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Concetti di base in immunologia

L’immunologia è lo studio delle difese dell’organismo contro le infezioni. È una scienza relativamente nuova; il suo fondatore può essere considerato Edward Jenner, il quale alla fine del 18° secolo dimostrò che l’inoculazione con il vaiolo vaccino poteva proteggere contro il vaiolo umano. Chiamò la sua procedura vaccinazione.
Nel 19° secolo Robert Koch dimostrò che le malattie infettive erano causate da microrganismi, ognuno dei quali era responsabile di una diversa malattia. Si conoscono quattro categorie principali di microrganismi infettivi, chiamati anche patogeni: virus, batteri, funghi e parassiti.
Le risposte che noi realizziamo contro le infezioni da parte di patogeni potenziali sono conosciute come risposte immunitarie. Abbiamo diversi tipi di risposte immunitarie: risposta immunitaria acquisita, la produzione di anticorpi contro un particolare patogeno o i suoi prodotti, si sviluppa quando l’individuo viene a contatto con un determinato agente infettivo; immunità protettiva, verso una seconda infezione dello stesso agente infettivo che dura tutta la vita; risposta immunitaria innata, sempre disponibile per combattere un’ampia gamma di patogeni, non porta all’immunità duratura e non è specifica per qualsiasi patogeno.
Anticorpi specifici possono essere indotti contro una vasta gamma di sostanze, gli antigeni, che possono stimolare la generazione di anticorpi.

Principi di immunità innata ed acquisita

Il corpo è protetto dagli agenti infettivi e dal danno che causano, da diverse cellule e molecole effettrici che insieme formano il sistema immunitario.
Funzioni della risposta immunitaria
Per proteggere l’individuo contro la malattia, il sistema immunitario deve svolgere quattro compiti principali:
- Riconoscimento immunologico: la presenza di un’infezione deve essere individuata; compito svolto dai globuli bianchi del sangue del sistema immunitario innato e dai linfociti del sistema immunitario acquisito.
- Contenere l’infezione e eliminarla porta in gioco le funzioni effettrici immunitarie, come il sistema del complemento delle proteine del sangue, gli anticorpi e le capacità distruttive dei linfociti e degli altri globuli bianchi.
- Regolazione immunitaria: deve essere tenuta sotto controllo in modo che essa non rechi danno all’organismo; il funzionamento difettoso di tale regolazione favorisce l’insorgenza di condizioni come l’allergia e la malattia autoimmunitaria.
- Protezione dell’individuo: dal ripetersi della malattia causata dallo stesso patogeno. Una caratteristica unica del sistema immunitario acquisito è la capacità di generare la memoria immunologica, di modo che dopo essersi esposto ad un agente infettivo un individuo mette a punto una risposta immediata e più forte contro qualsiasi esposizione successiva allo stesso agente.
Quando un individuo incontra per la prima volta un agente infettivo, le prime cellule che rispondono sono i leucociti fagociti, che fanno parte del sistema immunitario innato. Queste cellule sono capaci di ingerire ed uccidere i microbi producendo diversi prodotti chimici tossici e potenti enzimi degradativi.
Le risposte immunitarie innate avvengono subito dopo l’esposizione all’organismo infettivo; i linfociti hanno la capacità di riconoscere il particolare patogeno e focalizzare più efficacemente su di esso la risposta immunitaria. Queste cellule possono riconoscere e rispondere ai singoli antigeni mediante recettori dell’antigene molto specializzati che sono sulla superficie del linfocita.
Le cellule del sistema immunitario derivano da precursori nel midollo osseo.
La risposta immunitaria innata e quella acquisita dipendono dai globuli bianchi del sangue o leucociti; queste cellule hanno origine nel midollo osseo per poi migrare per proteggere i tessuti periferici: alcune si fermano nei tessuti, altre passano nel circolo sanguigno e in un sistema specializzato di vasi chiamato sistema linfatico, che li trasporta attraverso il corpo come linfa e poi li scarica nel circolo ematico.
