Immunologia e patologia - appunti

PROGRAMMA

lezione: introduzione al corso; la logica di funzionamento e le proprietà essenziali

• del sistema immunitario.

Le proprietà e le fasi della risposta immunitaria; risposta primaria e secondaria;

• l'integrazione tra immunità specifica e naturale.

Le cellule del sistema immunitario. Morfologia e caratteristiche dei linfociti, dei

• macrofagi e delle cellule dendritiche

Le sottopopolazioni linfocitarie: linfociti T, B, NK; linfociti vergini, attivati e memoria:

• principali caratteristiche funzionali e immunofenotipiche.

Anatomia funzionale dei tessuti linfoidi primari e secondari; timo, linfonodi, milza,

• tessuto linfoide associato alla cute e alle mucose.

L'infiammazione: principali caratteristiche e ruolo nella difesa contro gli agenti

• patogeni; le modificazioni emodinamiche del microcircolo, la formazione

dell'essudato infiammatorio, il ruolo delle citochine.

La ricircolazione dei linfociti vergini, attivati e memoria. I recettori delle cellule

• dell'immunità annata.

Le proteine coinvolte nel riconoscimento e nella presentazione degli antigeni ai

• linfociti. Le immunoglobuline di membrana e solubili; il recettore per l'antigene dei

linfociti B e le proteine ad esso associate. Le diverse classi di immunoglobuline,

natura, struttura, funzioni; la loro localizzazione nei fluidi biologici. La struttura dei

domini immunoglobulinici costanti e variabili. Le CDR.

Il legame antigene-anticorpo e le forze in esso coinvolte; il concetto e i diversi tipi di

• cross-reattività; affinità e avidità; Le principali tecniche immunologiche:

l'immunodiffusione radiale, il dot-blot, il western-blot, le tecniche ELISA.

Le proteine del complesso maggiore di istocompatibilità di classe I: struttura,

• funzione, biogenesi, meccanismo di genesi e presentazione dei peptidi antigenici.

Le proteine del complesso maggiore di istocompatibilità di classe II: struttura,

• funzione, biogenesi, meccanismo di genesi e presentazione dei peptidi antigenici.

Il recettore dei linfociti T (TCR). Struttura, biogenesi e funzione.

• La presentazione degli antigeni ai linfociti T: la sinapsi immunologica e le proteine

• coinvolte nella sua formazione e funzione.

La maturazione dei linfociti T

• La maturazione dei linfociti T

• L'attivazione dei linfociti T. Caratteristiche dei linfociti Th1, Th2, Th17.

• I gruppi sanguigni e la trasfusione di sangue. Natura degli antigeni del sistema ABO

• e Rh. Le agglutinine. Il meccanismo di agglutinazione. La determinazione dei gruppi

Sanguigni. Il test di Coombs diretto e indiretto.

L'attivazione dei linfociti B. La cooperazione B-T. Il ruolo del follicolo linfatico. Lo

• shift isotipico. La maturazione dell'affinità.

L'immunologia dei trapianti. Le basi genetiche e immunologiche del rigetto.

• Presentazione primaria e secondaria degli antigeni di istocompatibilità. Il rigetto

iperacuto, acuto e cronico. La "graft versus host disease".

I meccanismi effettori dell'immunità specifica.

•

IMMUNOLOGIA attiva passiva

IMMUNITÀ

adattativa innata

cellulare umorale

immunità = significa protezione dalla malattia ed in particolare dalla malattia infettiva. Le cellule e

le molecole responsabili dell'immunità formano il sistema immunitario.

La risposta immunitaria può essere suscitata anche da sostanze estranee di natura non infettiva e

talvolta può anche causare danni tissutali e malattia.

Essa la possiamo suddividere in:

→innata = detta anche naturale o nativa, è formata da quei meccanismi di difesa cellulare e

biochimici che sono preesistenti all'infezione. Questi reagiscono in modo identico alle ripetute

esposizioni. I suoi principali componenti sono le barriere fisiche e chimiche, le cellule fagocitiche,

le cellule dendritiche, le natural killer e le altre cellule linfoidi innate, ed infine, le proteine del

sangue, tra cui i fattori del complemento e altri mediatori della flogosi.

→adattativa = detta anche specifica o acquisita, si sviluppa e si adatta in risposta all'infezione

stessa. Le sue caratteristiche sono la specificità, ovvero è in grado di distinguere diverse sostanze, e

la memoria, ovvero la capacità di rispondere con maggiore vigore a esposizioni ripetute di uno

stesso patogeno. I componenti dell'immunità adattativa sono i linfociti ed i loro prodotti di

secrezione, gli anticorpi.

