Immunologia e immunopatologia - Appunti

Dott. Matteo Vidali email: vidali@med.unipmn.it matteo.vidali@gmail.com

INTRODUZIONE AL SISTEMA IMMUNITARIO

“Immunità” deriva dal latino “immunitas” che vuol dire protezione dalla malattia,

in specifico protezione dai microbi (batteri, virus e altri patogeni). Il sistema

immunitario è costituito da cellule e molecole quindi mediatori solubili e proteine

di membrana. Per risposta immunitaria intendiamo una risposta coordinata di

questi due grandi componenti.

La principale funzione del sistema immunitario è la difesa dagli agenti infettivi. Il

sistema immunitario reagisce contro gli agenti infettivi ma una risposta immunitaria

può essere suscitata anche da sostanze che non hanno una natura infettiva, può

anche agire contro se stesso (molecole self proprie dell’organismo). Il nostro

organismo a volte può agire anche contro se stesso patologie auto-immunitarie.



Talvolta il sistema immunitario reagisce contro il patogeno in maniera molto

violenta e può creare un danno maggiore dello stesso patogeno che ci ha invaso.

In alcune persone questa risposta immunitaria può essere assente e quindi

parleremo di immunodeficienze.

Si può parlare di immunologia come scienza sperimentale da quando siamo

riusciti a manipolare il sistema immunitario secondo i nostri comodi, possiamo

modificare il sistema immunitario a reagire in un determinato modo. Il primo che

ha scoperto la capacità che ha l’uomo di manipolare il sistema immunitario è

stato un certo Jenner che fece degli studi per il vaiolo. Ai tempo di Jenner si

conoscevano due forme di vaiolo: bovino e umano. Il vaiolo bovino intaccava le

vacche però dalle vacche poteva anche trasmettersi alle persone. In particolare

si trasmetteva più facilmente alle mungitrici. Questa forma di vaiolo bovino era

meno letale. Le mungitrici che avevano contratto il vaiolo bovino se

successivamente contraevano il vaiolo umano, non avevano gli stessi effetti che

aveva chi non aveva mai contratto il vaiolo. da qui Jenner prese del materiale

estratto da una pustola di vaiolo bovino e la iniettò nel braccio di un bambino di 8

anni. Quando venne infettato dal vaiolo umano, la malattia nel bambino non si

sviluppò. In qualche modo il bambino era stato vaccinato dal vaiolo bovino. Da

qui la vaccinazione per il vaiolo. Questa stessa modalità è stata poi estesa ad

altre patologie.

IMMUNITA’ INNATA E ADATTATIVA

La difesa contro i microbi è assicurata da:

- reazioni molto rapide/precoci pronti ad agire dell’immunità innata

- reazioni tardive dell’immunità acquisita/adattativa

IMMUNITA’ INNATA - CARATTERISTICHE

È costituita da meccanismi di difesa cellulare e meccanismi di difesa biochimici

(molecole): è preesistente all’infezione (non ha bisogno di un contatto

precedente con lo stesso patogeno) è pronta ad agire con rapidità, risponde sia

a microbi sia a cellule danneggiate (i macrofagi possono fagocitare cellule

danneggiate e patogeni). L’immunità innata però non distingue un microbo da un

altro perché riconosce delle strutture che sono presenti nelle strutture generali di

un microbo. Reagisce sostanzialmente in modo identico alle infezioni ripetute.

Sono reazioni sempre uguali. L’IMMUNITÀ INNATA NON IMPARA DALL’ESPERIENZA!

IMMUNITA’ INNATA – COMPONENTI

I componenti sono delle barriere chimiche e fisiche: è meglio bloccare l’invasore

alle porte piuttosto che farlo entrare; cellule fagocitiche deputate ad ingerire

questi microbi, cellule dendritiche e cellule natural killer; ci sono delle proteine del

sangue e citochine. DIFFERENZE TRA:

IMMUNITA’ INNATA IMMUNITA’ ADATTATIVA

È una serie di risposte stereotipate uguali È specifica per molecole diverse distingue



per tutte le molecole. un patogeno da un altro.

Riconosce gli stessi motivi molecolari e ha Riconosce molte più molecole diverse.

un repertorio molto limitato. L’immunità adattativa IMPARA

NON IMPARA DALL’ESPERIENZA DALL’ESPERIENZA e risponde più

vigorosamente e in maniera più appropriata.

