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Già storicamente l'esistenza della immunità acquisita era nota per la semplice osservazione: preso il vaiolo, per esempio, e guariti, non lo si prendeva più.
Il sistema immunitario in linea generale storicamente è associato alla difesa dell'organismo; nello studio di questo sistema si è partiti dalla manifestazione del sintomo passando quindi alla analisi del tessuto e infine alla comprensione della natura delle molecole coinvolte nel sistema immunitario; per questo motivo si tratta di una disciplina di natura recente.
il sistema immunitario difende il corpo umano, gli animali inferiori presentano un sistema immunitario riscontrabile già a livello dai batteri e dei protozoi: gli animali inferiori hanno esigenze chiaramente differenti rispetto a quelle dell'organismo umano, ma permane in ogni caso la necessità di difendersi da sostanze presenti nell'ambiente quali:
Con lo sviluppo dei vertebrati prima e dei mammiferi dopo, si arriva alla creazione di un SISTEMA IMMUNITARIO MOLTO PIÙ SVILUPPATO: nonostante le esigenze siano di fatto sempre le stesse, vale il principio per cui PIÙ COMPLESSO DIVIENE IL SISTEMA IMMUNITARIO, PIÙ DIVIENE DIFFICILE DA GESTIRE e più è probabile che si generino dei malfunzionamenti, per questo motivo il sistema immunitario del nostro corpo deve
garantiscono il mantenimento.
Possiamo dire che evolutivamente diviene sempre maggiore il peso del secondo dei due compiti fondamentali: IL CONTROLLO DEL SELF MODIFICATO a partire dal cancro fino a patologie autoimmuni e molto altro. Possiamo dire fondamentalmente che il 30% delle risorse del sistema immunitario sono dirette al controllo del not self, il resto al controllo del self modificato.
LA DISTINZIONE E IL RICONOSCIMENTO DEL SELF:
il fattore essenziale per garantire la funzionalità del sistema immunitario è la CAPACITÀ DI DISTINZIONE TRA IL SELF E IL NOT SELF: il sistema immunitario deve quindi da un lato tollerare il self, dall'altro attaccare il not self tanto che si parla di TOLLERANZA IMMUNITARIA.
LA DIFESA NATURALE E LA DIFESA ADATTATIVA:
il sistema immunitario nel corso della vita dell'organismo incontra diverse volte uno stesso agente esogeno e acquisisce la capacità di riconoscerlo in tempi molto più brevi. Distinguiamo quindi due tipi di difesa:
di essi nello stesso modo, questo sistema:
È ASPECIFICO.
SI ATTIVA IMMEDIATAMENTE.
NON SI ADATTA, agisce sempre allo stesso modo.
SPECIFICITÀ, si tratta di una difesa specifica per ogni bersaglio.
PRESENTA MEMORIA IMMUNOLOGICA, ricorda l'antigene precedentemente
incontrato.
quindi agisce con un'arma specifica per ciascun antigene e ricorda di averlo incontrato1.
I due sistemi presentano una BASE MOLECOLARE DIFFERENTE, ma tra loro possono collaborare: si paragona spesso il complesso del sistema immunitario ad una RETE caratterizzata da fenomeni di cross talk.
IL FUNZIONAMENTO DEL SISTEMA IMMUNITARIO:
Funzionalmente il sistema immunitario è molto simile al sistema nervoso, di distinguono:
mette in moto il sistema di difesa e viene detto ANTIGENE (Ag).
Gli antigeni sono quindi delle molecole capaci di attivare il sistema immunitario che elabora una risposta.
ed ha una azione tipicamente distruttiva ed aggressiva.
LA NATURA DELLA RISPOSTA EFFETTRICE:
la risposta effettrice all'antigene dipende da CHI e COME si mette in moto, può quindi essere:
brevissimi, tale risposta si avvale di diversi agenti effettori:
cellulari: sicuramente le cellule maggiormente coinvolte sono i FAGOCITI2, capaci di inglobare ed eliminare cellule e molecole pericolose.
molecolari: molto eterogenee, sono moltissime, si tratta di un sistema
RIDONDANTE. Un caso molto significativo è il SISTEMA DEL COMPLEMENTO (C): si tratta di un sistema di proteine che agisce soprattutto contro antigeni cellulari.
nonostante questa risposta possa essere sufficiente, viene attivato IN OGNI CASO il sistema della RISPOSTA ADATTATIVA.
infatti di un sistema essenziale per la MEMORIZZAZIONE DELL'ANTIGENE NOT SELF. Anche in questo caso abbiamo effettori:
molecolari: si tratta di ANTICORPI (Ab o antibody), sono gli effettori della
risposta acquisita.
cellulari: si tratta dei LINFOCITI, si tratta di una classe cellulare molto variegata.
si tratta della molecola che mette in moto il sistema immunitario, con questo termine si
1 fondamentale per le vaccinazioni.
