfociti T NK[modifica | modifica wikitesto]
Exquisite-kfind.png Lo stesso argomento in dettaglio: linfocita T.

Costituiscono un'esigua minoranza dei linfociti T e riconoscono antigeni glicolipidici. Svolgono un ruolo di fondamentale importanza nella regolazione del differenziamento dei linfociti T-helper (CD4+). Sono distinti dalle altre popolazioni linfocitarie per l'espressione dei marcatori CD16 e CD56.

Linfociti B1[modifica | modifica wikitesto]
Exquisite-kfind.png Lo stesso argomento in dettaglio: linfocita B.

Sono particolarmente rappresentati all'interno della cavità peritoneale e pleurica e producono anticorpi di classe M senza ulteriori segnali costimolatori, ma non sviluppano alcuna forma di memoria immunologica. Possono auto-rinnovarsi in periferia.

Immunità specifica[modifica | modifica wikitesto]

sistema immunitario: adattivo, umorale, cellulare,

L'immunità specifica (nota anche come immunità acquisita o immunità adattativa) è costituita prevalentemente da cellule della linea linfoide (della serie T e B) e da cellule accessorie. I linfociti T si suddividono in linfociti T helper CD4+ e linfociti T citotossici (CTL) CD8+. La funzione effettrice dei primi è quella di coordinare il complesso della risposta immunitaria attivando linfociti CD8+ e macrofagi (T-helper 1) o linfociti B (T-helper 2) e di sostenere il processo infiammatorio. Tale attività è svolta attraverso interazioni cellula-cellula o mediante rilascio di particolari fattori solubili detti citochine.

La funzione effettrice dei linfociti CD8+ è quella di lisare le cellule infette grazie alla produzione delle linfochine. I linfociti B attivati si specializzano invece in cellule secernenti anticorpi (plasmacellulle). Le cellule accessorie sono le cellule reclutate dal compartimento innato del sistema immunitario. A differenza dell'immunità aspecifica o innata l'immunità specifica o acquisita è stata selezionata dall'evoluzione per la sua capacità di adattarsi dinamicamente alla variabilità di agenti ambientali riconosciuti come un pericolo per l'organismo. Tale variabilità è ovviamente una caratteristica peculiare di molti microrganismi infettivi in continua co-evoluzione con il sistema immunitario che cerca di distruggerli.

L'immunità specifica deve dunque essere in grado di rispondere a tutte le possibili combinazioni molecolari presenti in natura e in grado di interagire con l'organismo. Poiché si stima che il numero di queste combinazioni si aggiri intorno a 1010, l'immunità adattativa deve dotarsi di un numero altrettanto vasto di strutture cellulari capaci di legare specificatamente ad ogni singolo antigene. Dato che però il genoma umano comprende complessivamente solo 30.000 geni è impossibile che ciascuna struttura di presentazione e riconoscimento antigenico sia codificata da un singolo gene. Questo paradosso può essere sciolto analizzando la composizione molecolare degli anticorpi, dei recettori dei linfociti T (TCR) e dei complessi MHC: si tratta infatti in tutti i casi di complessi proteici costituiti dalla combinazione di più strutture modulari codificate da molteplici (ma comunque numericamente limitate) varianti di geni dello stesso tipo. Ogni cellula del sistema immunitario adattativo nel corso della sua maturazione opera un riarrangiamento casuale del repertorio genetico ereditato dal soggetto in linea germinale generando una combinazione unica di MHC, TCR o anticorpi.

Un ulteriore raffinato meccanismo di generazione della diversità del patrimonio anticorpale (inteso in senso lato come il complesso delle strutture deputate al riconoscimento dell'antigene) è dato dall'inserimento di piccole mutazioni puntiformi all'interno dei geni che codificano per i moduli delle strutture di riconoscimento antigenico. Quest'ultimo fenomeno è particolarmente accentuato nei linfociti B in fase di maturazione tardiva (ipermutazione somatica).

