Il sistema immunitario: struttura, funzioni e meccanismi di difesa

Il sistema linfatico e la linfa

A livello dei capillari sanguigni, grazie alla pressione idrostatica, una parte di liquido diffonde nel tessuto extracellulare e poi alle cellule.

La linfa ha un aspetto lattiginoso per la presenza al suo interno di grassi e contiene cellule proteine.

Funzioni del sistema linfatico

Il sistema linfatico ha tre funzioni:

far fluire l’eccesso di liquido interstiziale;

trasportare i lipidi introdotti con l’alimentazione;

veicolare le risposte immunitarie. 


La circolazione linfatica inizia dai capillari linfatici, piccoli vasi diffusi in tutto il corpo tranne che nel sistema nervoso centrale, nel midollo osseo rosso e nei tessuti privi di capillari sanguigni.

Dai vasi linfatici la linfa passa in due canali:
•il dotto linfatico destro, che raccogli la linfa dal braccio destro, torace e cranio di destra;

•il dotto toracico, che raccogli la linfa dal resto del corpo e quindi rappresenta il dotto più grande e importante;
•poco prima del dotto toracico la linfa si raccogli in una struttura vascolare allargata, che raccogli la linfa dal tratto digestivo e dagli arti inferiori, la cisterna del chilo.

Entrambi questi dotti si riversano in due vene che si trovano sotto le clavicole, le vene succlavie, le quali a loro volta, confluiscono nella vena cava superiore.

Le stesse due pompe che consentono il ritorno del sangue venoso al cuore mantengono il flusso linfatico:

•la pompa muscolare scheletrica;

•la pompa respiratoria.

Struttura e funzione dei linfonodi

Situati strategicamente in mezzo a questo sistema di vasi ci sono i linfonodi, piccoli ammassi a forma di fagiolo, suddividono il vaso linfatico che li attraversa in afferente ed efferente, al proprio interno troviamo linfociti T e B, cellule dendritiche e macrofagi; il loro compito è quello di filtrare gli antigeni.

Nel nostro corpo ci sono diversi organi linfonodi che si possono suddividere in primari e secondari.

Organi linfoidi primari e secondari

Gli organi linfoidi primari sono deputati alla maturazione delle cellule linfoidi; essi sono il timo e il midollo osseo rosso, che è responsabile dell’emopoiesi.

Il timo è un organo posto dietro lo sterno e attivo soprattutto in età adolescenziale. Esso è ricoperto da una capsula che lo divide in 2 lobi timici, i quali a loro si dividono in lobuli che vanno a formare una zona corticale (esterna) e una midollare (interna). Nella corticale avviene la maturazione dei linfociti T mentre nella midollare troviamo il linfociti T maturi.

Gli organi linfoidi secondari sono quelli in cui troviamo i linfociti maturi; fanno parte di questi, oltre ai linfonodi, anche la milza e noduli linfatici.

La milza e i noduli linfatici

La milza è l’organo linfatico di maggiori dimensioni e si trova tra il diaframma e lo stomaco, essa è un organo particolare, importante sia per i globuli rossi sia per i globuli bianchi. Infatti da una parte filtra il sangue ed elimina i globuli rossi senescenti. Inoltre rappresenta una scorta di globuli rossi e piastrine e nel feto ha capacità emopoietiche.

La porzione della milza che presiede tali attività è la polpa rossa. Invece, il tessuto linfoide al suo interno, chiamato polpa bianca, intercetta gli agenti patogeni e attiva i linfociti e macrofagi presenti in questa porzione. Per la presenza di seni venosi in cui è presente molto sangue, la consistenza del suo tessuto è piuttosto friabile.

I noduli linfatici sono masserelle ovoidali di tessuto linfatico prive di capsula. Esempi di noduli linfatici sono le tonsille situate in una posizione strategica per la risposta immunitaria contro sostanze estranee inalate o ingerite, e le placche di Peyer, localizzate nella parte dell’intestino tenue, importanti perché bloccano i germi che attraversano l’apparato digerente.