2 si tratta di una classe piuttosto eterogenea.
sottointende una quantità molto elevata di molecole e cellule, È necessaria in primis una DISTINZIONE tra:
DIRETTO, mette in moto sia la via AFFERENTE che EFFERENTE.
associato a qualcosa che lo presenti, ad un CARRIER e si parla in generale di APTENE3. In ogni caso questo antigene, una volta riconosciuto grazie al carrier, SUBISCE LA RISPOSTA IMMUNITARIA4.
LE CARATTERISTICHE DELL'ANTIGENE:
In una singola proteina associata ad un agente infettivo il sistema immunitario riconosce numerosi antigeni detti EPITOPI o DETERMINANTI ANTIGENICI, sono sostanzialmente parti della proteina che vengono riconosciute di fatto come antigeni e hanno potere di attivazione sul sistema immunitario. Possiamo dire quindi che un batterio contiene NUMEROSE PROTEINE ciascuna delle quali presenta NUMEROSI EPITOPI andando a costituire un sistema estremamente COMPLESSO; LA RISPOSTA IMMUNITARIA conseguente colpisce quindi PIÙ EPITOPI tra cui, generalmente, anche quello necessario ad uccidere l'antigene.
LE CARATTERISTICHE CHE RENDONO UN ANTIGENE PIÙ O MENO RICONOSCIBILE SONO FONDAMENTALMENTE LE SEGUENTI:
più grande è la molecola, maggiore è la probabilità della presenza di EPITOPI
RICONOSCIBILI O CHE VENGONO RICONOSCIUTI.
più piccola è la molecola minore è la probabilità della presenza di epitopi riconoscibili o che vengono riconosciuti.
molecole al di sotto di 5000dalton presentano un potere antigenico bassissimo, sotto questo peso molecolare si collocano gran parte delle molecole FARMACEUTICHE e le componenti ALIMENTARI (queste possono poi comportarsi da apteni complessandosi e formando molecole di maggiore dimensione).
può presentare una struttura più o meno complessa, in generale più complessa è una struttura per distribuzione e varietà delle sue componenti, maggiore è il suo potere antigenico.
Le strutture attivanti il sistema devono essere ad esso il più visibili il possibile6.
3 A questa categoria appartengono anche farmaci che soli non sono in grado di agire, ma se associati ad un carrier possono generare una risposta fortissima; un ulteriore esempio è sicuramente il nichel che associandosi ai cheratinociti e alle loro proteine genera una reazione estremamente forte, si tratta di una ALLERGIA VERA E PROPRIA
4 I FENOMENI DI ALLERGIA AGLI ANTIBIOTICI e alla penicillina in particolare sono legati al carrier che trasporta la molecola attiva: si tratta infatti di apteni il cui carrier è un anello fenolico, senza di esso l'antibiotico stesso non funzionerebbe
5 il plasma trasfuso è composto di proteine molto diverse, ma queste, salvo certi casi, non portano a reazioni: le somministrazioni di insulina di maiale nei diabetici procedevano bene per un certo periodo, fintantoche il paziente non sviluppava una immunità per tale insulina, diversa per pochissimi amminoacidi.
6 questo è molto utile nella ricerca di molecole capaci di provocare reazioni immunitarie e quindi di memorizzazione (vaccini) BIOTECNOLOGIE.
della stessa.
tendono ad AGGREGARE formando dei complessi; a livello antigenico diciamo che MOLECOLE COMPLESSATE e MOLECOLE DISCIOLTE hanno un potere antigenico molto diverso7.
generalmente in quanto è necessario bypassare la purificazione epatica che ne diminuirebbe notevolmente l'efficacia.
risposta immunitaria alla presenza dell'antigene8. A livello procedurale è possibile inoculare tali sostanze con scopi diversi:
o si utilizza una miscela oleosa e la si unisce all'antigene, questo viene
iniettato e la presenza della miscela porta ad un assorbimento lento e prolungato nel tempo generando una risposta molto prolungata.
altro obiettivo della inoculazione artificiale di queste sostanze è quello di
preparare l'organismo stimolando le cellule che devono processarlo incrementando la rapidità e la funzionalità della risposta.
possiamo distinguere diversi tipi di ADIUVANTI in particolare ricordiamo:
ADIUVANTE COMPLETO DI FREUND: si tratta di una miscela oleosa arricchita con micobatterium tubercolosis inattivato, batterio di parete consistente
molto lipidica che incrementa la componente grassa della miscela. È più potente della sua controparte incompleta.
ADIUVANTE INCOMPLETO DI FREUND: si tratta di un complesso di oli, acqua e
antigeni al quale viene aggiunto un agente di natura solubilizzante la cui funzione è quella di produrre gocce lipidiche capaci di circondare l'antigene.
ALUM o ALLUMINIO POTASSIO SOLFATO ha la capacità di prolungare il tempo di
permanenza dell'antigene nel corpo da pochi giorni ad alcune settimane; viene molto usato.
oggi si studiano e utilizzano complessi BIOLOGICI, si tratta spesso di estratti batterici di sintesi, della famiglia delle CITOCHINE: le Citochine sono molecole che stimolano la produzione cellulare di molecole che incrementano la risposta immunitaria.