Il riarrangiamento somatico delle strutture anticorpali è ovviamente un processo estremamente dispendioso, poiché determina la produzione di numerose varianti non funzionali. In altri termini ciascun individuo sviluppa autonomamente dal momento della nascita un sistema immunitario basato sui determinanti genetici ereditati in linea germinale, ma dotato di caratteristiche uniche e irripetibili dovute alla casualità degli eventi di ricombinazione e alla pressione selettiva dell'ambiente esterno. L'adozione di una forma di riconoscimento antigenico non precostituita e in grado di evolversi con la storia biologica dell'individuo pone il sistema immunitario nella necessità di dotarsi di alcune funzioni particolarmente evolute normalmente proprie di sistemi superiori come il sistema nervoso centrale.

  • Il sistema immunitario deve mantenere memoria delle strutture di riconoscimento antigenico dimostratesi efficaci nel rispondere a precedenti aggressioni, che potrebbero ripresentarsi.
  • Il sistema immunitario deve poter essere “istruito” a riconoscere il self dal non self per rendere più efficace la risposta alle aggressioni e prevenire l'autoimmunità (sebbene alcune reazioni autoimmuni controllate siano parte della fisiologia della risposta immunitaria stessa). I fenomeni di controllo dell'autoimmunità vengono definiti tolleranza e si svolgono negli organi linfoidi primari (tolleranza centrale) durante la maturazione delle cellule del sistema immunitario e in periferia al termine di questo processo (tolleranza periferica). La maturazione dell'immunità specifica si svolge prevalentemente durante il primo anno, anche se in realtà prosegue per tutta la vita dell'individuo.
    • L'”istruzione” dei linfociti T (prodotti a livello midollare) avviene nel timo (che si atrofizza in genere dopo l'infanzia) e consiste in un rigidissimo processo di selezione delle varianti cellulari in grado di montare un TCR completo in grado di legare con affinità intermedia (cioè attraverso un legame reversibile e temporaneo) complessi MHC-antigene (peptidico), corrispondenti a (quasi) tutto il patrimonio self dell'individuo. I complessi MHC-antigene self vengono presentati da particolari APC (antigen presenting cells), che nell'ambiente timico sono stimolate a esprimere i prodotti del gene AIRE (autoimmune regulator). Quest'ultimo funge da derepressore genico, consentendo l'espressione di numerose classi di geni, normalmente attivi soltanto in alcune linee cellulari specializzate (muscolo, cellule beta pancreatiche...) e quindi teoricamente non soggetti a tolleranza immunitaria. Tutte le cellule che montano varianti di TCR non funzionali o autoreattive vengono eliminate per assenza di stimoli di sopravvivenza o per eccesso di stimoli pro-apoptotici (in realtà una parte di cloni moderatamente autoreattivi sopravvive in funzione dell'ampliamento della copertura “anticorpale” dell'organismo). La selezione dei linfociti T è particolarmente rigida poiché comprende anche le specie CD4+, che sono responsabili del coordinamento dell'intera risposta immunitaria.
    • I linfociti B si sviluppano e maturano nel midollo osseo, dove attraverso opportuni riarrangiamenti sviluppano numerose varianti di recettori delle cellule B (BCR). Queste strutture costituiscono i precursori di membrana dei futuri anticorpi (che sono invece rilasciati in forma solubile dalle plasmacellule) e come questi ultimi (e a differenza dei TCR) riconoscono gli antigeni in forma nativa e non nel contesto di una struttura MHC. I meccanismi di selezione dei linfociti B sono poco conosciuti, anche se è chiaro che si tratta di un processo estremamente meno rigido rispetto a quello dei linfociti T. Questo fenomeno si spiega con due ragioni:
      • i linfociti B dipendono dalla stretta interazione con i linfociti T CD4+ per la loro attivazione e maturazione definitiva in plasmacellule. Quindi se un linfocita B è autoreattivo, ma non viene attivato da un linfocita T autoreattivo per lo stesso antigene, non può attivarsi e dare autoimmunità
      • i linfociti B, non essendo limitati da MHC per il riconoscimento antigenico, possono riconoscere un numero molto più ampio di antigeni anche non peptidici. Quindi un'eliminazione rigida di tutti i cloni autoreattivi potrebbe limitare la risposta anticorpale in caso di aggressione.