Tutti gli elementi cellulari del sangue derivano dalle cellule staminali ematopoietiche del midollo osseo. Esse danno origine a cellule staminali con un potenziale di sviluppo più limitato, che sono gli immediati progenitori dei globuli rossi, delle piastrine e delle due categorie principali dei globuli bianchi, la serie linfoide e la serie mieloide.
La serie mieloide comprende la maggior parte delle cellule del sistema immunitario innato.
Il progenitore mieloide comune è il precursore di macrofagi, granulociti, mastociti e cellule dendritiche del sistema immunitario innato. I macrofagi risiedono in quasi tutti i tessuti e sono le forme mature dei monociti. Monociti e magrofaci costituiscono insieme uno dei tre tipi di fagociti del sistema immunitario: gli altri sono i granulociti e le cellule dendritiche.
I macrofagi sono cellule che vivono relativamente a lungo e svolgono parecchie funzioni diverse: una è quella di fagocitare e di far morire i microrganismi invadenti, quindi sono una prima difesa importante nell’immunità innata; eliminano i patogeni e le cellule infette colpite da una risposta immunitaria acquisita. Un ruolo aggiuntivo e fondamentale dei macrofagi è di orchestrare le risposte immunitarie, infatti aiutano ad indurre l’infiammazione, che è un prerequisito per una risposta immunitaria efficace, ed essi secernono proteine di trasmissione del segnale che attivano altre cellule del sistema immunitario per reclutarle in una risposta immunitaria.
I granulociti sono chiamati così perché hanno dei granuli colorabili nel loro citoplasma, sono anche chiamati leucociti polimorfonucleati per la forma strana dei loro nuclei. Hanno una vita relativamente breve e sono prodotti in un numero maggiore durante le risposte immunitarie. Ci sono tre tipi di granulociti: neutrofili, più numerosi e più importanti, catturano microrganismi diversi per fagocitosi e li distruggono nelle vescicole intracellulari, usando enzimi degradativi; eosinofili e basofili, importanti per la difesa contro i parassiti, che sono troppo grossi perché siano ingeriti dai macrofagi o dai neutrofili, inoltre sono coinvolti nelle reazioni infiammatorie allergiche, nelle quali i loro effetti sono dannosi piuttosto che protettivi.
I mastociti giocano un ruolo importante nella protezione delle superfici interne del corpo dai patogeni e sono coinvolti nella risposta ai vermi parassiti.
Le cellule dendritiche sono la terza classe di cellule fagocitiche del sistema immunitario; quelle immature migrano nel sangue dal midollo osseo fino ad entrare nei tessuti, assumono materiale corpuscolato con la fagocitosi e ingeriscono continuamente delle grandi quantità del liquido extracellulare e dei suoi contenuti con un processo chiamato macropinocitosi. Esse degradano i patogeni che ingeriscono. Maturano in cellule capaci di attivare i linfociti T, chiamate cellule che presentano l’antigene (APC), esponendo gli antigeni patogeni sulla loro superficie, in modo tale che i linfociti di questo tipo li possano riconoscere e possano rispondere.
La serie linfoide comprende i linfociti del sistema immunitario acquisito e le cellule natural killer dell’immunità innata.
Dal progenitore linfoide comune nel midollo osseo hanno origine i linfociti antigene-specifici del sistema immunitario acquisito ed anche un tipo di linfocita che risponde alla presenza di un’infezione, una cellula grande con un citoplasma granulare caratteristico, cellula natural killer (cellula NK), capace di riconoscere e far morire alcune cellule anormali.

Il sistema immunitario deve essere capace di mettere in atto una risposta immunitaria contro qualsiasi patogeno, i linfociti rendono questo possibile mediante i recettori dell’antigene molto diversi che sono sulla loro superficie, attraverso i quali essi riconoscono e legano l’antigene. In assenza in un’infezione, la maggior parte dei linfociti circolanti nel corpo sono piccole cellule, prive di caratteristiche. I linfociti che non sono stati ancora attivati dall’antigene sono conosciuti come linfociti naive, quelli che hanno incontrato il loro antigene, sono attivi e si sono differenziati ulteriormente in linfociti pienamente funzionali, conosciuti come linfociti effettori.