L'ADIUVANTE È SPESSO FONDAMENTALE PER GENERALE LA RISPOSTA ALL'ANTIGENE.
necessario prendere in considerazione altri effetti, in particolare si parla di individui:
iperresponsivi.
iporesponsivi.
normoresponsivi.
che rispondono in modo diverso alle diverse stimolazioni antigeniche, in particolare a questo tipo di ipersensibilità si associa la presenza di fenomeni di autoimmunità.
Sulla base delle caratteristiche sopra elencate possiamo dire quindi che la classe di
7 Per esempio le albumine complessate iniettate nel plasma animale hanno potere antigenico, mentre le forme non complessate non hanno potere antigenico.
8 lo studio degli adiuvanti è oggi materia di BIOTECNOLOGIA.
BIOMOLECOLE a MAGGIOR POTERE ANTIGENICO sono sicuramente le PROTEINE: si tratta di molecole COMPLESSE9 (spesso globulari) presentano CARICA e sono ABBASTANZA RIGIDE; GLI ZUCCHERI sono molecole che presentano, al contrario, MONOTONIA STRUTTURALE e per questo non sono degli ottimi antigeni10. I LIPIDI sono in assoluto i composti meno attivi dal punto di vista antigenico in quanto sono assolutamente privi di carica e di rigidità oltre ad essere molto simili tra loro. I NUCLEOTIDI non presentano potere antigenico se non in casi patologici estremamente gravi come il LUPUS.
Esiste un sistema di colorazione molto utilizzato per identificare due grosse categorie batteriche sulla base della composizione generale della loro parete, si parla in particolare di:
caratterizzati dalla presenza di un gran numero di glicoproteine che vengono esposte. questo LIPOPOLISACCARIDE (LPS o ENDOTOSSINA) viene LIBERATO DAI BATTERI, GENERALMENTE IN FASE DI MOLTIPLICAZIONE, PER POI SPOSTARSI NEL
SANGUE dove può creare ENORMI DANNI. Non si tratta di un antigene forte in quanto è costituito da glucidi e da lipidi soprattutto.
parete molto più spessa di pepetidogliano, creano problemi di natura patologica per la loro capacità di creare ESOTOSSINE PROTEICHE che presentano un potere antigenico molto elevato.
I GRUPPI SANGUIGNI: si tratta di antigeni dal potere estremamente significativo, in particolare nella loro applicazione clinica: sono generalmente presenti su elementi corpuscolati nel sangue, a livello pratico e clinico ricordiamo due sistemi (formati da diversi antigeni):
ma non solo, nei globuli rossi, che si possono organizzare formando quattro
gruppi:
A livello statistico nelle nostre zone, Europa occidentale, abbiamo una prevalenza
elevata di A e 0 mentre i gruppi AB e B sono relativamente rari11. A livello statistico invece possiamo dire che andando verso EST aumenta la frequenza dell'antigene B; caso particolare sono gli INDIOS che presentano una percentuale di 88% di 0.
9 esistono ovviamente delle eccezioni come il collagene, le cheratine, gli istoni; questi ultimi sono strutturalmente poco complessi.
10 esistono delle vaccinazioni basate su carboidrati, questi vaccini non sono molto efficaci e possono creare dei problemi.
11 in Italia spostandosi verso sud aumenta la frequenza del gruppo B.
questo sistema antigenico è composto di ZUCCHERI ASSOCIATI A LIPIDI DI MEMBRANA che si collocano sulle superfici delle cellule, le cellule che portano questi antigeni sono LE CELLULE CIRCOLANTI e che sono PRESENTI IN DIVERSA FREQUENZA ESPRESSIVA IN TUTTI I TESSUTI: per questo motivo è estremamente importante dal punto di vista clinico. L'80% degli individui presenta antigeni di questo tipo anche direttamente nel PLASMA e nelle SECREZIONI CORPOREE, associati in questo caso a PEPTIDI e NON A LIPIDI12. Si tratta di fatto di una eccezione rispetto alla regola normale che prevede la presenza di un antigene e di un anticorpo ad esso correlato: chi possiede questo tipo di antigeni, presenta degli anticorpi contro gli antigeni che non possiede, chi è di gruppo A presenta antigeni contro il gruppo B e viceversa. Si tratta di ANTICORPI NATURALI che SI SVILUPPANO DOPO I PRIMI TRE MESI DI VITA13 e normalmente si presentano in una quantità molto bassa, infatti la produzione di questi anticorpi non è stimolata dall'esterno e legata ad un controllo di tipo ambientale: la vita di relazione ambientale produce un incremento degli anticorpi fisiologico. Questo fattore è dovuto al fatto che direttamente dalla nostra nascita noi cominciamo a convivere con BATTERI detti SAPROFITI che innescano una certa risposta immunitaria, tali batteri presentano delle strutture glicoproteiche simili a quelle dei gruppi sanguigni, che sono molto semplici, e che possono innescare una risposta immunitaria più o meno forte rispetto all'antigene del gruppo AB0 che il corpo non possiede.
