Il sistema immunitario - teoria

In ogni momento il nostro organismo è esposto ad attacchi da parte di agenti patogeni, ma solo nel momento in cui siamo colpiti da un processo infettivo ci rendiamo conto di quanto sia indispensabile il sistema di difesa dell'organismo, ossia il sistema immunitario. 

Il sistema immunitario presenta due componenti: l'immunità innata e l'immunità acquisita.

Prima di descrivere i meccanismi di difese immunitarie vale la pena dare uno sguardo al grande numero di patogeni che possono rivelarsi nocivi per l'organismo.

Parassiti

I parassiti sono i più voluminosi, ma non i più temibili nemici del sistema immunitario. Si tratta soprattutto di ascaridi, nematelminti, tenie, visibili solo al microscopio oppure lunghe metri, che si insediano principalmente nell'intestino, ma che possono anche migrare in altri tessuti distruggendoli; è il caso, per esempio, del cisticerco e di alcune tenie.

Protozoi

Di dimensioni inferiori rispetto ai parassiti riconducibili a occhio nudo, sono gli organismi unicellulari (protozoi).

Batteri

I batteri sono ancora più piccoli dei parassiti unicellulari, nell'ordine di misura dei micrometri. Contrariamente alle cellule di organismi animali e vegetali (eucarioti), i batteri appartengono ai cosiddetti procarioti, ossia esseri viventi privi di nucleo delimitato da membrana e con un ambiente interno particolare.

Essi possiedono un DNA ad anello e una parete cellulare ricca di carboidrati.
Paradossalmente alcuni batteri vivono all'interno dell'organismo umano con vantaggi reciproci: la flora intestinale, per esempio, è costituita in massima parte da batteri che non necessitano d'ossigeno. Essi traggono nutrimento dai residui della digestione, ispessiscono in tal modo le feci, contribuendo al rifornimento di vitamine nonché legando l'ammoniaca eccedente.

La maggior parte dei batteri dell'ambiente non è comunque così innocua.
I batteri sono causa di infiammazioni purulente (foruncoli) a livello locale e di affezioni generali (infiammazioni polmonari) che, negli individui con una riduzione delle difese immunitarie, superano le difese provviste dal sistema immunitario e possono provocare una disseminazione batterica nel circolo (sepsi) con conseguenze anche mortali.
Una infezione batterica è inizialmente localizzata in un punto ben determinato, ma può successivamente estendersi a tutto il corpo. Il cosiddetto pus è costituito da batteri e leucociti in via di disgregazione.

Funghi

Anche i funghi sono potenziali agenti patogeni. Si sviluppano sull'epidermide, mucose e coinvolge anche gli organi interni, soprattutto nei soggetti immunodeficienti (per esempio pazienti affetti da Aids).

Virus

Gli agenti patogeni maggiormente nocivi sono i virus, i quali hanno dimensioni di pochi nanomentri. Non si tratta di organismi autonomi, ma di complessi molecolari costituiti da una catena di DNA o di RNA che risulta impacchettata in un involucro proteico, talvolta anche in una capsula glicoproteica.

I virus introducono la propria informazione genetica nel DNA nucleare di una cellula ospite, programmandola in modo che essa stessa produca sempre più virus. Naturalmente senza cellula ospite i virus non possono replicarsi.

Proprio a causa di questa forma di replicazione, risulta particolarmente difficile per il sistema immunitario evitare una infezione virale. Poiché gli stessi virus, essendo di piccole dimensioni, sono difficilmente aggredibili, il sistema immunitario deve necessariamente distruggere le cellule infettate.

La maggior parte delle infezioni, come per esempio il comune raffreddore, sono causate da virus. Un'infezione virale spesso compare contemporaneamente in più organi, generalmente con un attacco febbrile.

Tossine

Per concludere, il sistema immunitario reagisce anche contro alcune molecole nocive di grandi dimensioni, le tossine. L'esempio più noto è quello della tossina difterica. L'organismo non è in grado di difendersi dalla difterite ma, grazie alla vaccinazione antidifterica, può inattivare l'esotossina prodotta dal germe.

Stimoli fisici (raggi ultravioletti per esempio) e chimici provocano danni nel DNA e possono trasformare cellule normali in cellule neoplastiche.

Immunità innata o naturale

Già prima della nascita, l'organismo non sviluppa solo una serie di meccanismi di difesa specifici molto complessi che agiscono su determinati agenti patogeni, ma anche una modalità aspecifica d'attacco di molti microrganismi.

I primi garantiscono all'organismo in via di sviluppo una certa protezione di base contro le infezioni e costituiscono la premessa indispensabile affinché si possa raggiungere una certa immunità anche rispetto a nuovi tipi di agenti patogeni.

I secondi rappresentano un prerequisito indispensabile per i meccanismi specifici altamente sofisticati.

