immunologia veterinaria ed immunodiagnostica

Ora dobbiamo capire come i buoni partecipano alla battaglia Zan zan zaaaaaan

Nei giochi di civilizzazione una delle cose essenziali è comporre l’esercito.

Per organizzare un sistema difensivo dobbiamo:

• Alziamo delle mura con delle porte, delle barriere protettive, teoricamente insormontabili.
• Creare un esercito con un addestramento che avviene all’interno delle mura nel campo militare e la caserma la metto al centro.
• Le truppe vengono disposte lungo il perimetro focalizzate laddove ci sono le porte d’entrata.
• Costruire delle vie di comunicazione per far sostare agevolmente le truppe e permettere la comunicazione tra periferia e centro per velocizzare i processi di difesa e far in modo che gli allarmi arrivino velocemente in centro in modo che altri soldati possano accorrere presso il luogo d’intervento.

Nell’ipotetico regno di Francesco ci sarà tra le primarie esigenze quella di eleggere il ministro della difesa, cioè il difendersi nei confronti di bioaggressori diventa un’esigenza di tutti gli organismi viventi. Anche i batteri si difendono con gli enzimi di restrizione: quando arriva ad un batterio dell’acido nucleico virale esogeno non metilato viene sottoposto in modo automatico agli enzimi di restrizione che lo tagliano e lo ammazzano.

Per organismi superiori risulta strategico il difendersi dai batteri e mettono in moto meccanismi molto sopraffini, evoluti e ridondanti di sistemi di controllo perché un sistema difensivo per difendersi distrugge, per distruggere servono delle armi, ma queste armi possono essere indirizzati verso il patogeno oppure è facile che si indirizzino verso il soggetto stesso, possono far male al patogeno così come possono far male al soggetto che le produce. Per questo i sistemi di difesa vengono considerati ridondanti nei termini di controllo e feedback negativo.

L’immunità viene definita come lo stato di resistenza o insensibilità a molecole, microrganismi o cellule estranee.

Per molecole si possono intendere molecole prodotte dai microorganismi.

Per immunità verso cellule estranee si intendono anche i meccanismi che intervengono in situazioni non troppo naturali tipo il rigetto dei trapianti.

L’immunità naturale è quella che ci salva la pelle ogni minuto che passa. Poi interviene il resto del libro.

Come si difende l’organismo?

I primi meccanismi di difesa sono le difese costituzionali innate aspecifiche. Un ruolo chiave in caso di aggressione è giocato dalle barriere chimico-fisiche e dalla popolazione di batteri commensali.

L’organismo mette in atto dei meccanismi molto rapidi come prima linea di difesa contro gli invasori. Il più importante di questi sistemi innati è l’infiammazione. Le cellule che per prime riconoscono e rispondono ai microorganismi invasori sono le cellule sentinella e cioè macrofagi, cellule dendritiche e mastociti, con una conseguente produzione di citochine pro infiammatorie che servono da segnale di allarme per il sistema immunitario per la presenza di un’aggressione.

Essendo non infallibile l’immunità innata, esistono ulteriori meccanismi di difesa di secondo intervento, adattivi e altamente specifici.

Per stimolare questa seconda linea di difesa, il materiale estraneo deve essere catturato, processato e presentato in modo corretto a cellule che lo possano riconoscere, dare il via ai processi difensivi e distruggere: la responsabilità di questo passaggio chiave è affidata alle cellule presentanti l’antigene APC, attivate dagli stessi stimoli che attivano l’infiammazione.

Una volta eliminato l’aggressore l’organismo si può dedicare allo sviluppo di un’immunità adattiva che servirà in caso di secondo attacco da parte dello stesso aggressore. Quest’ultima è rappresentata da sistemi molto elaborati che coinvolgono sia elementi cellulari (linfociti) sia prodotti solubili (anticorpi, citochine e altri fattori umorali) che, nel loro complesso costituiscono il sistema immunitario nel senso stretto. La peculiarità dei sistemi di difesa di secondo intervento è quella di essere altamente specifici: sono rivolti verso una sola entità estranea.

Barriere ai patogeni

Iniziamo a vedere le mura di cinta. Il concetto del fuori e del dentro.

Le mucose intestinale, respiratoria (sino ad un certo punto) e urogenitale costituiscono un fuori, non un dentro.

Difatti sulla superficie mucosale intestinale, urogenitale e sulla cute è presente un’abbondante flora microbica.