Difese del corpo contro i patogeni

Il nostro corpo deve continuamente difendersi dai numerosi fattori, interni o esterni, che potrebbero danneggiare cellule e tessuti compromettendone la loro funzionalità. I principali tipi di organismi patogeni sono virus, batteri e parassiti. tra i parassiti ci sono alcuni protozoi, come il plasmodio della malaria, e certi funghi, ma anche animali pluricellulari, come i vermi, che danneggiano l’organismo ospite utilizzando le sue sostanze nutritive e riproducendosi al suo interno.

Immunità innata e acquisita

Nella specie umana una prima linea di difesa è costituita da un’elaborata rete di meccanismi che interagiscono tra loro e che comprendono sia barriere anatomiche, come la pelle, sia risposta non specifiche che distruggono in maniera indiscriminata il materiale estraneo con cui vengono a contatto. L’insieme di queste difese prende il nome di immunità innata.

Il sistema immunitario può però reagire anche in modo altamente specifico, dando luogo a reazioni mirate contro un determinato agente patogeno e messe a punto in base alle particolari caratteristiche di ciascun invasore. Tali risposte costituiscono l’immunità acquisita.

Ruolo dei globuli bianchi

Sia la risposta innata sia la più specifica risposta acquisita dipendono dall’interazione di numerose cellule, tra cui diversi tipi di globuli bianchi. Queste cellule hanno vita limitata e devono essere continuamente rimpiazzate. Tutti i diversi tipi di globuli bianchi derivano dalla divisione delle cellule staminali multipotenti che sono in grado di autoriprodursi e si trovano nel midollo osseo. L’immunità innata è caratterizzata da cellule quali i macrofagi, derivati a loro volta dai monociti, dalle cellule dendritiche e dai granulociti (neutrofili, basofili ed eosinofili). Nell’immunità squisita troviamo invece i linfociti B (e le plasmacellule da essi derivanti) e i linfociti T.

Barriere fisiche e chimiche

Quando un agente patogeno cerca di entrare all’interno del nostro organismo incontra una prima barriera costituita da un rivestimento esterno, la pelle, e uno interno, formato dalle mucose e dai succhi gastrici; inoltre, lacrime e saliva contengono un particolare enzima, il lisonzima, che è in grado di ostacolare l’ingresso di agenti patogeni aggredendone la parete cellulare. Altri due meccanismi aspecifici di difesa sono la defecazione e il vomito, processi con il quale il corpo espelle agenti patogeni e sostanze tossiche.

Ruolo delle cellule APC

Se un microrganismo riesce ad attraversare questa prima barriera incontra un secondo fronte difensivo costituito principalmente da cellule dendritiche e da un tipo di globuli bianchi che sono i macrofagi; tali cellule sono tipicamente localizzate in quelle zone del corpo dove è più facile incontrare agenti invasori, come epiteli a contatto con l’ambiente esterno o organi riccamente vascolarizzati ecc. Tali cellule svolgono principalmente 2 funzioni:

Demoliscono le particelle estranee dopo averle fagocitate per mezzo di speciali enzimi, come la protesi, o di sostanze ossidanti come il perossido d’idrogeno.

Una volta inglobato e rielaborato l’agente invasore viene esposto sulla superficie cellulare attraverso frammenti di proteine; le cellule in grado di presentare l’antigene vengono chiamate cellule APC.

Natural killer e risposta infiammatoria

Un altro gruppo di cellule con funzioni di difesa non specifica sono le natural killer; questi globuli bianchi sono importanti perché sono in grado di distruggere cellule che presentano sulla propria superficie anomalie, dovute per esempio al fatto di essere cancerose o infettate da virus. Oltre alle strategie di difesa messe in atto dalla prima barriera e dai fagociti, l’immunità innata comprende anche la risposta infiammatoria e l’azione di diverse proteine.

Meccanismi della risposta infiammatoria

La risposta infiammatoria è costituita da un insieme di eventi a seguito dei quali si verifica, nella zona interessata, un caratteristico arrossamento della pelle con conseguente dolore, calore e gonfiore.