GLI ANTIGENI AB0:
fondamentalmente si parte da una struttura glucidica di base che si modifica sotto l'effetto di geni formando diversi gruppi, QUINDI:
12 è quindi possibile determinare il gruppo sanguigno a partire dalla saliva per esempio.
13 quindi si possono traspondere senza problemi, in linea generale, i neonati.
formazione del complesso glucidico detto GRUPPO 0: questo avviene per la unione di una molecola di FUCOSIO alla catena di base.
galattosio al quale è associato il fucosio, una Nacetil galattosamina.
distinguiamo quindi:
➔ A1 che presenta la Nacetil galattosamina unicamente su una delle due
catene.
➔ A2 che presenta la Nacetil galattosamina su entrambe le catene.
precedente, ma lo zucchero trasposto non è la N acetil galattosamina ma il
GALATTOSIO.
esistono anche DEGLI INDIVIDUI CHE PRESENTANO LA SOLA STRUTTURA DI BASE,
priva di qualsiasi altra forma; questi individui NON POSSONO RICEVERE SANGUE DALLE PERSONE CHE PRESENTANO UN GRUPPO SANGUIGNO AB0 ma solo da
persone che presentano la stessa situazione; la popolazione in questione è ridottissima, circa un individuo su un milione di persone, e si parla di gruppo Bombay. Per la frequenza estremamente bassa degli individui omozigoti recessivi per il gene H si dice che tale gene è SUPER DOMINANTE.
possiamo identificare dei geni associati a questo tipo di sistema antigenico, in particolare ricordiamo:
fluidi corporei e nel plasma; viene detto Se e presenta natura dominante. possiamo quindi distinguere due gruppi fenotipici:
SeSe + Sese che presentano il fenomeno di secrezione e rappresentano
l'80% della popolazione.
sese che non presenta fenomeni di secrezione secrezione.
morfologico, ANCHE IL GENE LEWIS o Le: possiamo dire che gli individui che
presentano il gene Le PRESENTANO UN COMPLESSO POLISACCARIDICO IDENTICO
AL GRUPPO H, MA CON UNA MOLECOLA DI FUCOSIO associata alla acetil glucosamina; nel complesso distinguiamo quindi:
assenza del gene Le, manca l'antigene, la popolazione che fa parte di
questa categoria è il 2%.
LeA: si tratta di un gene che codifica per una trasferasi la cui azione porta alla ASSOCIAZIONE DELLA MOLECOLA DI FUCOSIO non al galattosio come per
il gruppo H, MA ALLA N acetil GLUCOSAMINA che lo precede nella catena polisaccaridica.
LeB: a questo gruppo appartengono quelle persone che presentano oltre al
gene A anche il gene Se, cioè il gene secretore. IL SISTEMA Rh: viene così definito in quanto si sperimentò su antigeni prodotti tramite una scimmia, la Rhesus, in particolare possiamo distinguere due gruppi di pazienti:
in realtà con il tempo si è andato sviluppando un sistema di identificazione di
antigeni più preciso basato sulla analisi molecolare che ci ha consentito di identificare 5 distinti antigeni, in particolare:
i soggetti politrasfusi possono sviluppare anticorpi per questo tipo di antigeni;
inoltre oggi sappiamo che il titolo di Rh+ è legato alla PRESENZA O ASSENZA DELL'ANTIGENE D CHE È IL PIÙ POTENTE DEL SISTEMA ANTIGENICO, al contrario il d NON PRESENTA POTERE ANTIGENICO.
SI TRATTA DI UN APLOTIPO: questo complesso genetico si colloca nel cromosoma 1 e viene ereditato COME UN UNICO BLOCCO, gli antigeni cioè non sono separabili tramite CROSSING OVER e questo avviene per la estrema vicinanza tra i geni in questione. È quindi importante ricordare che:
➔ QUESTI ANTIGENI SONO PROTEICI E, di conseguenza, MOLTO POTENTI.
➔ SONO PRESENTI UNICAMENTE NEL SANGUE e non nei tessuti.
➔ PER I TRAPIANTI DI ORGANO NON CI SONO PROBLEMI.
➔ al contrario che per il gruppo AB0 NON ESISTONO ANTICORPI NATURALI,
questi vengono SVILUPPATI UNICAMENTE TRAMITE ESPOSIZIONE agli antigeni
in questione14.
➔ ricordando che l'antigene più potente è il D, sono possibili numerosissime
combinazioni alleliche. In ogni caso chi possiede almeno un gene
codificante per l'antigene D presenta fenotipo Rh+.
produzione di EMOAGGLUTININE A FREDDO, si tratta di una patologia
caratterizzata dalla produzione di emoagglutinine che attaccano il globulo rosso unicamente a temperature inferiori a 37°C, la emoagglutinazione si verifica quindi unicamente in periferia e nel momento in cui la temperatura ambientali sia abbastanza bassa. La produzioni di tali anticorpi è fondamentalmente legata ad infezioni da mycoplasmi e il fenomeno presenta, generalmente, natura transitoria.