Ci sono due tipi di linfociti: linfociti B (cellule B), dopo che l’antigene si lega a un recettore della cellula B, sulla superficie della cellula stessa il linfocita prolifererà e si differenzierà in plasmacellula, che rappresenta i linfociti B in grado di produrre anticorpi, le molecole anticorpali sono note come immunoglobuline (Ig); linfociti T (cellule T), dopo che una cellula T è stata attivata dal suo primo incontro con l’antigene, prolifera e si differenzia in uno dei suoi diversi tipi funzionali di linfociti T effettori. Le funzioni delle cellule T rientrano in tre ampie classi: uccisione, le cellule T citotossiche fanno morire le cellule che sono state infettate; attivazione, le cellule T-helper forniscono segnali supplementari essenziali che attivano le cellula B stimolate dall’antigene a differenziarsi e produrre anticorpi; regolazione, le cellule T regolatrici sopprimono l’attività di altri linfociti e contribuiscono al controllo delle risposte immunitarie.

Nel corso di una risposta immunitaria, alcune delle cellule B e T attivare dall’antigene si differenziano in cellule della memoria, i linfociti che sono responsabili dell’immunità a lungo termine.
I linfociti maturano nel midollo osseo o nel timo e poi si raccolgono nei tessuti linfoidi distribuiti in tutti il corpo.
I linfociti circolano nel sangue e nella linfa e si trovano un gran numero nei tessuti linfoidi o negli organi linfoidi. Questi ultimi possono essere divisi in organi linfoidi centrali o primari (midollo osseo e timo), dove i linfociti sono generati; e in organi linfoidi periferici o secondari (linfonodi, milza, tessuti linfoidi delle mucose), dove i linfociti naive maturi sono mantenuti e dove iniziano le risposte immunitarie acquisite.
I linfociti sia B sia T hanno origine nel midollo osseo, ma solo i linfociti B vi maturano. I linfociti T precursori migrano al timo e vi maturano. Quando hanno completato la maturazione, entrambi i tipi entrano nel circolo sanguigno come linfociti naive. Circolano attraverso i tessuti linfatici periferici, nei quali inizia una risposta immunitaria acquisita se un linfocita incontra il suo antigene corrispondente.
La maggior parte degli agenti infettivi attiva il sistema immunitario innato e induce una risposta infiammatoria.
La cute e gli epiteli delle mucose che rivestono le vie aeree e l’intestino sono le prime difese contro i patogeni invasori e formano una barriera fisica e chimica contro l’infezione. I macrofagi che si trovano nei tessuti sono la prima linea di difesa contro i batteri, che essi riconoscono per mezzo dei recettori; il legame a questi recettori stimola il macrofago a fagocitare il batterio, a degradarlo internamente e a secernere proteine chiamate citochine, proteine che sono secrete dalle cellule e che influenzano il comportamento delle cellule vicine, e chemochine, proteine secrete che richiamano le cellule provviste di recettori, come neutrofili e monociti. Queste proteine iniziano il processo conosciuto come infiammazione, esso ha parecchi effetti benefici per combattere l’infezione in quanto recluta le cellule e le molecole dell’immunità innata al di fuori del circolo e all’interno del tessuto, aumenta il flusso della linfa che porta i microbi e le cellule che presentano l’antigene ai tessuti linfoidi vicini, dove attiveranno i linfociti e daranno inizio alla risposta immunitaria acquisita e infine, recluta gli effettori del sistema immunitario acquisito ( anticorpi e cellule T effettrici) nella sede dell’infezione.
L’infiammazione locale e la fagocitosi dei batteri invasori può essere innescata anche come conseguenza dell’attivazione di un gruppo di proteine, chiamato complemento, che porta ad una cascata di reazioni proteolitiche che riveste i microbi con frammenti del complemento, questi vengono riconosciuti e legati da specifici recettori del complemento presenti sui macrofagi e vengono quindi incorporati per fagocitosi e distrutti.