Nella risposta infiammatoria si possono evidenziare diversi stadi:

1.viene rilasciata istamina dai mastociti, che determina un aumento della permeabilità e vasodilatazione;
2.fuoriescono le proteine coagulanti;

3.i fagociti vengono attratti per chemiotassi verso il sito danneggiato;
4.si forma un ammasso di cellule morte, detriti, liquidi e componenti del tessuto morto, che costituiscono il pus.

Febbre e sistema del complemento

La febbre indica una temperatura corporea anormalmente alta che si instaura durante le infezioni e i processi infiammatori.
È una risposta adattativa dell’organismo per favorire la guarigione.

Nel plasma sanguigno sono presenti diverse proteine che hanno un’importante funzione di difesa. Il sistema del complemento è costituito da una ventina di poterne che svolgono, interagendo tra loro, molteplici funzioni difensive contri l’aggressione di microrganismi patogeni, per esempio attirando i fagociti verso il sito dell’infezione o ricoprendo le cellule estranee affinché vengano riconosciute più facilmente dai fagociti. Nel meccanismo d’azione tipico del sistema del complemento, le proteine che lo compongono si attaccano alla membrana di cellule estranee o infette e vi praticano un’apertura che permette al liquido extracellulare di entrare, provocando la lisi osmotica della cellula patogena.

Citochine e loro funzioni

Un altro grande insieme di proteine coinvolte nella risposta innata è costituito dalle citochine, messaggeri chimici molto potenti prodotti non solo dai globuli bianchi, ma anche dai fibroblasti del tessuto connettivo, dalle cellule endoteliali e del sistema nervoso centrale; il loro compito è quello di sincronizzare le comunicazioni tra le varie componenti della risposta immunitaria. Tra le citochine che prendono parte all’immunità innata ci sono alcune interluchine, i fattori di necrosi tumorale e gli interferoni.

Interluchine e TNF

Le interluchine fungono da messaggeri chimici soprattutto tra le cellule adiacenti, ma possono condurre messaggi anche a cellule lontane.

I fattori di necrosi tumorale (TNF) sono segreti dai macrofagi e dai linfociti T in risposta all’azione di alcune interluchine. Il rilascio di questi fattori ha numerose conseguenze tra cui una maggiore produzione di proteine del complemento, l’innalzamento della temperatura corporea, una maggiore vasodilatazione u un aumento del tasso catabolico. Nelle infezioni gravi un eccesso di TNF porta allo shock settico, una risposta immunologica che può avere effetti mortali a causa di un forte calo della pressione sanguigna a livello di importanti organi come cuore, cervello e polmoni.

Interferoni e loro azione

Gli interferoni sono anch’essi un insieme di piccole proteine, che differisce dagli altri meccanismi di difesa del corpo per due aspetti: sono attivi solo contro i virus e non agiscono direttamente contro di essi, ma piuttosto stimolano le altre cellule del corpo a resistere ad essi. Quando una cellula è colpita da un virus libera interferoni che cominciano a interagire con i recettori di membrana delle cellule sane circostanti. Queste cellule così stimolate producono enzimi che arrestano la traduzione dell’RNA messaggero virale in proteine; sono sufficienti poche molecole di interferone per proteggere le cellule circostanti dall’infezione. Gli interferoni agiscono anche sui recettori di membrana di vari tipi di globuli bianchi, stimolando contemporaneamente sia la risposta infiammatoria sia quella immunitaria.

Attivazione della risposta immunitaria

Affinché si innesti una risposta immunitaria occorre innanzitutto che un antigene, ossia una molecola o struttura cellulare che il nostro organismo riconosce come non-self, incontri un linfocita e questo si attivi. In genere un antigene può possedere varie strutture molecolari (proteine o polisaccaridi), che vengono più specificamente chiamate determinanti antigenici.