Immunità specifica umorale[modifica | modifica wikitesto]

Nella difesa specifica umorale il ruolo fondamentale spetta agli anticorpi che sono prodotti dalle plasmacellule delle cellule derivate dalle cellule clone che a loro volta sono cellule derivate dai linfociti B.

Il processo di difesa umorale inizia quando un linfocita rileva un agente esterno grazie al suo recettore specifico, ossia che rileva uno ed un solo corpo esterno, (ci sono vari gruppi di linfociti B che hanno diversi recettori) e inizia la produzione di cellule clone che in parte saranno destinate alla memoria immunologica e in parte andranno a formare le plasmacellule. le plasmacellule poi produrranno gli anticorpi che si legheranno al corpo esterno bloccando i suoi siti attivi facilitando la fagocitosi da parte dei macrofagi.

Immunità specifica cellulare[modifica | modifica wikitesto]

È svolta dai linfociti T citotossici, che sono capaci di indurre apoptosi nelle cellule che presentano in superficie il complesso maggiore di istocompatibilità (MHC) di classe I associato allo stesso peptide che li ha attivati. Questo significa che riconoscono tutte le cellule che "mostrano" un'espressione di MHC + peptide diversa da quella delle cellule in salute ed uguale a quella che ne ha attivato l'attività citotossica. La cellula T citotossica si attacca alla cellula bersaglio con vari recettori, rilasciando vescicole contenenti Perforina, Granulisina e Granzimi. La Perforina ha un ruolo nell'indurre la morte cellulare, contrariamente a quanto si pensava fino a pochi anni fa e cioè che servisse a generare un poro di membrana nella cellula da uccidere. La Granulisina ha un'attività pro-apoptotica e microbicida. I Granzimi sono Serin/Treonin-Proteasi apoptotiche capaci di attivare la Caspasi 3 e di indurre la formazione del poro sulla membrana mitocondriale che determina la fuoriuscita del Citocromo C con conseguente attivazione definitiva dell'apoptosi.

Vaccinazione[modifica | modifica wikitesto]

Il sistema della vaccinazione (o immunizzazione attiva) è ideale per la profilassi in periodi di tranquillità, quando cioè non è necessario un meccanismo che si metta in moto immediatamente, in quanto la produzione di anticorpi necessita di un certo periodo di tempo (i primi anticorpi sono dosabili nel siero a partire dal 14º giorno dall'infezione con l'agente patogeno).

Patologie del sistema immunitario[modifica | modifica wikitesto]

Exquisite-kfind.png Lo stesso argomento in dettaglio: Malattie del sistema immunitario.

Alterazioni della funzionalità del sistema immunitario portano allo sviluppo di tre classi di malattie:

  • Immunodeficienze: sono patologie causate dalla mancanza o dall'inefficienza congenita (es. SCID, severe combined immunodeficiency) o acquisita per via infettiva (es. AIDS)/farmacologica (es. ciclosporina o corticosteroidi nei trapianti d'organo) di una o più branche del sistema immunitario. Le immunodeficienze si caratterizzano per l'aumentata suscettibilità a infezioni (anche di tipo opportunistico) e ad alcune patologie neoplastiche.
  • Malattie immuno-mediate: in questo caso il sistema immunitario è strutturalmente normale ma la sua funzionalità è esagerata, quindi difende oltre il dovuto l'organismo, l'integrità dell'organismo. Tra le malattie immuno-mediate è possibile distinguere:
    • Reazioni di ipersensibilità e Allergie: si tratta di patologie che si sviluppano quando il sistema immunitario è in attività anche contro sostanze che sono in realtà innocue (definite allergeni). La forma più comune (allergia in senso stretto o reazione d'ipersensibilità di tipo 1) è mediata da IgE e si associa all'attivazione dei mastociti.
    • Malattie autoimmuni: patologie in cui il sistema immunitario si attiva nei confronti del self distruggendolo. Una certa quota di autoimmunità è presente fisiologicamente ed è probabilmente indispensabile per il corretto svolgimento delle funzioni di difesa, mentre in questo caso l'attività anti-self è quantitativamente più significativa e soprattutto non è limitata temporalmente al contesto della normale risposta immunitaria ad agenti patogeni. Esempi di malattie autoimmuni sono il lupus eritematoso sistemico, l'artrite reumatoide, la spondilite anchilosante, la sclerosi multipla, il diabete mellito di tipo 1, l'epatite autoimmune.
  • Neoplasie del sistema immunitario. Gli intensi fenomeni replicativi che caratterizzano le cellule del sistema immunitario per tutta l'esistenza dell'individuo, rendono conto della frequenza relativamente elevata con cui si sviluppano neoplasie a carico della linea linfoide o mieloide.