Queste due non devono essere viste come due tipologie distinte ed indipendenti di immunità. Infatti

l’immunità innata stimola l’immunità specifica e l’immunità specifica potenzia l’immunità innata.

Citochine = sono un'ampia classe di proteine secrete che hanno strutture e funzioni diverse e che

sono deputate alla regolazione e al coordinamento di numerose attività delle cellule dell'immunità.

→le chemochine sono un ampio gruppo di citochine che sono strutturalmente omologhe e che

regolano la migrazione e il movimento cellulare. →chemiotassi+citochine

Esistono due tipologie di risposte immunitarie adattative: l'immunità cellulare e quella umorale.

Quest'ultima è mediata da anticorpi prodotti dai linfociti B (cellule B) e che sono presenti nel

sangue e nelle secrezioni mucosali. Questa è il principale meccanismo di difesa contro i microbi

extracellulari e le loro tossine.

L'immunità cellulo-mediata invece, è attuata dai linfociti T. Essi si occupano di eliminare i serbatoi

di infezione attraverso l'eliminazione di quei microbi che sono sopravvissuti all'interno dei fagociti,

e uccidendo le cellule infettate.

L'immunità inoltre la si può dividere in attiva e passiva.

→attiva = è l'immunità che deriva dall'esposizione ad un antigene, l'individuo in questo caso ha un

ruolo attivo nella risposta. Il soggetto che ha risposto ad un antigene viene detto immune.

→passiva = si ottiene con il trasferimento adottivo, ovvero tramite il trasferimento di siero o di

linfociti da un soggetto vaccinato. Anche in questo caso il soggetto diventa immune, ma senza che

esso sia stato esposto e senza che abbia mai risposto all'antigene. Un esempio importante di tale

fenomeno è il trasferimento degli anticorpi materni al feto attraverso la placenta. In questo caso i

neonati diventano in grado di combattere le infezioni ancora prima di essere in grado di produrre

anticorpi.

→ antigene = qualunque sostanza in grado di legare i recettori specifici dell'anticorpo e i recettori

dei linfociti indipendentemente dalla loro capacità di stimolare la risposta immunitaria.

→ sostanze immunogene = sostanze che stimolano la risposta immunitaria.

Caratteristiche delle risposte immunitarie ADATTATIVE

Caratteristica significato

Specificità Assicura che la risposta immunitaria a un

microbo o a un antigene sia specifica per quel

microbo o per quell'antigene

Diversificazione Rende il sistema immunitario in grado di

rispondere a una grande varietà di antigeni. Il

repertorio linfocitario vanta la possibilità di

7 9

discriminare tra 10 e 10 determinanti antigenici

Memoria Aumenta la capacità di combattere ripetute

infezioni dovute allo stesso microbo

Espansione clonale Aumenta il numero di linfociti specifici per

quell'antigene

Specializzazione Genera risposte ottimali per la difesa contro

distinti tipi di microbi

Risoluzione e omeostasi Consente al sistema immunitario di riprendersi

da una risposta in modo da poter rispondere

efficacemente ai nuovi antigeni incontrati

Non reattività verso il self Previene danni all'ospite durante le risposte agli

antigeni estranei

→epitopo = porzione di antigene che è riconosciuta dai recettori dei linfociti in modo specifico.

Componenti dell'IMMUNITÀ ADATTATIVA

1. linfociti = mediatori dell'immunità cellulare e umorale.

→B producono anticorpi, sono i mediatori dell'immunità umorale.

→T, sono le cellule dell'immunità cellulare. Aiutano le cellule fagocitiche a eliminare i

microbi o eliminando essi stessi le cellule infettate. Riconoscono gli antigeni peptidici legati

ad alcune proteine codificate dai geni del complesso maggiore di istocompatibilità. Quindi

essi non rispondono ad antigeni solubili.

Si dividono in molti gruppi dei quali i più conosciuti sono i linfociti T helper e i linfociti T

citotossici. Abbiamo poi i T regolatori che si occupano di inibire le risposte immunitarie e le

cellule NKT.

2. cellule accessorie = le più specializzate nella presentazione dell'antigene sono le cellule

dendritiche che catturano antigeni microbici dall'ambiente circostante.

3. cellule effettrici = T attivati, fagociti mononucleati e altri leucociti.

Risposte dell'immunità INNATA

il sistema innato ha il compito di impedire l'ingresso e di annullare o almeno limitare la crescita dei

microrganismi che stanno colonizzando un tessuto.

Sono due le sue principali strategie: l'infiammazione e la risposta antivirale.