Selezione clonale e risposta acquisita

Durante improprio sviluppo, ogni linfocita sintetizza un tipo di recettore di membrana che può legarsi solo ad una determinata tipologia di antigeni (recettore antigenico); la capacità di un linfocita di riconoscere un certo antigene e di distinguerlo da un altro dipende quindi dalla struttura tridimensionale dei suoi recettori di membrana. Il legame tra antigene e recettore da luogo all’attivazione del linfocita che comincia a dividersi ripetutamente. Il risultato è la formazione di tanti linfociti che presentano recettori identici a quello che aveva riconosciuto per primo l’antigene. Tali linfociti sono detti cloni e il processo con il quale si formano è chiamato perciò selezione clonale.

Risposta primaria e secondaria

La risposta acquisita del sistema immunitario contro le particelle strane differisce dalle altre difese del corpo per la sua alta specificità; infatti, è in grado di riconoscere un particolare invasore e di predisporre un attacco contro di esso. La risposta immunitaria prevede due fasi:

una risposta primaria, a breve termine, contro l’attacco iniziale di un invasore;

una risposta secondaria, a lungo termine, che fornisce una rapida difesa qualora lo stesso agente si dovesse ripresentare.

Infatti dopo la loro attivazione i linfociti danno sempre origine a due tipi di cellule : alcuni linfociti clonati diventano cellule effettrici che partecipano attivamente alla risposta immunitaria, e sono responsabili della risposta immunitaria primaria; altri invece si trasformano in cellule della memoria con il compito di riconoscere rapidamente l’antigene se si dovesse ripresentare; queste cellule sono responsabili della risposta immunitaria secondaria. Una volta sconfitto l’avete patogeno, tutte le cellule effettrici scompaiono allo scopo di evitare una risposta immunitaria eccessiva che possa recare danni all’organismo, mentre rimangono in circolazione solo le cellule della memoria.

Linfociti B e anticorpi

I linfociti B sono i principali protagonisti di un tipo di difesa immunitaria, detto risposta umorale caratterizzato dalla formazione di anticorpi, proteine globulari complesse che fanno parte di una famiglia di molecole chiamate immunoglobuline. Si conoscono attualmente diverse classi di immunoglobuline, che si distinguono in base alle specifiche caratteristiche della loro struttura, localizzazione e funzione. Le cinque classi presenti in tutti i mammiferi vengono indicate con le seguenti sigle: IgA, IgM, IgE, IgD, IgG; le gammaglobuline (IgG) sono quelle più numerose in quanto costituiscono quasi l’80% degli anticorpi presenti nel sangue.

I linfociti B sono piccoli e rotondi, non si dividono e sono metaforicamente inattivi.

Produzione di anticorpi e plasmacellule

Dalla superficie della membrana di ogni linfocita B sporgono particolari immunoglobuline che hanno una specifica struttura tridimensionale e funzionano da recettori; questi complessi molecolari sono inseriti nella membra attraverso una regione chiamata dominio transmembrana. Quando un particolare linfocita B incontra un antigene la cui superficie ha una struttura complementare a quella del suo recettore, esso aumenta di volume e al suo interno si osserva una maggiore produzione di proteine. Una volta attivati i linfociti B danno vita ad anticorpi analoghi a quelli presenti in partenza sulla loro membrana cellulare. Le cellule figlie prodotte dall’attivazione dei linfociti B sono le plasmacellule (cellule effettrici) e le cellule della memoria. Le plasmacellule sono in realtà fabbriche di anticorpi specializzati; gli anticorpi prodotti da un clone di plasmacellule saranno tutti uguali tra loro ma diversi dagli anticorpi prodotti da un altro clone, in quanto hanno la stessa struttura molecolare del recettore presente sulla membrana della cellula progenitrice. Via via che maturano, le plasmacellule si ingrandiscono e il nucleo in proporzione diventa più piccolo; una plasmacellula matura può produrre dai 3000 ai 30 000 anticorpi al secondo. Tuttavia però, ci vogliono all’incirca 5 giorni affinché una plasmacellula maturi, quindi, se il microrganismo è anch’esso in fase di moltiplicazione, ci vorrà un pò affinché il sistema immunitario possa combatterlo efficacemente. Gli antibiotici arrestano la moltiplicazione dei batteri consentendo a gli anticorpi di debellare più rapidamente l’infezione.