A livello delle vie respiratorie il fuori arriva sino ad un certo punto, dopo di che si entra nel polmone, il quale è un dentro, e infatti dentro si difende con meccanismi diversi rispetto alle superfici respiratorie. Le superfici sia cutanea che mucosale diventano le nostre mura invalicabili.

Cute e superfici mucosali

La pelle integra perché è invalicabile? Perché è impermeabile. Perché la crema si assorbe? Perché è a base lipidica.

La cute per definizione può definirsi integra con certezza? No. Tagli, microtagli, punture di insetti ematofagi, lesioni e punture garantiscono la possibilità che i microorganismi possano superare la barriera.

La superficie della pelle è acida, questo comporta un controllo delle proliferazioni microbiche.

Anche l’interno del derma è acido, tale per cui la soluzione di continuo che mi si infetta rappresenta un ambiente sfavorevole alla proliferazione microbica.

Disfunzioni del PH delle superfici possono causare dismicrobismi e avrò una diminuzione del potere di controllo delle flore microbiche.

È stato descritto un tessuto linfoide intimamente associato alla cute chiamato SALT (skin-associated lymphoid tissue) ed identificato un vero e proprio sistema immunitario indipendente localizzato a livello cutaneo, chiamato SIS (Skin Immune System). I cheratinociti possono accorgersi della presenza di un patogeno e mediare la risposta immunitaria in modo tale da tollerare antigeni innocui e combattere quelli pericolosi. Sono dotati di recettori TLR che riconoscono gli antigeni PAMP con conseguente attivazione di una risposta immunitaria. I cheratinociti producono inoltre diversi peptidi e ad attività antimicrobica (defensine e catelicidine) e diverse citochine e chemochine. Esprimono inoltre molecole MHC2 e possono quindi agire come cellule presentanti l’antigene non professioniste. Le cellule dendritiche sono dei veri cani da guardia, sono infatti tra le prime cellule a venire in contatto con gli antigeni microbici che vengono catturati e processati, migrano quindi ai linfonodi regionali dove presentano l’antigene ai linfociti T e possono dare il via ad una risposta immunitaria o smorzarla, inducendo tolleranza. A livello dermico si ritrovano inoltre diversi macrofagi residenti, mastociti e circa il doppio dei linfociti T rispetto al sangue.

Apparato gastroenterico

Per quanto riguarda l’apparato gastroenterico, la presenza di enzimi nel cavo orale, nello stomaco e nell’intestino si oppone all’ingresso di antigeni. La saliva è ricca di lisozima e IgA, le tonsille pure producono IgA, ma avendo un epitelio molto sottile sono molto sensibili alle invasioni microbiche.

Il PH dello stomaco dei monogastrici è decisamente acido ed è una barriera importantissima a virus e batteri perché vengono deteriorati e causerà almeno una diminuzione delle cariche infettanti ingerite.

La peristalsi intestinale, l’elevata quantità di lisozima prodotto dalla mucosa gastrica e dai macrofagi della mucosa intestinale, le IgA presenti nei fluidi intestinali e l’abbondante flora microbica commensale partecipano attivamente alla protezione dell’intestino. Anche vomito e diarrea altro non sono che meccanismi messi in atto dall’organismo per liberarsi degli aggressori. I movimenti di peristalsi intestinale fanno sì che il contenuto intestinale sia rimosso, passeranno 1, 2, o 3 giorni ma dopodiché esce fuori.

Il rinnovamento intestinale fa sì che ogni 48 ore i piani si distacchino, quindi i microorganismi che avevano adesi saranno rimossi.

Sulla superficie della mucosa intestinale è presente il muco che contiene IgA e lisozima.

Il lisozima è un enzima prodotto dai granulociti neutrofili e dai monociti macrofagi, presente in tutti i fluidi corporei ad eccezione del liquido cefalorachidiano e delle urine. Ha una spiccata attività battericida in quanto scinde la parete batterica nelle sue due componenti acido muramico e glucosamina, è attivo anche verso i gram negativi e alcuni virus, funge inoltre da potente opsonina in quanto legandosi alla superficie batterica ne facilita la fagocitosi.

Le flore microbiche tengono sotto controllo i batteri perché vanno a competere sulle risorse trofiche per cui i batteri non possono moltiplicarsi, vi è anche competizione sui recettori per cui una volta attaccati dalla flora microbica i patogeni non avranno recettori a disposizione.

La flora batterica normale è strategica per impedire l’attecchimento di altri germi e la loro moltiplicazione -> Competizione recettoriale e trofica.