L'infiammazione consiste nel richiamo delle proteine plasmatiche e dei leucociti circolanti nei

tessuti, dove vengono attivati per eliminare i microbi. I principali leucociti richiamati in questa fase

sono i neutrofili, i monociti e le cellule fagocitiche.

Le difese antivirali invece, si basano sull'azione di alcune citochine che conferiscono alla cellula

resistenza contro le infezioni e attivano le NK (che sono cellule dell'immunità innata appunto) che

vanno a distruggere le cellule infette.

I microrganismi in grado di resistere ai meccanismi di difesa dei tessuti entrano in circolo dove

vengono riconosciuti dalle proteine del complemento. Esse vengono attivate dopo il riconoscimento

delle proteine microbiche, vengono tagliate e attivano diverse risposte infiammatorie. Inoltre

possono ricoprire i microbi (opsonizzazione) e favorirne così la fagocitosi e la lisi.

Risposte dell'immunità ADATTATIVA

sono tre le sue principali strategie: produzione di anticorpi,stimolazione della fagocitosi e uccisione

cellulare.

In ordine temporale l'immunità adattativa agisce in questo modo:

1. cattura e presentazione dell'antigene = data la scarsità di linfociti specifici per un certo

antigene e la quantità dell'antigene stesso, sono necessari dei meccanismi che facilitino

l'interazione tra di essi. Le DC catturano i vari antigeni, digeriscono le loro proteine in

frammenti e queste poi vengono esposte sulle membrane associate a molecole MHC. Tale

riconoscimento avviene nei linfonodi o nella milza. Nel caso in cui i microrganismi

raggiungano tali distretti ancora integri verranno riconosciuti direttamente in loco dai

linfociti B, e talvolta verranno presentati ad essi grazie all'intervento di cellule APC

specifiche.

2. riconoscimento dell'antigene da parte dei linfociti

→ipotesi della selezione clonale = i cloni dei linfociti (per clone si intende un linfocita con

la sua specificità per quell'antigene e tutta la sua progenie) antigene-specifici si sviluppano

prima e indipendentemente dall'incontro con l'antigene. Questa è una delle caratteristiche

fondamentali del sistema immunitario: produrre un elevato numero di cloni durante la

maturazione linfocitaria aumentando così la possibilità di riconoscere antigeni diversi.

Inoltre, i linfociti hanno bisogno di interagire, oltre che con l'antigene, con molecole

costimolatorie che ne permettono il differenziamento.

3. attivazione dei linfociti T ed eliminazione dei microrganismi intracellulari (immunità

cellulare)= i linfociti CD4+ attivi proliferano e si differenziano in cellule effettrici che

producono citochine. In particolare quando i linfociti T CD4+ vergini interagiscono con un

antigene secernono la IL-2 che è un fattore di crescita che stimola la proliferazione di quel

clone linfocitario. Parte della progenie di essi quindi si differenzia in cellule effettrici che

producono citochine diverse e che avranno quindi funzioni diverse. Alcune di esse migrano

fino ai siti di infiammazione. Alcuni CD4+ producono citochine in grado di reclutare altri

leucociti e attivano la produzione di sostanze microbicide nei fagociti, mentre altri aiutano i

B a produrre le IgE che sono in grado di attivare gli eosinofili. Essi sono una

sottopopolazione leucocitaria in grado di eliminare i parassiti le cui dimensioni renderebbero

impossibile la fagocitosi.

I CT8+ invece proliferano e divengono CTL che uccidono le cellule che ospitano i

microrganismi.

4. attivazione dei linfociti B ed eliminazione dei microrganismi extracellulari (immunità

umorale) = dopo il riconoscimento i linfociti B proliferano e si differenziano in cellule in

grado di produrre diversi anticorpi. La risposta spesso è mediata dai linfociti T helper anche

se non è sempre così.

Una parte di questi linfociti attivati differenzia in plasmacellule che producono anticorpi. I

polisaccaridi ed i lipidi stimolano la produzione di IgM, gli antigeni proteici delle IgG, IgA e

IgE.

→scambio isotipico

→maturazione dell'affinità

le IgG ricoprono i microrganismi e li rendono un bersaglio per le cellule fagocitiche e

assieme alle IgM attivano la via del complemento. Le IgA invece sono secrete dagli epiteli

delle mucose e neutralizzano i microbi presenti in tali distretti. Le IgG proteggono il

nascituro e infatti sono attivamente trasportate attraverso la placenta.

5. Memoria = sono cellule che vengono generate dopo l'attivazione iniziale dei linfociti e che

hanno una lunga sopravvivenza. Esse formano una risposta più rapida di quella iniziale da

parte dei linfociti vergini verso lo stesso antigene.