A livello di quantità ricordiamo che le cellule del sangue presentano una quantità di antigeni Rh estremamente limitata rispetto agli antigeni appartenenti al gruppo AB0.
il SISTEMA IMMUNITARIO (o S.I.) è il sistema che identifica l'antigene ed elabora la risposta immunitaria. Come accennato i modelli di risposta sono due:
entrambi i sistemi sono composti di elementi di natura cellulare e umorale che comunicano trasversalmente tra loro.
I POLIMORFONUCLEATI:
I NEUTROFILI si tratta dei globuli bianchi più comuni, ricordiamo che:
indice della vitalità e giovinezza, presentano colorazione neutra.
EOSINOFILI, sono molto pochi:
BASOFILI che sono la classe meno rappresentata:
Tutti i componenti della classe dei POLIMORFONUCLEATI presentano CAPACITÀ FAGOCITARIA.
I MONONUCLEATI:
LINFOCITI: sono cellule che si occupano soprattutto della immunità acquisita e specifica; si dividono in numerose e diverse sottocategorie con funzioni piuttosto diverse.
MONOCITI: si tratta di cellule:
UNICO A FORMA DI FERRO DI CAVALLO.
LE CELLULE NK
Non appartengono a nessuna delle categorie precedentemente citate, si associano infatti al COMPLESSO DELLA IMMUNITÀ NATURALE e:
50% superiori agli altri linfociti.
CELLULE STELLATE:
Sono cellule caratterizzate dalla presenza di DENDRITI; per la loro struttura e posizione sono IDEALI NEL PROCESSARE L'ANTIGENE, sono dette anche APC (antigen presenting cells). Queste cellule si collocano in numerosissimi tessuti.
LE COMPONENTI DEI SISTEMI DI DIFESA NATURALE:
il sistema naturale comprende numerosi meccanismi e autori della difesa, in linea generale possiamo dire che qualsiasi cosa è utile alla difesa dell'organismo in quanto agenti patogeni possono attaccare il corpo su qualsiasi superficie, la difesa deve, quindi, essere impostata in modo estremamente capillare.
penetrare nell'organismo è necessario che la cute sia interrotta in qualche punto.
La cute è formata, come sappiamo, da:
➔ strato corneo.
➔ strato lucido.
➔ strato granuloso.
➔ strato spinoso.
➔ strato basale.
partecipano alla difesa anche annessi cutanei come:
antibatterici.
agenti patogeni.
protettiva e spesso non è compatibile con agenti patogeni.
batteri e agenti patogeni, in particolare ricordiamo:
➔ NATURALE UMORALE.
➔ Che ATTACCA IL PEPTIDOGLICANO CHE COMPONE LE MEMBRANE BATTERICHE
uccidendo i batteri stessi, si tratta di un ottimo sistema di difesa sempre
attivo.
➔ RIDUCE LA CARICA ELETTRICA DELLA SUPERFICIE BATTERICA RENDENDO PIÙ
FAGOCITABILE IL BATTERIO.
dall'esterno, ma prodotti direttamente dal nostro corpo:
➔ VENGONO PRODOTTI LOCALMENTE.
➔ QUASI TUTTI GLI ORGANI (anche il cuore) PRODUCONO QUESTI COMPOSTI
che sono presenti soprattutto sulla CUTE e soprattutto nei granuli.
➔ PRESENTANO DIVERSE CARATTERISTICHE.
➔ STRUTTURALMENTE SONO PEPTIDI NATURALI.
l'insediamento batterico più difficile.
batteri e corpuscoli.
dal punto di vista IMMUNITARIO questi batteri occupano posti chiave nel nostro
organismo, in particolare si collocano tra I VILLI INTESTINALI dove presentano anche una funzione fortemente limitante la attività di altri agenti batterici patogeni.
si tratta principalmente di FAGOCITI, sono cellule capaci di fagocitare agenti esogeni; si tratta fondamentalmente di MONOCITI e POLIMORFONUCLEATI, queste cellule presentano la capacità di:
Queste cellule viaggiano nel torrente circolatorio in PERIFERIA RISPETTO AL CENTRO DEL
1 è possibile che il sebo, in casi patologici, divenga denso e stimoli le infezioni cutanee provocando un ristagno dei patogeni intrappolati in esso.
2 eccessivi lavaggi cutanei possono creare problemi seri a livello della struttura della cute e della produzione della acidità fisiologica necessaria ad impedire infezioni.
3 il mancato movimento delle ciglia è fortemente predisponente alle infezioni respriatorie.