L’infiammazione è definita da quattro parole: calore, dolore, rossore e gonfiore.
I principali tipi cellulari osservati durante la fase iniziale della risposta infiammatoria sono i macrofagi ed i neutrofili, infatti sono chiamati anche cellule infiammatorie.
L’attivazione delle cellule specializzate nel presentare l’antigene è un primo passo fondamentale per l’induzione dell’immunità acquisita.
L’induzione della risposta immunitaria acquisita inizia quando un patogeno è ingerito da una cellula dendritica immatura presente nel tessuto infetto. Come i macrofagi ed i neutrofili, le cellule dendritiche immature hanno recettori specifici sulla loro superficie che riconoscono le caratteristiche comuni di molti patogeni, come il lipopolisaccaride batterico. Il legame di componenti microbiche a questi recettori stimola le cellule dendritiche a fagocitare il patogeno ed a degradarlo dentro la cellula. La principale funzione delle cellule dendritiche non è quella di distruggere i patogeni ma quella di portare gli antigeni dei patogeni agli organi linfoidi periferici per presentarli ai linfociti T, in modo da stimolare la loro proliferazione e la differenziazione nella loro forma funzionale completa finale.
Le cellule dendritiche attivate secernono citochine che influenzano sia la risposta immunitaria innata sia quella acquisita, e questo rende queste cellule fondamentali per determinare se e come il sistema immunitario risponde alla presenza di agenti infettivi.
I linfociti sono attivati dagli agenti e danno origine a cloni di cellule effettrici antigene-specifiche che mediano la risposta immunitaria acquisita.
Ogni linfocita naive esprime recettori specifici per una sola struttura chimica, ma ogni linfocita è tuttavia diverso dagli altri nella sua specificità recettoriale. La diversità di questi recettori è determinata da un unico meccanismo genetico, che opera nel midollo osseo e nel timo e genera varianti genetiche che codificano per la molecola recettoriale. Questo assicura che i linfociti nell’organismo portino tutti insieme milioni di recettori differenti specifici per ogni tipo di antigene: il repertorio recettoriale dei linfociti. Solo i linfociti che incontrano un antigene al quale il loro recettore si lega saranno attivati per proliferare e differenziarsi in cellule effettrici, quindi produrranno una progenie di cellule identiche, con un processo conosciuto come espansione clonale; questo clone di cellule identiche secerne anticorpi clonotipici con una specificità identica a quella del recettore di superficie.
La selezione clonale dei linfociti è il principio fondamentale dell’immunità acquisita.
I linfociti sono le unità della selezione clonale e la loro biologia è il centro del nuovo campo dell’immunologia generale.
La struttura della molecola dell’anticorpo illustra il problema centrale dell’immunità acquisita.
Gli anticorpi sono la forma secreta del recettore dell’antigene delle cellule B; sono prodotti in grande quantità come risposta all’antigene. Negli anticorpi vi è la presenza di due distinte regioni: una regione costante, che determina la funzione effettrice dell’anticorpo ossia come l’anticorpo dispone dell’antigene quando si è legato; e una regione variabile, che determina la specificità dell’anticorpo verso l’antigene, in un anticorpo ci sono due regioni variabili identiche e di conseguenza ha due siti di legame dell’antigene identici. Ogni molecola dell’anticorpo possiede assi di simmetria doppi ed è composta da due catene pesanti e da due catene leggere identiche. Sia le catene leggere che quelle pesanti contengono regioni variabili e costanti; le regioni variabili di entrambe le catene si combinano per formare il sito che lega l’antigene in modo specifico, così che entrambe le catene contribuiscono alla specificità del sito antigenico della molecola anticorpale.