Ruolo delle cellule della memoria

Il secondo tipo di cellule prodotte dai linfociti B stimolati dagli antigeni sono le cellule della memoria. Anche queste cellule producono anticorpi, ma differiscono dalle plasmacellule in quanto sono più longeve: le plasmacellule vino solo pochi giorni, mentre le cellule della memoria continuano a circolare per periodi di tempo più lunghi, a volte per tutta la vita dell’organismo. In questo modo, qualora un certo agente patogeno dovesse penetrare nel corpo una seconda volta, avrebbe immediatamente inizio una produzione su larga scala di anticorpi contro l’invasore, in genere prevedendo di fatto ogni significativa moltiplicazione del microrganismo. L a rapida risposta delle cellule della memoria, grazie all’immediato rilascio di anticorpi senza la fase di selezione clonale intermedia, contrasta tanto efficacemente la successiva infezione che spesso l’individuo non si accorge nemmeno di essere stato contagiato.

Meccanismi d'azione degli anticorpi

In genere gli anticorpi agiscono contro gli invasori in tre modi differenti:

possono ricoprire le particelle estranee e provocarne l’agglutinazione in modo che i fagociti le possano inglobare;

possono combinarsi con queste particelle in modo da interferire con alcune loro attività vitali, per esempio ricoprendo l’involucro proteico di un virus nel punto in cui il virus si attacca alla membrana della cellula ospite (neutralizzazione);

essi stessi, in combinazione con altre componenti del sangue, come le proteine del complemento (fissazione del complemento) o le cellule natural killer, possono provocare la lisi e la distruzione delle cellule estranee.

Struttura degli anticorpi

La struttura della molecola di un anticorpo è costituita da due subunità identiche, ciascuna formata da una catena polipeptidica pesante e da una catena leggera. Sia le catene pesanti sia le catene leggere hanno regioni costanti e regioni variabili. Le regioni costanti sono tutte uguali per tutte e cinque i tipi di immunoglobuline; le regioni variabili formano due strutture tridimensionali tra loro identiche e altamente specifiche, esse presentano i siti di legame per quegli antigeni che hanno una struttura tridimensionale complementare.

Immunità attiva e passiva

La risposta da parte delle cellule della memoria è la fonte dell’immunità. Si ha un’immunità attiva quando, in risposta ad un antigene che proviene dall’esterno, il sistema immunitario si attiva. E’ anche possibile assumere anticorpi precostituiti dall’esterno, tramite quella che è definita immunità passiva, la quale si può suddividere in naturale e artificiale. Un esempio di immunità passiva naturale è rappresentato dagli anticorpi che il feto assume tramite la placenta e da quelli che il neonato assume grazie al latte materno.

L’immunità passiva artificiale è quella che si attiva in caso di iniezioni di siero ricco di anticorpi eseguite per esempio contro la tossina tetanica o contro il virus della rabbia. In questo caso gli anticorpi provenienti dall’esterno funzioneranno solo per la durata della loro vita in circolo poiché l’organismo che li assume non avendoli creati non manterrà una memoria efficace per il futuro.

Vaccini e loro funzionamento

I vaccini possono essere di diversa natura, ma si basano tutti sul principio di rendere il sistema immunitario in grado di metter n atto una risposta prima che l’individuo si ammali. Ciao è possibile somministrando l’antigene, indebolito tanto da essere incapace di determinare l’insorgere della malattia, in modo da indurre la formazione di cellule della memoria. Per fare in modo che l’individuo sia in grado di produrre anticorpi contro un determinato antigene si possono somministrare:

agenti patogeni molto simili a quelli naturali, ma meno virulenti in quanto attenuati col calore o con i raggi uv, si usano vaccini con virus attenuati per malattie come il morbillo e la rosolia;

agenti patogeni uccisi, come in uno dei due tipi di vaccini contro la poliomielite, in genere questi vaccini assicurano una maggiore sicurezza perché non inducono neppure una forma lieve della malattia;

parti di virus assemblati in laboratorio che danno origine ad una risposta immunitaria senza il pericolo che l’agente virale possa riprodursi, questo è il caso dei vaccini contro l’epatite B e l’influenza;

tossine estratte da batteri patogeni ma inattivate, con le quali si preparano i vaccini contro tetano, difterite, pertosse e pneumococco.