VASO aderendo alla superficie interna dello stesso e muovendosi molto lentamente. Polimorfonucleati e monciti presentano in ogni caso delle differenze notevoli:
loro funzione principalmente nei tessuti connettivi dove:
Presentano una vita molto più lunga rispetto alle componenti del sangue e ai polimorfonucleati.
hanno una attività molto più forte rispetto a quella della cellula circolante.
maggiore dimensione.
maggiore ricchezza di granuli.
possono essere:
si possono muovere verso l'agente patogeno grazie ad un processo di CHEMIOTASSI: si crea una sorta di gradiente chimico che attira la cellula macrofagica che si muove tramite PSEUDOPODI.
si dislocano insomma in diverse parti del nostro corpo.
vita breve
I NEUTROFILI soprattutto, ma anche gli altri polimorfonucleati, sono cellule
estremamente dinamiche, 2/3 dei neutrofili sono disposti in periferia e non sono visibili o quantificabili; spessissimo si collocano nella MILZA e nell'ENDOTELIO DEI VASI.
PER GRANULOCITI E MONOCITI, al contrario di quanto avviene per i MACROFAGI che si trovano già nel tessuto connettivo o comunque nella sede della infezione, si rende necessario, per poter raggiungere il sito di azione, ATTRAVERSARE LA PARETE DEL VASO: come accennato tali globuli si muovono lentamente e perifericamente rispetto al lume del vaso sanguifero e questo facilita il riconoscimento del luogo di azione.
L'ATTRAVERSAMENTO DELLA BARRIERA ENDOTELIALE:
granulociti e monociti circolanti devono attraversare l'endotelio che è una BARRIERA ESTREMAMENTE FITTA E COMPLESSA; il processo avviene in questo modo:
della infezione.
endoteliali, si parla di SPREADING.
TALE PROCESSO È STRETTAMENTE DIPENDENTE DAI FENOMENI DI ROLLING E SPREADING
del GRANULOCITA RISPETTO ALL'ENDOTELIO; tali processi appartengono alla categoria
4 si possono quantificare in modo più preciso con somministrazioni di ADRENALINA: l'incremento della adrenalina porta a contrazione della milza che espelle polimorfonucleati nel sangue.
dei meccanismi di cross talk. IL ROLLING DEL GRANULOCITA:
Poco dopo l'arrivo dello stimolo chemiotattico le cellule endoteliali, essendo ad esso sensibili, assumono la capacità di esprimere a livello della membrana delle molecole che risultano compatibili con il GRANULOCITA e con delle proteine espresse sulla sua membrana, consentendo in questo modo il RALLENTAMENTO DELLA CELLULA CIRCOLANTE e l'instaurarsi della relazione sopra descritta. Le molecole espresse dalle CELLULE ENDOTELIALI sono dette SELECTINE e sono molecole glicoproteiche.
LE SELECTINE sono delle molecole lipoproteiche ancorate alla membrana cellulare endoteliale; si riconoscono diversi tipi di selectine che reagiscono con cellule differenti presenti nel sangue, possiamo dire fondamentale è il DOMINIO EXTRACELLULARE molto sviluppato a conferire a tali molecole le loro caratteristiche, tale parte della molecola viene detta LEPTIN DOMAIN e consente alla molecola stessa di interagire con i glucidi ad essa compatibili. Complessivamente conosciamo ad oggi tre tipologie di selectine:
ricezione di uno stimolo di natura patogeno-chemiotattica; vengono sintetizzate
ed esposte in un secondo momento, successivamente alle P selectine.
oggi sappiamo, si colloca anche sulla superficie endoteliale ma differisce dalla E
selectina in quanto la P selectina viene SINTETIZZATA ed ACCUMULATA nei GRANULI DI WEIL-PALADE: si tratta di un complesso di granuli contenenti molecole proteiche che vengono secreti unicamente in caso di necessità e in risposta a stimoli specifici. La presenza e la velocità della esposizione di questo tipo di molecole determina la risposta più immediata allo stimolo chemiotattico.
relazione con l'endotelio.
LA STRUTTURA DELLE COMPONENTI GLUCIDICHE di queste molecole è essenziale: si tratta di un complesso glucidico, caratterizzato da una molecola di acido sialico, esposto da tutti gli individui allo stesso modo e detto Lex.
LO SPREADING DEL GRANULOCITA:
anche in questo caso è l'endotelio ad esprimere i fattori essenziali per l'instaurarsi di questo tipo di relazione, si tratta di proteine dette ICAM (intracellular adhesion molcules) che, di fatto, sostituiscono le SELECTINE e consentono L'INSTAURARSI DI UNA RELAZIONE PIÙ STABILE E COSTANTE tra il granulocita e la cellula endoteliale; in vitro il passaggio tra queste due fasi avviene in circa 5 ore, il tempo necessario alla sintesi delle molecole ICAM. Essenziale è sicuramente il contributo della
ICAM 1 che svolge un ruolo fondamentale. Queste molecole:
pieghe o anse, per questo motivo appartengono alla SUPERFAMIGLIA DELLE IMMUNOGLOBULINE; l'ansa in
questione è formata di 110 amminoacidi:
10 all'origine dell'ansa.