Il recettore della cellula T è composto di due catene di dimensioni uguali, dette catene α e β del recettore della cellula T, ognuna delle quali si estende attraverso la membrana della cellula T. ogni catena ha una regione variabile ed una regione costante, e la combinazione delle regioni variabili delle catene crea un sito singolo per legare l’antigene. Il recettore della cellula non si lega direttamente alle molecole dell’antigene, ma riconosce frammenti dell’antigene legati sulla superficie di altre cellule.
Ogni linfocita che si sviluppa genera un recettore unico dell’antigene riarrangiando i segmenti genici del suo recettore.
Un numero finito di geni può codificare per un numero quasi infinito di recettori antigenici perché i geni della regione variabile delle immunoglobuline sono ereditati come un insieme di segmenti genici, ognuno dei quali codifica una parte della regione variabile di una delle catene polipeptidiche dell’immunoglobulina. Durante lo sviluppo delle cellule B nel midollo osseo, questi segmenti genici sono rimescolati con la ricombinazione del DNA, per formare un tratto o segmento di DNA che codifica per un’intera regione variabile; ogni cellula genera un unico gene per le regioni variabili delle catene leggere. Questo meccanismo ha tre importanti conseguenze: primo-da un numero definito e limitato di geni è generato un gran numero di proteine; secondo-ogni cellula assemblando una serie differente di segmenti genici esprime un unico recettore specifico; terzo-il riarrangiamento dei segmenti genici comporta un cambiamento irreversibile nel DNA cellulare, per cui tutta la progenie di quella cellula erediterà geni che codificano lo stesso recettore con quella particolare specificità.
I linfociti incontrano l’antigene e rispondono all’antigene negli organi linfoidi periferici.
Antigene e linfociti alla fine si incontrano negli organi linfoidi periferici: linfonodi, milza, tessuti linfoidi delle mucose. I linfociti maturi naive continuano a circolare attraverso questi tessuti, ai quali gli antigeni patogeni sono portati dalle sedi dell’infezione dalle cellule dendritiche. Quando sopravviene un’infezione in un tessuto come la cute, antigeni liberi e cellule dendritiche che portano l’antigene migrano attraverso i vasi linfatici afferenti alla sede dell’infezione nei linfonodi di drenaggio, ossia i tessuti linfoidi periferici dove essi attivano i linfociti antigene-specifici. I linfociti attivati vanno incontro ad un periodo di proliferazione e di differenziamento, dopo di che la maggior parte di queste cellule lascia i linfonodi come cellule effettrici, attraverso i vasi linfatici afferenti. Questo li fa tornare nel circolo sanguigno che li porta ai tessuti dove agiranno.
I linfonodi sono organi linfoidi molto organizzati che si trovano nei punti di convergenza dei vasi del sistema linfatico, l’ampio sistema che raccoglie il liquido extracellulare (linfa) dai tessuti e lo riporta al sangue. La linfa fluisce dai tessuti periferici per la pressione esercitata dalla sua produzione continua ed è trasportata attraverso i vasi linfatici.
I vasi linfatici afferenti drenano il liquido dai tessuti trasportando i patogeni e le cellule che portano l’antigene dai tessuti infetti ai linfonodi; le cellule dendritiche migrano nel linfonodo sotto l’influenza di chemochine chemiotattiche. Le stesse chemochine attraggono dal sangue anche i linfociti, che entrano nei linfonodi aprendosi al passaggio attraverso le pareti di vasi sanguigni specializzati detti venule con endotelio alto (HEV). I linfociti che migrano dal sangue nei linfonodi entrano prima nelle aree paracorticali; anche le cellule dendritiche che presentano l’antigene ed i macrofagi li localizzano lì, perché sono attivati dalle stesse chemochine. Questa presenza di antigene, di cellule che presentano l’antigene e di cellule T naive crea un ambiente ideale nella zona delle cellule T, nel quale le cellule T naive possono legare i loro antigeni e attivarsi. L’organizzazione del linfonodo, inoltre, assicura che le cellule B naive nei follicoli, passino attraverso le zone delle cellule T, dove esse possono incontrare sia il loro antigene sia le cellule T helper cooperanti e diventare attivate.