Oggi per la preparazione dei vaccini si ricorre sempre più spesso alle tecniche del DNA ricombinante che consentono di sintetizzare proteine antigeniche purificate identica a quelle presenti sulla superficie degli antigeni patogeni. In generale le vaccinazioni necessitano di essere ripetute più volte nell’arco della vita, i cosiddetti richiami.

Linfociti T e loro funzioni

Oltre alla risposta immunitaria basata sull’azione degli anticorpi, esiste un altro meccanismo immunitario, altamente specifico, che è innescato da una classe diversa di linfociti, il linfociti T. Mentre gli anticorpi prodotti dai linfociti B combattono principalmente virus e batteri, oltre alle tossine da essi prodotte, i linfociti T interagiscono con le cellule del nostro corpo che risultano infettate o comunque alterate.

Classi di linfociti T

A seconda della loro funzione sono note due principali classi di linfociti T: i linfociti T helper, che svolgono essenzialmente una funzione di cooordinamento della risposta immunitaria controllando l’azione delle cellule coinvolte (compresi i linfociti B), e i linfociti T citotossici, che demoliscono direttamente le cellule estranee, come i protisti e i funghi parassiti, ma attaccano anche le cellule del nostro corpo che hanno un aspetto anomalo, come quelle cancerose, o come quelle infettate da microrganismi o virus.

Maturazione dei linfociti T

I linfociti T, come i globuli rossi e bianchi, derivano dalle cellule staminali del midollo osseo. Nella specie umana, all’inizio dell’ottava settimana de gestazione, i precursori dei linfociti T si muovono verso il timo del feto, all’interno del quale subiscono un complesso presso di differenziamento, selezione e maturazione.

Ruolo delle glicoproteine CD4 e CD8

Il differenziamento coinvolge la sintesi di molti tipi diversi di glicoproteine di membrana che vengono esibite sulla superficie del linfocita T maturo e determinano sia la sua funzione sia la sua specificità antigenica. Le principale glicoproteine di membrana, chiamate CD4 e CD8, si distinguono per forma e localizzazione: la molecola CD4 caratterizza i linfociti T helper, mentre la molecola CD8 è presente sulla membra dei linfociti T citotossici. Queste glicoproteine di membrana sono i recettori per mezzo dei quali i linfociti T riconoscono sia le cellule del proprio corpo sia gli agenti estrane esposti su queste cellule .

Analogamente alle immunoglobuline dei linfociti B, i recettori dei linfociti T sono formati da due diverse catene polipeptidiche costituite da regioni variabili, che riconoscono l’antigene, e regioni costanti.

Funzioni dei linfociti T attivati

Il compito dei linfociti T è analogo a quello dei linfociti B e consiste nell’identificare e legarsi agli antigeni che hanno una configurazione tridimensionale complementare a quella dei propri recettori. Anche il meccanismo di risposta è simile e ne conseguono il differenziamento e la proliferazione del linfocita, con la produzione di cloni di cellule attivate e di cellule della memoria. Le funzioni dei linfociti T attivati, tuttavia, sono del tutto diverse da quelle delle plasmacellule che si formano per attivazione dei linfociti B.

Ruolo del complesso MHC

Studi sulle funzioni dei linfociti T e sui rigetti nei trapianti di tessuti hanno rivelato che il riconoscimento delle cellule nucleare del nostro corpo dipende dalla presenza sulla loro superficie di un gruppo di glicoproteine. Le componenti proteiche di queste molecole sono codificate da un gruppo di geni che viene denominato complesso maggiore di istocompatibilità o MHC.

La presenza sulla membrana delle proteine codificate dai geni MHC ha dunque la funzione di distinguere le cellule di un individuo, definite self, da quelle estranee, definite non self, che avendo molecole MHC diverse vengono selezionate per essere eliminate.