90 a costituire l'ansa vera e propria.
10 al termine dell'ansa.
5 generalmente vengono esposte entro 10 minuti dall'inizio della infezione e possono essere dosate tramite anticorpi
un PONTE SOLFURO A CHIUDERE L'ANSA così costituita.
a questa superfamiglia appartengono anche molecole dette VCAM che interagiscono principalmente con i LINFOCITI e che sono, ovviamente, strutturalmente molto simili.
L'instaurarsi di una relazione stabile prevede L'ESPRESSIONE DA PARTE DEL GRANULOCITA di molecole di tipo CD o CLASTER DI DIFFERENZIAZIONE6: in questo caso si tratta del dimero CD11/18, sono presenti infatti:
Queste molecole appartengono alla SUPERFAMIGLIA DELLE INTEGRINE: si tratta di fattori
proteici la cui caratteristica è quella di legarsi a molecole presenti nell'endotelio o presenti nella matrice extracellulare del connettivo e capaci di dare questo tipo di interazioni; a livello strutturale tali molecole sono molto diverse tra loro, ma funzionalmente sono molto simili. Fondamentalmente distinguiamo due tipi di catene:
BETA1 che si lega con MOLTE E DIVERSE CATENE ALFA CREANDO MOLECOLE
CAPACI DI GENERARE FENOMENI DI ASSOCIAZIONE MOLTO DIFFERENTI.
BETA 2 che può invece legarsi con un numero minore di catene alfa:
Queste molecole aumentano numericamente durante il processo di interazione IN MODO MOLTO CONSISTENTE.
L'APERTURA DEL PASSAGGIO:
in questo caso intervengono delle proteine dette PECAM che consentono di generare fenomeni di adesione intercellulare molto forti, in particolare possiamo dire che:
strutturale dell'endotelio.
superficie endoteliale.
le molecole PECAM sono capaci di creare delle giunzioni estremamente resistenti isolanti tanto che durante il passaggio del leucocita il varco è così stretto che NON È POSSIBILE PER ALTRE MOLECOLE FILTRARE ATTRAVERSO LA BARRIERA ENDOTELIALE.
Tale sistema si attiva, ovviamente, a seguito dell'intervento macrofagico locale che scatena una prima risposta immunitaria che, se sufficiente, può non richiamare altre cellule bianche.
6 con il termine CD si intende indicare una serie di molecole che sono state scoperte negli ultimi anni grazie all'utilizzo di specifici anticorpi, tali molecole sono poi identificabili in modo univoco grazie in virtù del numero ad esse associato.
I fagociti sono cellule a capacità fagocitica appartenenti, come accennato, alle classi dei granulociti e dei monociti macrofagi; essi svolgono una azione fondamentale nella difesa naturale.
IL RICONSCIMENTO DELL'AGENTE ESOGENO:
il fagocita deve riconoscere l'agente esogeno e fagocitarlo per distruggerlo; tale processo avviene in questo modo:
cellula formando FAGOLISOSOMI.
perché avvenga un processo di questo tipo è necessario che venga percepito l'agente esogeno, questo può avvenire:
PRINCIPALMENTE DELL'AGENTE ESOGENO STESSO, in generale si parla DI PRR, PATTERN RECOGNITION RECEPTORS, CHE SONO UNA FAMIGLIA ESTREMAMENTE
VARIEGATA DI MOLECOLE DI RICONOSCIMENTO, in particolare possiamo dire che:
le membrane batteriche sono soprattutto SONO RICCHE DI MANNOSIO ma anche di altri glucidi; molti di questi recettori sono sensibili proprio a questo
tipo di molecole.
esistono recettori detti SCAVENGER che individuano SOSTANZE O CELLULE DA ELIMINARE come:
molti recettori sono sensibili al LIPOPOLISACCARIDE dei batteri gram NEGATIVI che quotidianamente ci colpiscono: tali endotossine devono ESSERE ELIMINATE
DAL NOSTRO ORGANISMO per impedire fenomeni di intossicazione.
TLR Toll Like receptors: si tratta di recettori coinvolti nelle pathway apoptotiche ma non solo, oggi se ne conoscono 22; si tratta di molecole
estremamente conservate a livello evolutivo, sono presenti già nella drosophila, e che sono capaci di riconoscere e rendere eliminabili sostanze molto pericolose. Un esempio è relativo sicuramente all'LPS o lipopolisaccaride endotossinico:
SINGOLI TLR RECEPTORS SONO SENSIBILI A DIVERSE MOLECOLE come per
esempio l'RNA batterico o il PEPTIDOGLICANO DELLE PARETI BATTERICHE.
la prima non bastasse, si tratta di processi DETTI DI OPSONIZZAZIONE e che sono resi possibili da un sistema di molecole circolanti che:
si associano a molecole esogene presenti nel sangue e derivate o associate a
membrane batteriche.
attivano un sistema di natura recettoriale presente sui fagociti.
stimolano la FAGOCITOSI.