Nell’uomo la milza è un grande organo situato dietro allo stomaco. Non ha connessioni dirette con il sistema linfatico, ma raccoglie gli antigeni dal sangue ed è coinvolta nelle risposte immunitarie. I linfociti entrano ed escono dalla milza attraverso0 i vasi sanguigni. La maggior parte della milza è formata dalla polpa rossa, che è la sede dell’eliminazione dei globuli rossi; i linfociti circondano le arteriole che corrono nella milza formando invece la polpa bianca. La guaina di linfociti attorno ad un’arteriola è chiamata manicotto linfoide periarteriolare (PALS). Ad intervalli, lungo di essa, ci sono dei follicoli linfoidi che contengono cellule B. una zona marginale circonda il follicolo, contiene poche cellule T, è ricca di macrofagi e ha una popolazione residente di cellule B della zona marginale. I microbi che provengono dal sangue, gli antigeni solubili ed i complessi antigene-anticorpo sono filtrati dal sangue dai macrofagi e dalle cellule dendritiche immature all’interno della zona marginale.
La maggior parte degli antigeni entra nel corpo attraverso le superfici mucose; queste sono protette da un esteso sistema di tessuti linfoidi chiamato sistema immunitario delle mucose o MALT-tessuti linfoidi associati alla mucosa. I GALT-tessuti linfoidi associati all’intestino comprendono le tonsille, le adenoidi e l’appendice, e strutture specializzate chiamate placche di Peyer, nell’intestino tenue, che raccolgono gli antigeni dalle superfici epiteliali del tratto gastrointestinale tramite cellule epiteliali specializzate chiamate cellule M.
L’interazione con altre cellule e con l’antigene è necessaria per l’attivazione del linfocita.
Le risposte dei linfociti all’antigene hanno bisogno di un segnale che è determinato dal legarsi dell’antigene ai recettori del linfocita e da un secondo segnale, che è rilasciato da un’altra cellula per mezzo di molecole di superficie conosciute come molecole costimolatrici. Le cellule T naive sono di solito stimolate dalle cellule dendritiche, mentre per le cellule B naive il secondo segnale è rilasciato da una cellula T helper attivata.
Macrofagi e cellule B che presentano un antigene estraneo possono essere indotte ad esprimere molecole costimolatrici. L’induzione di molecole costimolatrici è importante per dare inizio ad una risposta immunitaria acquisita, perché il contatto con l’antigene senza la presenza di queste molecole inattiva i linfociti naive invece di attivarli e porta così alla delezione totale o ad uno stato inattivo conosciuto come anergia.
I linfociti attivati dall’antigene proliferano negli organi linfoidi periferici, generando cellule effettrici e memoria immunologica.
Per generare un numero di linfociti effettori antigene-specifici sufficiente per combattere un’infezione, un linfocita è attivato per prima cosa perché proliferi. Solo quando è stato prodotto un grande clone di cellule identiche queste alla fine si differenziano in cellule effettrici. Quando riconosce il suo antigene specifico su una cellula attivata che presenta l’antigene, un linfocita naive smette di migrare e si ingrossa. Entro poche ore le cellule assumono un aspetto completamente diverso e sono conosciute come linfoblasti. A questo punto i linfoblasti iniziano a dividersi, normalmente duplicandosi, cosicché un linfocita naive produce un clone di cellule figlie con specificità identiche; queste si differenziano poi in cellule effettrici. Nell caso delle cellule B, le cellule effettrici differenziate sono plasmacellule che secernono anticorpi; nel caso delle cellule T, le cellule effettrici sono cellule T citotossiche capaci di distruggere le cellule infette, o cellule T helper che attivano altre cellule del sistema immunitario. La prima risposta acquisita a un patogeno avviene parecchi giorni dopo che l’infezione è cominciata e che è stata individuata dal sistema immunitario innato. Nelle risposte immunitarie, alla fine muore la maggior parte dei linfociti generati dall’espansione clonale, tuttavia un numero notevole di cellule B e T attivate antigene-specifiche persiste dopo che l’antigene è stato eliminato, cellule conosciute come cellule della memoria e formano la base della memoria immunologica. Le caratteristiche di quest’ultima si riconoscono confrontando la risposta anticorpale di un individuo ad un’immunizzazione primaria, con la stessa risposta indotta nello stesso individuo da un’immunizzazione secondaria o di richiamo. La maggior affinità per l’antigene è detta maturazione dell’affinità, dato che l’affinità per l’antigene è progressivamente maggiore durante una risposta immunitaria.