Da questo deriva tutti i nomi dell’immunità adattativa:

si adatta all’infezione stessa

adattativa:

specifica: la risposta è diversa per ogni patogeno

 acquisita: perché impara dall’esperienza e quindi ogni volta acquisisce risposte



protettive migliori

IMMUNITA’ ADATTATIVA – TIPI E COMPONENTI

Ci sono 2 grandi tipologie:

umorale: principali giocatori sono gli anticorpi/immunoglobuline presenti nel

sangue e nelle secrezioni mucosali e sono prodotti dai linfociti B

immunità cellulo-mediata: mediata dai linfociti T

Rispondono ad antigeni. La risposta è esercitata da mediatori solubili citochine



e da componenti cellulari quali linfociti B,T, NK e cellule presentanti l’antigene

(APC). Le cellule presentanti l’antigene sono i macrofagi e le cellule presentanti

l’antigene che sono parte dell’immunità innata e di quella adattativa.

I due diversi tipi dell’immunità adattativa riconoscono microbi presenti a diverso

livello. Quelli dell’immunità umorale bloccano le infezioni ed eliminano i microbi

extracellulari, quelli dell’immunità cellulare uccidono i microbi fagocitati (linfociti B)

ed eliminano i serbatoi dell’infezione (linfociti T). I linfociti B sono coinvolti

nell’immunità umorale. I linfociti T (helper= aiutano ad esempio il macrofago a

fagocitare, citotossici=uccidono la cellula che è stata infettata da patogeni

intracellulari)nell’immunità cellulare.

CITOCHINE

Sono coinvolte nella risposta adattativa e nell’immunità innata. Sono delle

proteine secrete dai diversi tipi cellulari e hanno un ruolo importante in entrambi i

tipi di immunità. Hanno 3 caratteristiche più importanti: - Pleiotropismo: una stessa

citochina può avere tanti effetti diversi agendo su cellule diverse; -Ridondanza: più

citochine hanno la stessa funzione; -Stimolazione che può essere autocrina può



essere prodotta da una cellula e agire sulla stessa cellula che l’ha prodotta, è un

modo per potenziare se stessa; paracrina la cellula può produrre delle citochine



che agiscono su cellule che agiscono nelle cellule presenti nelle vicinanze;

endocrina se le citochine entrano nel circolo sanguigno possono agire molto



distanti dal sito di produzione.

Immunità innata: barriere epiteliali, cellule fagocitiche (neutrofili, macrofagi)

cellule dendritiche, cellule natural killer, complemento; intervengo da 0 a 12 ore.

Immunità adattativa: Linfociti B e T

(vedere tabella dell’immunità innata vs l’immunità adattativa e delle

caratteristiche della risposta adattativa)

RISPOSTA IMMUNITARIA ADATTATIVA

Immaginiamo che il nostro organismo viene a contatto con un antigene X e

successivamente con un antigene Y. I linfociti B nativi (= non hanno ancora

incontrato l’antigene) incontrano l’antigene X risposta primaria = il sistema



immunitario è la prima volta che incontra quell’antigene e impiega qualche

giorno. Risposta primaria anti-x: dai linfociti B si formano plasmacellule che



cominciano a produrre anticorpi verso quel determinato antigene X la risposta



si spegne perché il patogeno è stato sconfitto, e si formano deli linfociti B memoria

=linfociti che ricorderanno quel determinato incontro. Immaginiamo che la

risposta immunitaria verso l’antigene X si è spenta e successivamente il nostro

organismo viene a trovarsi con l’antigene X che ha già incontrato e un antigene Y

che ha appena incontrato. La risposta all’antigene Y è identica alla primaria

dell’antigene X, perché l’antigene Y non è stato mai incontrato. La risposta

all’anti-X è molto più vigorosa e parte prima perché le cellule memoria hanno già

incontrato l’antigene e se lo ricordano.

FASI DELLA RISPOSTA IMMUNITARIA ADATTATIVA

1. Fase di riconoscimento: l’antigene viene presentato ai linfociti

2. Fase di attivazione: i linfociti B e T si attivano; espansione clonale=i linfociti B

e T proliferano e portano una progenie tutta uguale nel senso dei recettori

che riconoscono l’antigene. I Linfociti B possono produrre anticorpi, i linfociti

T diventeranno citotossici oppure T helper.

