Esame Patologia

H

(CTL), ed è diretto contro patogeni intracellulari o cellule infettate da virus. 26

Si definisce antigene qualsiasi molecola di natura proteica, polipeptidica o polisaccaridica in grado di indurre una

risposta immunitaria specifica. Ogni antigene può presentare più di un determinante antigenico o epitopo in grado di

suscitare una risposta immunitaria, i quali sono riconosciuti tramite recettori di membrana.

Le caratteristiche principali delle risposte immunitarie specifiche sono:

• SPECIFICITA’: la risposta immunitaria è diretta specificamente contro singole molecole tra loro diverse,

dette antigeni, o porzioni di esse (determinanti antigenici o epitopi);

• DIVERSITA’: il sistema immunitario è in grado di riconoscere un’ampissima gamma di specificità diverse,

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circa 10 -10 determinanti antigenici diversi. Tale enorme potenzialità è dovuta alla diversa struttura

molecolare dei recettori per l’antigene presenti sulla superficie dei linfociti;

• MEMORIA: Il sistema immunitario è in grado di rispondere con più efficacia e più velocemente ad una

seconda esposizione all’antigene e a tutte quelle successive. La risposta immune primaria è mediata da

linfociti vergini che incontrano per la prima volta l’antigene. Le risposte secondarie (successivo incontro

con lo stesso antigene) sono mediate dall’attivazione dei linfociti della memoria indotti nel corso della

risposta primaria (PRINCIPIO DELLA VACCINAZIONE);

• SPECIALIZZAZIONE: Il sistema immunitario risponde a diversi patogeni e sostanze estranee in modo

differenziato. Per patogeni extracellulari si attivano prevalentemente risposte anticorpali indotte da

citochine, mentre per patogeni intracellulari si attiva solitamente una risposta cellulare;

• AUTOREGOLAZIONE: ogni risposta immunitaria si autoregola mediante meccanismi di feedback,

tornando alla condizione di riposo quando è stato eliminato l’antigene; tutti i linfociti attivati, ad

eccezione delle cellule di memoria, vanno incontro a morte per apoptosi una volta eliminato lo stimolo

antigenico;

• TOLLERANZA: è la capacità del sistema immunitario di distinguere gli antigeni “self”, cioè quelli che

appartengono all’individuo, dai “non self”, cioè quelli estranei, in modo tale da prevenire delle risposte

dannose contro i tessuti dello stesso organismo.

CELLULE E ORGANI DEL SISTEMA IMMUNITARIO

I leucociti derivano da un precursore midollare della serie linfoide, che a sua volta deriva da una cellula staminale

comune di tipo ematopoietico presente nel midollo osseo. La cellula staminale pluripotente si divide in più cellule

progenitrici specializzate, che a loro volta danno origine alla linea linfoide, alla linea mieloide e alla linea eritroide.

La cellula staminale linfoide è il precursore dei linfociti B e T e delle cellule natural killer (NK); dal precursore

mieloide, invece, originano i leucociti polimorfonucleati del sangue periferico (basofili, eosinofili, neutrofili), i

monociti circolanti e i macrofagi tissutali; infine dal precursore eritroide derivano gli eritrociti e i megacariociti.

Nei mammiferi si è organizzato un sistema di organi linfoidi che consente la maturazione, il differenziamento e

l’attivazione delle cellule del sistema immunitario. Il midollo osseo e il timo sono definiti organi linfoidi primari,

in quanto in essi avviene la maturazione di linfociti B e T (Tutti i linfociti si originano nel midollo osseo. I linfociti

B maturano nel midollo osseo mentre i linfociti T completano la maturazione nel timo). Gli organi linfoidi

secondari, invece, comprendono i linfonodi, la milza, e il tessuto linfoide associato alle mucose (MALT = Mucosa-

Associated Lymphoid Tissue), ai bronchi (BANT = Bronchial- Associated Lymphoid Tissue) e all’intestino (GANT =

GUT- Associated Lymphoid Tissue) e in essi avviene il processo di riconoscimento e attivazione dei linfociti ad

opera degli antigeni.

I linfonodi svolgono un ruolo di filtro per gli antigeni estranei e per molti patogeni e rappresentano la sede in cui

si attivano i linfociti specifici. In essi c’è un continuo riciclo di linfociti, che dai capillari sanguigni migrano nel

tessuto linfonodale disponendosi in aree ben precise (LyT si concentrano all’esterno dei follicoli in una zona detta

parafollicolare mentre nella porzione corticale si concentrano i LyB). I linfociti ricircolano continuamente

attraverso il circolo ematico ed i vasi linfatici, da un tessuto linfoide secondario ad un altro, fino ai focolai

periferici di infezione. I LyT vergini incontrano l’antigene nei tessuti linfoidi secondari; una volta attivati lasciano

i linfonodi e si localizzano nei tessuti. Invece, i LyB vergini attivati si fermano a lungo negli organi linfoidi secondari

(secernono anticorpi solubili che raggiungono i tessuti). 27

Dal punto di vista morfologico i leucociti si dividono in:

• GRANULOCITI (70%) che a loro volta si dividono in

- NEUTROFILI (50-70%) contrastano le infezioni batteriche attraverso attività fagocitica. Sono detti

anche leucociti polimorfonucleati (PMN) in quanto presentano da 2 a 5 lobi nucleari;

- ACIDOFILI (2-4%) o EOSINOFILI sono associati alle reazioni allergiche e alle risposte immuni contro le

infezioni parassitarie da elminti. Hanno scarsa attività fagocitica e agiscono promuovendo l’esocitosi

dei parassiti;

- BASOFILI (0-1%) producono ed accumulano istamine ed eparina e partecipano alle reazioni allergiche.