A livello intestinale esistono due possibili vie attraverso cui i microorganismi e le molecole possono superare una barriera intestinale intatta ed essere portati a livello dei tessuti linfoidi. Una via coinvolge delle cellule epiteliali specializzate, le cellule M, che si trovano nell’epitelio giusto sopra gli aggregati linfoidi o le placche di Peyer. L’altra prevede l’intervento delle cellule dendritiche che risiedono nella sottomucosa ma che estendono i loro processi tra gli enterociti fino al lume intestinale: in questo modo, le giunzioni occludenti tra gli enterociti rimangono intatte, ma campioni di antigene possono essere fagocitate dalle cellule dendritiche ed essere traportate fino al tessuto linfoide sottostante. La parete intestinale contiene molti linfociti B e T.

Apparato respiratorio

A livello respiratorio i microorganismi si disperdono lungo il tratto respiratorio composto dalle vie aeree superiori (nasali, faringe, laringe, trachea, bronchi, bronchioli). Le particelle sospese nell’aria entrano nelle vie respiratori superiori e vengono rimosse innanzitutto dalla turbolenza causata dalla conformazione anatomica dei turbinati, della trachea e dei bronchi, che le spinge contro pareti ricoperte in muco, dove aderiscono.

La flora commensale presente dal naso-faringe fino ai bronchi costituisce un microecosistema specifico per l’ospite e il suo ambiente che contribuisce ad attivare le cellule effettrici dell’immunità aspecifica e specifica. Le immunoglobuline sintetizzate in questi tessuti sono IgA a livello di vie aree superiori e IgG ed IgE a livello di bronchioli ed alveoli.

L’epitelio di queste è composto da cellule ciliate che in pratica prendono e spostano il muco in modo ascensionale, per cui i microorganismi e le particelle fino a 5 micron vengono conglutinati nel muco che grazie alle ciglia viene mosso in modo ascensionale e viene portato in faringe e poi o viene deglutito o espettorato. Una volta in stomaco muoiono quasi tutti a causa del PH.

I sciroppi fanno sì che si produca più muco che possa pulire meglio le superfici respiratorie. La tosse secca è improduttiva e va cambiata in grassa perché pulisce.

Quando l’ascensore muco-ciliare non funziona ce ne accorgiamo.

Il muco contiene molte molecole antimicrobiche come defensine, catelicidine, lisozima, lattoferrina, fosfolipasi, monossido d’azoto ed IgA.

Il battito delle ciglia può essere bloccato da alcuni agenti infettivi che aderiscono a dei recettori presenti sulle ciglia, da inquinanti atmosferici (fumo di sigaretta, microparticelle di idrocarburi) o da alcuni farmaci (barbiturici, anestetici).

Le particelle più piccole di 5 micron possono bypassare questo sistema di difesa e raggiungere gli alveoli polmonari, dove vengono fagocitati dai macrofagi alveolari che quindi prendono l’ascensore fino alla faringe dove possono essere eliminati, rappresentano il 90% della popolazione cellulare alveolare.

Apparato urogenitale

Per quanto l’apparato urogenitale, il flusso dell’urina ed il suo Ph (acido in cani e gatti, basico in bovini ed equini) generalmente forniscono una valida protezione; tuttavia, malattia che alterano la frequenza o il volume di minzione o che permettono all’urina residua di rimanere in vescica dopo la minzione predispongono ad infezioni. Inoltre, lo spesso strato di glicosamminoglicani GAG a livello di uroepitelio, che ricopre la pelvi renale, gli ureteri, la vescica e l’uretra e la presenza di IgA ne aumentano la funzione di barriera e prevengono l’adesione batterica. Gli anticorpi principali del muco cervico-vaginale sono IgA, mentre dell’utero IgG.

Occhio

A livello di occhio, l’azione fisica delle chiusura delle palpebre, la membrana nittitante e il dilavamento lacrimale rappresentano la prima barriera alla possibile invasione da parte di microrganismi e sostanze chimiche. La superficie oculare è costituita da un epitelio stratificato non cheratinizzato che funge esso stesso a barriera per la presenza di giunzioni occludenti. Le cellule epiteliali della congiuntiva producono diversi peptidi ad azione antimicrobica come lisozima, lattoferrina e defensine. È presente, inoltre, un’abbondante flora microbica. Le ghiandole lacrimali, la congiuntiva e la terza palpebra albergano plasmacellule che secernono IgA, queste acquisiscono il pezzo secretorio divenendo IgAS, che prevengono l’adesione degli aggressori. Le infiammazioni a carico dell’occhio siano esse appropriate o inappropriate possono mettere a rischio la vista del paziente, per questo motivo l’occhio nel suo insieme, e la cornea in particolare, godono del privilegio immunitario che permette di evitare le potenziali conseguenze dannose di un’infiammazione oculare, evita il rigetto dei trapianti ed è garantito da ignoranza immunitaria -> un antigene estraneo non viene presentato al sistema immunitario, ambiente immunosoppressivo e tolleranza immunitaria -> un antigene estraneo viene tollerato dal sistema immunitario. Lo stato di privilegio si può, però, alterare con conseguenti infiammazioni oculari come uveiti e cheratiti.