3. Eliminazione dell’antigene: grazie ai linfociti attivati effettori l’antigene viene

eliminato

4. Declino della risposta (omeostasi): la risposta immunitaria adattativa non

serve più e si ritorna all’omeostasi

5. Memoria: le cellule della memoria sopravvivono e rimangono a sorvegliare.

IMMUNITA’ ATTIVA E PASSIVA

In quale modo il nostro sistema immunitario può essere informato da eventuali

aggressioni? O perché viene direttamente a contatto col patogeno perché viene

infettato o vaccinato immunità attiva perché l’organismo ha un ruolo attivo



nella formazione di questa risposta. Se l’organismo monta una risposta attiva, la

riposta è specifica e darà memoria. Immunità passiva trasferisco all’organismo

degli anticorpi già formati che se è presente il patogeno lo elimineranno. Ma non li

ha formati l’organismo gli anticorpi, li abbiamo introdotti noi. Un esempio è quello

della madre che li passa al feto che gli conferiscono una protezione o anticorpi

che iniettiamo a delle persone che sono venuti a contatto con un determinato

patogeno. Rispetto all’immunità attiva, l’immunità passiva è più specifica perché

l’anticorpo è più specifico per quel patogeno ma non ha memoria perché il

nostro organismo non li ha mai prodotti da sé.

CELLULE DEL SISTEMA IMMUNITARIO

Fagociti = cellule che sono in grado di mangiare patogeni. In particolare i

 neutrofili e i fagociti mononucleati (monociti=forma circolante,

macrofagi=forma tissutale)

Mastociti, basofili, eosinofili

 Cellule che presentano l’antigene(APC): cellule dendritiche=cellula più

 importante tra l’immunità innata e l’immunità adattativa è una delle prime

cellule che incontra il patogeno, macrofagi= presentano l’antigene per la

risposta immunitaria adattativa, linfociti B che presentano l’antigene; cellule

dendritiche follicolari

Linfociti (nativi=non hanno mai incontrato l’antigene, effettori= deputati alle

azioni dei linfociti produzione di anticorpi e distruzione di cellule



citotossiche, memoria): linfociti B,T e NK

(vedi tabella dei valori di range dell’emocromo)

FUNZIONI DEI FAGOCITI

Non sono solamente a livello tissutale ma sono anche a livello del sangue, nel

circolo sanguigno. Quindi deve essere possibile il loro reclutamento dove è

necessario. Il fagocita deve essere in grado di riconoscere i microbi, di fagocitarlo

ed essere attivato (la cellula che mangia il patogeno si attiva perché capisce che

ha mangiato un patogeno, serve a smontare il patogeno in pezzi), di uccidere il

patogeno ingerito, sono capaci di regolare la risposta immunitaria, sia innata sia

passiva.

NEUTROFILI

Ha un diametro di 12/15 micron, presenta un nucleo sedimentato in 3-5 lobuli 

leucociti polimorfonucleati. Contiene una serie di granuli dove ci sono le armi del

neutrofilo. In base alla colorazione e al contenuto si distinguono in granuli specifici

(contengono lisozima ed elastasi che sono enzimi potentissimi per eliminare i

batteri) granuli azzurrofili (contenenti enzimi e sostanze microbicide). Sono coinvolti

nelle prime fasi della risposta infiammatoria. La cellula più importante

dell’infiammazione acuta è il neutrofilo che dura in circolo meno di 10 ore

FAGOCITI MONONUCLEATI – MONOCITI

I monociti hanno una forma circolante cellula non ancora completamente



differenziata, nucleo a forma di fagiolo. Contiene dei granuli contenenti lisosomi e

ha una grande funzione di fagocitosi.

FAGOCITI MONONUCLEATI – MACROFAGI

Ne esistono due sottopopolazioni distinte: una popolazione darà origine ai

macrofagi che vengono reclutati durante le infezioni, un’altra è quella che dà

origine ai macrofagi residenti cioè macrofagi che comunemente ci sono. Altri

sono i macrofagi tissutali prendono nome diverso a seconda dei tessuti in cui si

trovano.

Funzioni: devono essere in grado di ingerire e uccidere i microbi, sono importanti

nella risoluzione del processo infiammatorio (portano via le cellule morte), produce

una serie di mediatori solubili quali citochine, presenta antigeni al linfociti T e non

solo attiva la risposta adattativa ma è importante anche per la risoluzione del

danno riparazione dei tessuti.



MASTOCITI/MASTCELLULA

Hanno origine da precursori midollari, sono un po’ più grandi e si trovano quasi

completamente a livello tissutale non sono in circolo. In particolare si trovano a



livello delle mucose e nel tessuto connettivo e in particolare si dispongono lungo i

vasi; contengono granuli in cui troviamo citochine (mediatori

dell’infiammazione)istamina (ha effetti vasoattivi) e altri mediatori vasoattivi.

Hanno dei recettori che riconoscono in modo specifico alcuni anticorpi in

particolari IgE e IgG. Sono coinvolti nell’infiammazione e nelle reazioni allergiche.