• MONOCITI (2-6%) che lasciano il letto tissutale e si trasformano in macrofagi tissutali (risposta

immunitaria terminale).

• CELLULE DENDRITICHE: Così definite per la presenza di proiezioni citoplasmatiche ramificate. Sono

cellule APC specializzate nella cattura e nella processazione di antigeni (Ag) in frammenti peptidici.

Hanno origine dalle cellule sia della linea mieloide sia di quella linfoide;

• NATURAL KILLER: (5-10%) Uccidono cellule infettate da microrganismi intracellulari. Sono costituite da

granuli citoplasmatici che contenenti enzimi che uccidono per apoptosi la cellula infetta. Producono

interferone-g, citochina attivante i macrofagi

• LINFOCITI B e T.

GENERAZIONE DELLA RISPOSTA IMMUNITARIA SPECIFICA

Dal riconoscimento antigene-recettore si genera una serie di segnali che portano all’attivazione della risposta

effettrice in grado di eliminare l’antigene. Le classi di molecole presenti sui linfociti capaci di legare l’antigene sia

nella fase di riconoscimento che nella fase effettrice sono essenzialmente tre: immunoglobuline o anticorpi che

costituiscono il recettore per l’antigene dei linfociti B (BCR, B Cell Receptor) quando espresse sulla membrana

insieme ad altre molecole che trasducono il segnali; il recettore per l’antigene dei linfociti T (TCR, T Cell Receptor)

e le molecole del complesso maggiore di istocompatibilità (MHC, Major Histocompatibility Complec), che legano

peptidi antigenici da presentare ai linfociti T.

Tali molecole appartengono alla superfamiglia delle immunoglobuline e presentano omologie di sequenza che

conferiscono loro la caratteristica configurazione terziaria a domini globulari.

I recettori per l’antigene dei linfociti B e T vengono prodotti durante la maturazione linfocitaria. Ogni clone

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produce uno specifico recettore e si stima che in ogni individuo possano esistere più di 10 diversi cloni linfocitari.

Tale diversità recettoriale non richiede la presenza nel genoma di un numero corrispondente di geni per i diversi

TCR e BCR ma è generata da un meccanismo unico dei mammiferi detto riarrangiamento genico. Un numero

limitato di segmenti genici si ricombinano per generare le diverse regioni variabili del BCR o del TCR.

Nel DNA della linea germinale esistono dei loci che codificano per le catene leggere o pesanti delle Ig o per le

catene α, β, γ e δ del TCR. Al 3’ di queste regioni ci sono i geni per le catene leggere, mentre al 5’ ci sono i geni

per le catene variabili. Quest’ultima regione contiene molti segmenti genici diversi presenti in coppia multipla,

denominati V (“variabili”), J (“joining”) e D (“diversity”), presenti solo nel locus V della catena pesante. Il

riarrangiamento genico porta all’unione casuale di un segmento V, un segmento J e un segmento D a formare il

gene V completo, da cui verrà trascritto e poi tradotto il dominio V proteico (diversificazione combinatoriale).

Tale sistema di ricombinazioni è mediato da un sistema enzimatico detto ricombinasi. La diversità delle regioni

V degli anticorpi e del TCR è ulteriormente amplificata dall’aggiunta o perdita di nucleotidi a livello delle giunzioni

dei vari segmenti genici riarrangiati (diversificazione giunzionale). 28

LINFOCITI B E RISPOSTA UMORALE

I lonfociti B rappresentano il 10% dei linfociti circolanti e

mediano l’immunità umorale. Riconoscono l’antigene

attraverso il BCR. Gli anticorpi o immunoglobuline sono

una famiglia di glicoproteine prodotte dai linfociti B o in

forma secreta o legate a alla membrana cellulare. gli

anticorpi di membrana servono da recettori per l’antigene

e inducono l’attivazione dei linfociti B, mentre quelli

secreti sono le molecole effettrici dell’immunità umorale

e sono destinati all’eliminazione dell’antigene.

Tutte le immunoglobuline presentano struttura

simmetrica, costituita da due catene pesanti (H, heavy),

identiche tra loro, e due catene leggere (L, light),

anch’esse identiche tra loro. Ogni catena leggera è legata

covalentemente a una catena pesante mediante un ponte disolfuro; le due catene pesanti sono anch’esse legate

tra loro tramite ponte disolfuro. Le catene leggere sono costituite da due domini immunoglobilinici: uno variabile

(V ) N-terminale e uno costante (C ) C-terminale. Le catene pesanti, invece, sono formate da un solo dominio

L L

variabile (V ) e da 3 o 4 domini costanti (C ).

H H

All’interno delle regioni V, la variabilità è concentrata in 3 brevi tratti chiamati regioni ipervariabili o regioni che

determinano la complementarietà (CDR), cioè una regione del recettore che lega fisicamente l’antigene che è

quindi “complementare” alla conformazione dell’antigene stesso. Queste regioni sono chiamate rispettivamente

CDR1, CDR2 e CDR3. Quest’ultime sono le regioni con più variabilità e sono quelle che corrispondono alle

giunzioni tra le regioni V e C. Sulla base di tali differenze, gli anticorpi possono essere divisi in classi e sottoclassi

o isotipi e sono denominati IgA (IgA , IgA ), IgD, IgE, IgG (IgG , IgG , IgG , IgG ) e IgM. Inoltre, esistono due classi

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(o isotipi) anche nelle catene leggere, denominate κ e λ, diverse nelle regioni C , ma dotate di identiche funzioni.

L

Tutte le immunoglobuline di membrana e le IgG e