I meccanismi effettori dell’immunità acquisita I recettori delle cellule B riconoscono gli antigeni dall’ambiente extracellulare e si differenziano in plasmacellule effettrici che secernono anticorpi nell’ambiente. I recettori delle cellule T sono specializzati per individuare gli antigeni che si sono formati all’interno delle cellule del corpo, alcune di esse uccidono direttamente le cellule infette, altre invece partecipano alle risposte contro i patogeni extracellulari interagendo con le cellule B per aiutarle a produrre anticorpi.
Gli anticorpi affrontano le forme extra-cellulari dei patogeni ed i loro prodotti tossici
Gli anticorpi si trovano nella componente liquida del sangue, il plasma, e nei liquidi extracellulari. L’immunità mediata dagli anticorpi è detta immunità umorale. Ci sono solo cinque forme maggiori della regione costante di un anticorpo e sono conosciute come classi anticorpali o isotipi. La regione costante determina le proprietà funzionali di un anticorpo o ognuna di queste classi svolge le sue funzioni impegnando un insieme distinto di meccanismi effettori.
Il primo modo ed il più diretto con il quale gli anticorpi possono proteggere dai patogeni o dai loro prodotti consiste nel legarsi a loro e quindi bloccare il loro accesso a cellule che potrebbero infettare o distruggere; fenomeno chiamato neutralizzazione, importante per la protezione contro i virus e contro le tossine batteriche.
Per i batteri, il legame con l’anticorpo non è sufficiente per impedire la loro replicazione. in questo caso, il compito degli anticorpi è di aiutare i fagociti (macrofagi o neutrofili) ad ingerire o distruggere il batterio. Molti batteri eludono il sistema immunitario innato, perché hanno un rivestimento esterno che non è riconosciuto dai recettori; tuttavia gli antigeni del rivestimento possono essere riconosciuti dagli anticorpi ed i fagociti hanno recettori che si legano allo stelo degli anticorpi portando alla fagocitosi. Il rivestimento di patogeni e di particelle estranee che avviene in questo modo è conosciuto come opsonizzazione.
La terza funzione degli anticorpi è l’attivazione del complemento; questo è attivato nell’immunità innata dalle superfici microbiche, senza l’aiuto degli anticorpi. Le regioni costanti degli anticorpi legati alle superfici batteriche formano recettori per la prima proteina del sistema del complemento, di modo che, dopo che gli anticorpi sono stati prodotti, aumenta l’attivazione del complemento. La funzione principale del complemento, come quella degli anticorpi, è di rivestire la superficie del patogeno permettendo ai fagociti di inglobare e di distruggere i batteri che altrimenti non sarebbero riconosciuti.

Le cellule T sono necessarie per controllare i patogeni intracellulari e per attivare le risposte delle cellule B verso la maggior parte degli antigeni.
Alcuni batteri e parassiti e tutti i virus si replicano all’interno delle cellule dove non possono essere individuati dagli anticorpi. La distruzione di questi invasori è compito dei linfociti T, da cui dipende la risposta immunitaria cellula-mediata dell’immunità acquisita. L’azione delle cellule T citotossiche è la più diretta, esse agiscono contro le cellule infettate da virus in quanto gli antigeni derivati dai virus, che si moltiplicano nell’interno della cellula, sono esposti sulla superficie delle cellule, dove sono riconosciuti dai recettori dell’antigene delle cellule T citotossiche. I linfociti T sono composti da due classi principali: una esprime sulla sua superficie la proteina cellulare di superficie chiamata CD8 e sono le cellule citotossiche; l’altra esprime una proteina chiamata CD4 e sono le cellule coinvolte nell’attivare cellule che esse riconoscono piuttosto che farle morire. Queste proteine sono importanti per la funzione delle cellule T in quanto contribuiscono a determinare le interazioni che le cellule T operano con altre cellule.