BASOFILI

Li troviamo in circolo. Si chiamano granulociti perché come i neutrofili sono

caratterizzati dalla presenza di questi granuli. Hanno molte analogie con i

mastociti però i mastociti sono solamente tissutali. Originano da precursori

midollari, maturano nel midollo osseo, sono ricoperti da recettori che legano

immunoglobuline di classe E, e contengono granuli contenenti mediatori simili a

quelli dei mastociti.

EOSINOFILI

I loro granuli non oscurano il nucleo (il colore dipende dalle sostanze acide o

basiche che contengono). Originano da precursori midollari, si localizzano nei

tessuti al livello delle mucose degli apparati respiratorio, gastrointestinale e

genitourinario ma sono anche in circolo. La loro funzione principale è che sono

coinvolte nelle reazioni allergiche e sono coinvolti nelle risposte verso i parassiti.

CELLULE PRESENTANTI L’ANTIGENE

Presenta l’antigene a qualche altro tipo di cellula. Possiamo distinguere cellule

presentanti l’antigene professioniste da cellule presentanti l’antigene non

professioniste. Le cellule presentanti l’antigene NON PROFESSIONISTE sono tutte le

cellule che non presentano il nucleo. Le più importanti cellule presentanti

l’antigene SPECIALIZZATE sono le cellule dendritiche che catturano gli antigeni al

di sotto degli epiteli che vanno subito ad attivare i linfociti B e T al livello dei

linfonodi. È la cellula più importante che fa da ponte tra l’immunità innata e

quella attiva. Anche linfociti B e macrofagi sono considerate cellule dendritiche,

che però presentano l’antigene al linfociti T. cellule dendritiche sono le cellule

dendritiche follicolari che non c’entrano nulla con le cellule dendritiche normali,

sono solo all’interno dei linfonodi.

Funzioni: cattura i microbi, li presenta ai linfociti e mentre li presenta produce una

serie di segnali che sono in grado di attivare i linfociti B o T. E’ piena di profaggini

che sono molto più funzionali all’attivazione dei linfociti T. Hanno lunghe protrusioni

di membrana. Li troviamo nei tessuti linfonodi, nell’epitelio delle mucose e nel

parenchima degli organi.

Esistono due importanti sottopopolazioni: convenzionali che catturano l’antigene

e scappano subito verso i linfonodi ad attivare i linfociti T e plasmacitoidi che sono

importanti nella risposta verso le infezioni virali.

CELLULE CHE PRESENTANO L’ANTIGENE AI LINFOCITI T EFFETTORI

Cellule dendritiche fagocita l’antigene al livello delle mucose, scappa verso

 i linfonodi dove attiva i linfociti T nativi cioè quelli che non hanno ancora

conosciuto l’antigene;

I linfociti B e macrofagi: presentano l’antigene ai linfociti T effettori.

 Qualunque cellula nucleata: può presentare antigeni ai linfociti T citotossici.

 (non professioniste)

Cellule dendritiche follicolari: presentano l’antigene nei follicoli linfoidi dei

 linfonodi e lo presentano ai linfociti B e sono cellule che non c’entrano nulla

con le cellule dendritiche convenzionali

DA DOVE SALTANO FUORI LE CELLULE FAGOCITICHE?

Le cellule fagocitiche hanno un precursore comune al livello del midollo osseo che

si differenzia in 1. precursore comune delle cellule dendritiche 2. precursore del

monocita/cellula dendritica. Il precursore dei macrofagi e dei monociti si chiama

monoblasto che dà origine a cellule monocitiche che passano nel sangue e

danno origine a due sottopopolazioni, da una sottopopolazione vengono fuori i

macrofagi reclutati durante l’infiammazione. Esiste anche una sottopopolazione

che entra nei tessuti diventano macrofagi e risiedono nel tessuto e sono pronti d

intervenire. Dal precursore comune delle cellule dendritiche invece origineranno

cellule dendritiche convenzionali (catturano l’antigene e corrono ai linfonodi)e le

cellule dendritiche plasmacitoidi (importanti per la difesa verso i virus)

Da dove originano? A livello midollare esiste un precursore comune che è la

cellula staminale da dove verranno fuori tutte le altre cellule. Se viene stimolata

da alcune citochine si orienterà verso una linea maturativa, se viene stimolata da

altre citochine prenderà un’altra direzione. I precursori della linfopoiesi o precursori

della linea mieloide dal quale vengono furori anche i progenitori dei GR, delle

piastrine, basofili, eosinofili.

LINFOCITI

Sono cellule dell’immunità adattativa che i recettor