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ Gregory Beck e Gail S. Habitat, Immunity and the Invertebrates (PDF), in Scientific American, vol. 275, nº 5, November 1996, pp. 60–66, DOI:10.1038/scientificamerican1196-60. URL consultato il 1º gennaio 2007.
  2. ^ O'Byrne KJ, Dalgleish AG, Chronic immune activation and inflammation as the cause of malignancy, in British Journal of Cancer, vol. 85, nº 4, Aug 2001, pp. 473–83, DOI:10.1054/bjoc.2001.1943, PMC 2364095, PMID 11506482.
  3. ^ Retief FP, Cilliers L, The epidemic of Athens, 430-426 BC, in South African Medical Journal = Suid-Afrikaanse Tydskrif Vir Geneeskunde, vol. 88, nº 1, Jan 1998, pp. 50–3, PMID 9539938.
  4. ^ Ostoya P, Maupertuis et la biologie, in Revue d'histoire des sciences et de leurs applications, vol. 7, nº 1, 1954, pp. 60–78, DOI:10.3406/rhs.1954.3379.
  5. ^ Plotkin SA, Vaccines: past, present and future, in Nature Medicine, vol. 11, 4 Suppl, Apr 2005, pp. S5–11, DOI:10.1038/nm1209, PMID 15812490.
  6. ^ The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1905 Nobelprize.org Accessed 8 January 2009.
  7. ^ Major Walter Reed, Medical Corps, U.S. Army Walter Reed Army Medical Center. Accessed 8 January 2007.
  8. ^ Elie Metchnikoff e Translated by F.G. Binnie., Immunity in Infective Diseases, Cambridge University Press, 1905, LCCN 68025143.
  9. ^ The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1908 Nobelprize.org Accessed 8 January 2007
  10. ^ Litman GW, Cannon JP, Dishaw LJ, Reconstructing immune phylogeny: new perspectives, in Nature Reviews. Immunology, vol. 5, nº 11, Nov 2005, pp. 866–79, DOI:10.1038/nri1712, PMC 3683834, PMID 16261174.
  11. ^ Restifo NP, Gattinoni L, Lineage relationship of effector and memory T cells, in Current Opinion in Immunology, vol. 25, nº 5, October 2013, pp. 556–63, DOI:10.1016/j.coi.2013.09.003, PMID 24148236.
  12. ^ Kurosaki T, Kometani K, Ise W, Memory B cells, in Nature Reviews. Immunology, vol. 15, nº 3, March 2015, pp. 149–59, DOI:10.1038/nri3802, PMID 25677494.
  13. ^ Smith A.D. (Ed) Oxford dictionary of biochemistry and molecular biology. (1997) Oxford University Press. ISBN 0-19-854768-4
  14. ^ Bruce Alberts, Alexander Johnson, Julian Lewis, Martin Raff, Keith Roberts e Peter Walters, Molecular Biology of the Cell, Fourth, New York and London, Garland Science, 2002, ISBN 978-0-8153-3218-3.
  15. ^ B Meresse, Celiac disease: from oral tolerance to intestinal inflammation, autoimmunity and lymphomagenesis, in Mucosal Immunology, vol. 2, nº 1, 2008, pp. 8-23.

Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]

  • Charles A. Janeway, Paul Travers, Mark Walport, Mark J. Shlomchik, Immunobiologia (3ª edizione italiana sulla 6ª inglese), Padova, Piccin, 2007, ISBN 88-299-1814-8.

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