La sequenza di DNA corrispondente al MHC è costituita nella popolazione umana da una trentina di geni, ciascuno dei quali presenta numerose forme allergiche; pertanto il numero di combinazioni è elevatissimo e per questo non si possono mai trovare due persone, a meno che non siano gemelli omozigoti, con lo stesso complesso MHC.

I recettori dei linfociti T non possono legarsi a gli antigeni a meno che essi non compaiano insieme alle molecole proteiche MHC self che sono presenti sulle membrane cellulari.

I recettori dei linfociti T riconoscono solo questo complesso antigene-proteine MHC.

Classi di MHC e loro funzione

A seconda sia della struttura sia della funzione si possono distinguere due classi principali di MHC, note semplicemente come classe I e classe II:

le MHC di classe I si trovano su tutte le cellule del corpo e fanno in modo che queste siano riconosciute dai recettori CD8 dei linfociti T citotossici;

le MHC di classe II si trovano solo sulle cellule del sistema immunitario e vengono riconosciute dai recettori CD4 dei linfociti T helper.

La caratteristica più interessante della loro struttura è la presenza di un solco sulla superficie esterna della molecola; il solco delle molecole di classe I è chiuso ad entrambe le estremità ed è proprio della misura esatta per contenere un peptide composti da 12-20 amminoacidi, mentre il solco delle molecole di classe II, essendo aperto a entrambe l’estremità, può contenere un peptide più lungo.

Dal punto di vita funzionale i linfociti T più semplici dono i linfociti T citotossici; come abbiamo visto essi agiscono su tutte le cellule nucleate del corpo in quanto riconoscono sulla loro superficie le molecole MHC di classe I. I linfociti T citotossici hanno il compito di demolire le cellule che sono diventate cancerose o sono state infettate da un microrganismo estraneo, per esempio un virus. Queste cellule sono riconoscibili da quelle sane perché presentano molecole considerate non self.

A differenza delle cellule APC, ossia quelle cellule che, come i macrofagi o le cellule dendritiche, abbiano ingerito microrganismi estranei e ne presentino alcuni frammenti peptidici, gli antigeni esposti insieme alla molecola MHC sulla superficie cellulare si formano all’interno delle cellule stesse e sono detti endogeni. Nelle cellule infettate da virus, le molecole estranee sono le proteine virali che vengono sintetizzate dalle cellule ospiti su istruzione del microrganismo stesso mentre nelle cellule cancerose gli antigeni sono i prodotti codificati da alcuni geni che, avendo subito una mutazione, forniscono istruzioni sbagliate per la sintesi proteica.

Attivazione dei linfociti T citotossici

Quando un linfocita T citotossico riconosce il complesso formato dalla molecola MHC di classe I e dall’antigene estraneo, si lega ad esso mediante il suo recettore CD8 e prolifera dando origine sia ad un clone di linfociti attivati, che attaccano e pisano le cellule infette, sia a cellule della memoria, che sono inattive durante la fase iniziale dell’infezione, ma vengono rapidamente attivate da qualsiasi successiva esposizione allo stesso antigene. I linfociti T citotossici attivati rilasciano anche potenti sostanze chimiche, le linfochine, che attirano i macrofagi e stimolano la fagocitosi. Inoltre alcuni linfociti T citotossici, detti killer, secernono tossine che distruggono direttamente le cellule bersaglio, mentre altri secernono interferone.

In questo modo un’intera batteria di difese si mobilita grazie all’attivazione di questo tipo di linfociti T.

Regolazione dei linfociti T helper

Le attività dei linfociti T citotossici, così come quelle dei linfociti B, sono regolate dai linfociti T helper. Questi linfociti sono caratterizzati dai recettori CD4, che riconoscono e legano gli antigeni estranei esibiti in associazione alle molecole MHC di classe II dell’individuo; tali combinazioni si trovano solo sulla superficie dei linfociti B o delle cellule APC.