Mammella

A livello di mammella la risposta locale non è particolarmente efficace. Nel soggetto non in lattazione l’orificio del capezzolo è chiuso da un tappo di cheratina, mentre nella femmina in lattazione è lo stesso flusso del latte che aiuta a prevenire invasioni microbiche perché contiene molecole antimicrobiche come complemento, lisozima, lattoferrina e lattoperossidasi ed una grande quantità di anticorpi IgA nei monogastrici e IgG nei ruminanti.

Altre barriere ai patogeni

• Cellule NK
• Fagocitosi
• Interferone
• Lattoferrina: Proteina della famiglia delle transferrine, presente in particolare nel latte e nel colostro ma anche in altre secrezioni dell’organismo quali saliva e lacrime: legando il ferro compete con i microorganismi ferro-dipendenti e svolge attività battericida e fungicida. Attivo verso gram positivi e negativi.
• Complemento
• Battericidine: sostanze letali per i batteri
• Peptidi anti-microbici: presenti in differenti secreti ed escreti. Sono molecole ad attività antibatterica che si fonda su due meccanismi: meccanismo attuato attraverso l’utilizzo di perforine, oppure attraverso la destabilizzazione delle componenti lipidiche membranarie. Le perforine sono prodotte dall’aggregazione di elementi molecolari proteici che associandosi producono un piccolo tubicino capace di penetrare le membrane citoplasmatiche dei batteri, provocando la fuoriuscita del citoplasma, uccidendo la cellula batterica.

Sono nuove frontiere per molecole alternative agli antibiotici.

Infiammazione

Infiammazione: chi sono i buoni dell’organismo? I globuli bianchi o leucociti e si trovano nel sangue che sta dentro i vasi, se mi capita un problema fuori dai vasi e i difensori stanno nei vasi, ci deve essere un sistema che mette in comunicazione i vasi col fuori dai vasi, a seguito di determinati stimoli si producono segnali che mi vanno ad attivare certe cellule tra queste soprattutto i mastociti, i quali una volta attivati producono sostanze vasoattive (istamina e serotonina + note), grazie alla loro azione, si blocca il circuito locale, assistiamo ad una vasodilatazione locale per la quale il sangue scorre a velocità più bassa grazie al quale potranno fuoriuscire dai vasi per diapedesi sia cellule che frazioni liquide di sangue.

La diapedesi è il passaggio di elementi cellulari del sangue attraverso lo spessore delle pareti dei capillari senza che vi siano lesioni delle stesse.

Nel tessuto circostante avremo una perturbazione locale della circolazione vasale, la fuoriuscita di cellule e di liquidi che devono andare da qualche parte e occupano in termini di volume il tessuto.

Sintomi infiammazione:

• Tumor: rilievo dato dal liquido che è uscito
• Rubor: rossore
• Calor: calore
• Dolor: dolore (percezione conscia di ciò che accade).
• Functio lesa

In quest’immagine riassuntiva vediamo cosa può capitare su una cellula o su un batterio ad esempio, vediamo quello che gli si può scatenare addosso a seguito di un riconoscimento: avremo l’azione degli anticorpi, del complemento, dei macrofagi che fagocitano, dei linfociti, delle cellule NK che danno luogo ad una citotossicità cellulo-mediata.

Gli anticorpi con l’immunità umorale e l’immunità cellulo mediata sono i due grandi assi dell’immunità.

Ognuno di questi meccanismi è dosato in funzione sia dello stimolo primigenio. Per esempio, se parliamo di infezioni lo stimolo primigenio sarà la presenza di virus o batteri, maggiore sarà la presenza di questi elementi attivatori maggiore sarà l’effetto attivatore.

Con l’andar del tempo teoricamente un soggetto guarisce, guarendo diminuisce la causa perché se uno guarisce vuol dire che ha inciso sulla causa, causa che coincide anche con il sistema attivatore, per cui andando a diminuire la ca