Le strategie innate di difesa umorale non mediata da cellule specifiche sono le seguenti:

·        sistema del completamento

·        migrazione di leucociti

·        protezione dalle infezioni tramite interferone

·        lisi diretta dei batteri

Le macromolecole del sistema immunitario non specifiche, presenti nel sangue, costituiscono il sistema evolutivo più antico di difesa contro le infezioni.
L'elemento più importante della difesa umorale aspecifica, ossia il sistema del completamento, è costituito da una serie di molecole proteiche finalizzate alla stessa funzione.
E' costituito da circa 20 proteine plasmatiche diverse: C1, C2, C3, C4,C5, C6, C7, C8, C9, C10, C11 più altre 10 circa proteine di controllo.

Viene attivato sia tramite una reazione antigene-anticorpo (via classica), sia direttamente mediante i carboidrati della parete cellulare batterica (via alternativa).

I complicati meccanismi che concludono la cascata di reazioni del sistema del completamento praticano in ultimo una serie di fori nella membrana cellulare di un agente patogeno o di una cellula dell'organismo infettata. Ciò determina la morte della cellula infettata o del patogeno.

Cascata del complemento

 

In caso di infiammazione vengono liberati dei mediatori (citochine) che richiamano i globuli bianchi dal sangue nei tessuti. L'attrazione di cellule autologhe tramite messaggeri chimici prende il nome di chemiotassi.

Migrazione di leucociti

 

In caso di infezione virale si ha, da parte delle cellule infette, una liberazione di interferone. E' una molecola di segnalazione che viene liberata da leucociti infettati da virus e da cellule connettivali per proteggere le cellule non ancora infette. Questa strategia consiste in un abbassamento drastico, anche se temporaneo, all'interno delle cellule, della neosintesi di proteine proprie o estranee all'organismo; in tal modo viene rallentata anche la proliferazione dei virus.

Il lisosoma attacca direttamente la parete cellulare di alcuni batteri che è costituita da carboidrati, a meno che questa sia protetta da una capsula glicoproteica. Il lisozoma, un enzima presente anche nella saliva, attacca direttamente la parete cellulare di alcuni batteri, prima che essi abbiano la possibilità di penetrare all'interno del corpo.

Le strategie innate di difesa umorale mediata da cellule specifiche sono le seguenti:

·        sistema dei fagociti mononucleati

·        cellule natural killer

Il sistema dei fagociti mononucleati (MFS) comprende tutti gli organi in cui sono presenti macrofagi (dal greco: grandi mangiatori) e altre cellule fagocitanti; in particolare esso è sviluppato nei linfonodi, nel fegato e nel midollo osseo.
I macrofagi possono fagocitare corpi estranei: il loro citoplasma si avvolge attorno al corpo estraneo inglobandolo in una vescicola delimitata dalla membrana citoplasmatica (fagosoma). All'interno della cellula questo fagosoma si unisce ai lisosomi, vescicole contenenti enzimi digestivi attivi, costituendo il fagolisosoma nel quale ha luogo la vera e propria digestione.

Le cellule natural killer contrastano i virus. Si tratta di linfociti di grandi dimensioni con un citoplasma esteso che contiene dei granuli, i quali sono in grado di riconoscere le cellule malate e di perforare la loro membrana con una speciale proteina (perforina). In questo modo inoculano nella cellula bersaglio enzimi che portano a una degradazione del DNA provocando la morte della cellula stessa. Il processo prende il nome di "apoptosi".

 
Immunità acquisita o adottata

Quando si parla di difesa immunitaria spesso si fa riferimento all'immunità acquisita attraverso meccanismi specifici, ovvero sistemi specializzati in risposta a un agente patogeno ben determinato.

L'immunità acquisita o adottata si compone di:

·        Linfociti

·        cellule della "memoria"

·        immunoglobine

·        antigeni

I linfociti sono gli effettivi responsabili delle difese immunitarie specifiche. Si tratta di piccole cellule che nel midollo osseo si differenziano in linfociti B e linfociti T.

I linfociti T sono di gran lunga il tipo più frequente.

La loro denominazione deriva del timo, dove essi maturano e vengono selezionati. E' infatti possibile distinguere tre sottopopolazioni di linfociti T: cellule T "helper", cellule T "suppressor" e cellule T "citotossiche".

I linfociti B, invece, possiedono la capacità di trasformarsi in grosse plasmacellule, che sono le cellule effettrici dell'immunità umorale specifica. Esse secernono anticorpi in grande quantità.

Le cellule della "memoria" si attivano in presenza di una seconda infezione causata dallo stesso agente patogeno. La risposta immunitaria in questo caso si sviluppa molto più rapidamente e più efficacemente rispetto a prima.

La formazione di cellule della memoria specifiche costituisce il vero principio su cui si basa ciascun vaccino.

Le immunoglobine sono gli "organi di senso" del sistema immunitario, essendo in grado di distinguere e identificare le sostanze proprie dell'organismo e quelle estranee a esso.
Esse sono localizzate come recettori sulla superficie dei linfociti B oppure sono secrete come anticorpi nel plasma sanguigno.

La necessità della presentazione degli antigeni si spiega in buona parte tramite i meccanismi di protezione escogitati dai microrganismi, i quali hanno appunto lo scopo di impedire che i linfociti possano riconoscerli. Se una cellula che presenta antigeni assume l'agente patogeno e lo digerisce parzialmente all'interno dei suoi fagolisosomi, la possibilità di esporre in superficie l'antigene stesso è maggiore.