CELLULE DEL SISTEMA IMMUNITARIO

Cellule Intervallo normale su μL

Leucociti 4.500-11.000

Neutrofili 1.800-7.700

Eosinofili 0-450

Basofili 0-200

linfociti 1.000-4800

Monociti 0-800

Fagociti: cellule la cui funzione primaria è ingerire ed eliminare i tessuti danneggiati e i

microrganismi. Essi vengono reclutati nel sito di infezione, riconoscono i microbi e digeriscono i

microbi fagocitati. Inoltre comunicano con le altre cellule del sistema immunitario per contatto

diretto o rilascio di citochine.

Neutrofili o leucociti polimorfonucleati = sono la popolazione più abbondante dei globuli

• bianchi circolanti. Hanno forma tondeggiante e diametro di 12-15 μm. Presentano numerose

estroflessioni di membrana. Il loro nucleo è segmentato in 3-5 lobuli collegati mentre nel

citoplasma si trovano due tipologie di granuli. La maggior parte di essi, detti granuli

specifici, sono insensibili a coloranti acidi o basici e contengono enzimi litici come il

lisozima, la collagenasi e l'elastasi. Gli altri granuli, detti azzurrofili, sono formati da

lisosomi che contengono enzimi e altre sostanze microbicide.

I neutrofili sono prodotti nel midollo osseo e derivano da precursori che danno origine anche

ai fagociti mononucleati.

fagociti mononucleati = è un sistema costituito da macrofagi e monociti. I primi sono

• distribuiti ampiamente nel connettivo e negli organi, e sono di centrale importanza sia nella

risposta innata che in quella adattativa. In molti tessuti si trovano macrofagi longevi che

derivano da precursori presenti nel sacco vitellino e nel fegato fetale durante lo sviluppo

prenatale.

Essi ingeriscono e uccidono i microbi, degradano le cellule morte dell'ospite risolvendo così

il processo infiammatorio, e in particolare ingeriscono le cellule apoptotiche prima che esse

rilascino il loro contenuto e attivino le risposte infiammatorie. Inoltre, essi rilasciano

citochine che agiscono sui tessuti endoteliali che rivestono i vasi, reclutando così, nei siti di

flogosi, monociti e altri leucociti. Inoltre presentano l'antigene e attivano i linfociti T. Infine

si occupano anche di riparare i tessuti danneggiati stimolando la crescita di nuovi vasi

sanguigni e la sintesi di matrice extracellulare ricca di collageno.

I monociti, che hanno un diametro di 10-15 μm, invece hanno nuclei a forma di fagiolo e

granulazioni citoplasmatiche che contengono lisosomi, vacuoli fagocitici e filamenti del

citoscheletro.

Mastociti, bosofili ed eosinofili: presentano granuli citoplasmatici contenenti mediatori

infiammatori e antimicrobici. Si ritrovano nelle risposte contro gli elminti e nelle reazioni delle

malattie allergiche.

Mastociti = sono di origine midollare e si trovano localizzati nella cute e negli epiteli delle

• mucose. Nel loro citoplasma sono presenti granuli, legati alla membrana, che contengono

proteoglicani acidi che legano i coloranti basici. Esprimono recettori con elevata affinità per

le IgE delle quali sono in genere rivestiti. Nei granuli è contenuta anche l'istamina e il

contenuto di essi va a indurre l'alterazione dei vasi sanguigni dando origine

all'infiammazione.

Eosinofili = contengono granuli che contengono enzimi che danneggiano la parete cellulare

• dei parassiti e che possono danneggiare anche i tessuti dell'ospite. I loro granuli legano

coloranti acidi come l'eosina. Alcuni eosinofili sono normalmente presenti nelle mucose

degli apparati respiratorio, gastrointestinale e genitourinario.

basofili = si colorano con l'ematossilina. Sono granulociti del circolo ematico e mostrano

• analogie strutturali e funzionali con i mastociti. Derivano da una linea midollare e maturano

nel midollo osseo. Esprimono recettori per le IgE, le legano e possono essere attivati in

seguito al legame di esse con l'antigene.

Cellule che presentano l'antigene: catturano l'antigene e lo presentano ai linfociti, fornendo segnali

per la proliferazione e la maturazione dei linfociti stessi.

Dendritiche = sono il tipo più importante per l'attivazione dei linfociti T vergini. Sono

• caratterizzate da lunghe protrusioni della membrana e da una spiccata capacità fagocitica. Si

trovano nei tessuti linfoidi, nell'epitelio delle mucose e nel paren