Le cellule T CD8 sono destinate a diventare cellule T citotossiche da quando lasciano il timo come linfociti naive.
Le cellule T CD4 naive possono invece differenziarsi in tipi diversi di cellule T effettrici, le più importanti sono le cellule T_H 1, le quali hanno un duplice ruolo: il primo è di controllare certe infezioni batteriche intracellulari e il secondo è di stimolare la produzione di anticorpi producendo segnali costimolatori ed interagendo con i linfociti B; e le cellule T_H 2, completamente dedicate all’attivazione delle cellule B naive per la produzione di anticorpi.
Le cellule T CD4 e CD8 riconoscono i peptidi legati a due classi diverse di molecole MHC .
Il riconoscimento dell’antigene è fondamentale per il riconoscimento corretto del bersaglio, ma quest’ultimo è assicurato anche da interazioni supplementari tra le molecole CD8 e CD4 sulle cellule T e le molecole MHC sulla cellula bersaglio, ossia proteine di membrana il cui dominio extracellulare forma una tasca nella quale si va a legare un frammento peptidico. Ci sono due tipi principali di molecole MHC: MHC di classe I e MHC di classe II, le differenze più importanti tra le due classi di molecole non sono nella loro struttura, ma nell’origine del peptide che intrappolano e trasportano sulla superficie. Le proteine MHC di classe I legano peptidi derivati da proteine sintetizzate nel compartimento citoplasmatico e sono quindi capaci di esporre sulla superficie cellulare frammenti di proteine virali. Le proteine MCH di classe II legano peptidi derivati da proteine contenute nelle vescicole intracellulari e quindi espongono peptidi derivati dai patogeni presenti nelle vescicole dei macrofagi o internalizzati da macrofagi e cellule B.
Una volta raggiunta la superficie cellulare con il peptide antigenico legato, le due classi di molecole MHC sono riconosciute da differenti classi funzionali di cellule T: CD8 si lega alle molecole MHC di classe I, CD4 invece alle molecole MHC di classe II. Quindi CD4 e CD8 sono conosciuto come corecettori, perché essi sono inscindibilmente coinvolti nel segnalare alla cellula T che il recettore ha legato l’antigene corretto.
I difetti del sistema immunitario aumentano la suscettibilità all’infezione
Ci sono persone che presentano difetti o deficienze da parte del sistema immunitario, nelle forme più gravi di queste immunodeficienze l’immunità acquisita è completamente assente e la morte avviene durante l’infanzia. Una forma di immunodeficienza devastante è la sindrome da immunodeficienza acquisita (AIDS), causata da agenti infettivi, i virus dell’immunodeficienza umana HIV-1 e HIV-2.
La comprensione della risposta immunitaria acquisita è importante per il controllo delle allergie, delle malattie autoimmuni, del rigetto del trapianto degli organi
Molte delle malattie di grande interesse clinico sono associate ad una normale risposta immunitaria diretta contro un antigene inappropriato. La risposta immunitaria in assenza di infezione è tipica delle allergie, nelle quali l’antigene è una sostanza estranea innocua; delle malattie autoimmuni, nelle quali la risposta è contro un antigene ‘self’; e del rigetto dei trapianti, nel quale l’antigene origina da una cellula estranea trapiantata. Gli antigeni principali che provocano il rigetto del trapianto sono le molecole MHC, perché ognuna di queste è presente in molte varianti diverse nella popolazione umana, sono quindi polimorfe. Il modo più comune per trattare queste risposte è la somministrazione di farmaci immunosoppressivi, i quali inibiscono tutte le risposte immunitarie, sia quelle desiderate che quelle indesiderate.

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