Quando un linfocita T helper incontra un macrofago che presenta sulla sua superficie una combinazione antigenica alla quale si possa legare, esso si attiva e incominci a produrre sia cloni di cellule della memoria e di linfociti helper attivi sia grandi quantità di citochine. Queste proteine sono importanti perché agiscono come ormoni stimolando il differenziamento e la proliferazione de linfociti B e T citotossici attivati.

Anche il legame diretto dei linfociti T helper ai linfociti B che espongono l’antigene è una tappa fondamentale nella produzione di plasmacellule e di cellule della memoria in quanto la completa attivazione dei linfociti B dipende non solo dalla loro esposizione agli antigeni complementari ai propri recettori, ma anche dalla loro interazione coi linfociti T helper.

Ruolo dei linfociti T soppressori

Quando un infezione è stata sconfitta, l’attività dei linfociti B e T viene bloccata grazie all’azione di particolari linfociti T detti soppressori, in quanto sopprimono la risposta immunitaria. Alcuni di questi bloccano le risposte immunitarie nei confronti di tutti gli antigeni, in maniera aspecifica, mentre altri bloccano selettivamente le risposte immunitarie. In realtà, non è ancora del tutto chiaro il meccanismo d’azione di questi linfociti né se formino effettivamente una classe distinta dagli helper e dai citotossici.

Processazione e presentazione degli antigeni

La processazione degli antigeni è il meccanismo con cui le proteine antigeniche vengono degradate e combinate con le molecole di MHC.
La presentazione è quando il complesso antigene-MHC è inserito nella membrana plasmatica di una cellula somatica.

Una speciale categoria di cellule chiamate cellule che presentano l’antigene (APC) processano e presentano l’antigene.

I passaggi della presentazione e della processazione sono:
•fagocitosi dell’antigene;
•digestione dell’antigene in frammenti;

•sintesi di molecole dell’MHC;
•fusione delle vescicole;
•legame dei frammenti antigenici all’MHC;

•inserimento del complesso antigene-MHC nella membrana plasmatica.

Per l’attivazione di un linfocita T sono necessari due segnali:
•il riconoscimento di un antigene processato presentato da un APC;
•la costimolazione.

Un comune costimolatore è l’interleuchina 2 (IL-2).

Immunoglobuline e loro funzioni

Le immunoglobuline A (IgA) sono un gruppo di anticorpi presente soprattutto nelle secrezioni esterne, come saliva, lacrime, secrezioni genitourinarie, muco intestinale e bronchiale, colostro e latte materno. Rappresentano un importante mezzo di difesa contro le infezioni locali, impedendo la colonizzazione da parte dei patogeni.

Il ruolo delle immunoglobuline D (IgD) non è ancora stato pienamente chiarito.

Le immunoglobuline E (IgE) sono associate alle reazioni allergiche; il loro legame con i recettori dei mastociti provoca infatti la massiccia liberazione di mediatori dell'infiammazione, prima tra tutti l'istamina. Le immunoglobuline E sono estremamente importanti anche nella protezione contro le infestazioni parassitarie.

Le immunoglobuline G (IgG) rappresentano circa il 75% degli anticorpi plasmatici dell'adulto e costituiscono il fulcro delle risposte immunitarie secondarie (quelle che intervengono nei casi in cui vi sia già stato un precedente incontro con l'antigene). Hanno un'azione difensiva di particolare efficacia: possono neutralizzare diverse tossine, impediscono ai virus di colonizzare le cellule e facilitano la fagocitosi batterica. Durante la gravidanza, la madre trasmette al feto le proprie IgG attraverso la membrana placentare, conferendo al neonato una certa immunità durante i primi 3-4 mesi di vita.

Le immunoglobuline M (IgM) sono anticorpi attivi contro gli antigeni dei gruppi sanguigni e sono associati alla risposta immunitaria primaria (esposizione iniziale all'organismo estraneo); hanno quindi una bassa affinità e intervengono per prime al contatto con un nuovo organismo estraneo. I linfociti B maturi, che non sono mai stati esposti ad un antigene, sono conosciuti come "linfociti naive" e sulla propria superficie cellulare esprimono solamente l'isoforma IgM.