L'OPSONIZZAZIONE è il processo che consente il riconoscimento del batterio tramite la presenza di molecole circolanti: la molecola precedentemente citata capace di riconoscere l'LPS circolante e in grado di attivarne la elminazione, fa parte di questa categoria di molecole.
QUESTI DUE SISTEMI SONO ESSENZIALI A GARANTIRE LA CLEARANCE DEL SANGUE DA
MOLECOLE MOLTO PERICOLOSE quali sono le endotossine.
Nel caso in cui tale reazione non sia sufficiente, si formano GRAZIE ALLA AZIONE DELLA MIELOPEROSSIDASI, MOLECOLE come IPOCLORITI E IPOBROMITI
che vengono secreti direttamente NEL FAGOLISOSOMA: si tratta di MOLECOLE A POTERE OSSIDANTE ANCORA MAGGIORE E FORTEMENTE LESIVE.
AZIONE DEI MACROFAGI E DEI MONOCITI: si tratta di un altro tipo di killing O2
dipendente che prevede l'utilizzo di MOLECOLE REATTIVE DELL'AZOTO in particolare l'OSSIDO NITRICO prodotto dalla NO SINTASI a partire dalla L- arginina.
È importante sottolineare la pericolosità di questo sistema: può essere sufficiente un qualsiasi fattore attivante per generare una risposta distruttiva rispetto ai tessuti circostanti, anche un semplice contatto8.
GRANULI PRIMARI:
GRANULI SECONDARI:
FONDAMENTALE è il complesso DELLE PROTEINE CATIONICHE.
8 danni di natura aterosclerotica possono essere legati anche alla continua attività di questo tipo di molecole.
Il ruolo più significativo viene svolto dal sistema delle PROTEINE DEL COMPLEMENTO, ci sono tuttavia una enorme quantità di molecole attive nella difesa del nostro organismo. In particolare ricordiamo:
fanno parte del sistema del complemento. Condividono la struttura delle
PROTEINE DEL SURFACTANTE e hanno potere opsonizzante.
acuto come un'infezione sistemica, una infiammazione acuta batterica, un
intervento chirurgico o qualsiasi evento particolare e differente dal solito (anche di natura PSICOLOGICA o NEUROLOGICA). Tali molecole hanno la funzione di modificare le condizioni fisiologiche di modo da superare la condizione acuta; diciamo che nel territorio colpito si crea, generalmente, un processo di FLOGOSI: le cellule che intervengono in questa sede producono CITOCHINE la cui funzione è quella di portare messaggi specifici a distanza onde riadattare le condizioni fisiologiche del soggetto. Queste proteine sono prodotte generalmente dai MACROFAGI e:
tipo tra cui anche le PROTEINE DELLA FASE ACUTA.
produzione di LEUCOCITI. La differenza tra cellule prodotte ex novo e quelle
presenti nella periferia si può visualizzare sulla base del numero di lobi dei monociti.
LE PROTEINE DELLA FASE ACUTA sono principalmente capaci di opsonizzare i batteri, queste sono:
per monitorare numerosissime situazioni critiche, soprattutto infezioni
batteriche. Tale proteina reagisce con i batteri e ne stimola la fagocitosi.
crisi emolotiche, soprattutto è essenziale la sua produzione:
la barriera ematoencefalica del bambino non ancora completamente
formata.
dismutasi.
VIRALI, in particolare ne distinguiamo in tre tipi:
tutte queste molecole hanno la capacità di rispondere ad infezioni VIRALI: fanno
attivare, una volta recepite dalle cellule, LA OLIGOADENILATO SINTETASI che ha la
CAPACITÀ DI BLOCCARE LA TRASCRIZIONE DI DNA O RNA VIRALE.
vascolarizzazione e la capacità secretiva.
Proteine prodotte dal fegato e utili a fenomeni di COAGULAZIONE possono essere fondamentali nel limitare l'accesso di patogeni.
Le cellule coinvolte in questo tipo di immunità sono sicuramente I LINFOCITI, per moltissimo tempo non si comprese quale fosse la natura delle diverse categorie di linfociti. I linfociti si distinguono chiaramente per il loro NUCLEO COMPATTO, ma presentano una eterogeneità notevole visibile già a livello dello striscio di sangue:
tale caratteristica è MAGGIORMENTE MARCATA nei LINFOCITI PIÙ PICCOLI.
RENIFORME simile quindi a quello del monocita anche se molto più grande; in ogni caso si distinguono da questi in quanto non sono capaci di FAGOCITARE.
Da 40 anni a questa parte si sono fatte scoperte notevolissime sul sistema linfocitario in particolare tramite LA SEPARAZIONE LINFOCITARIA CON FICOLI ISOPAQUE:
globuli rossi e cellule polinucleate del sangue, che hanno una densità
maggiore.
cellule mononucleate quindi LINFOCITI e MONOCITI.
superficialmente alle componenti cellulari si pone, ovviamente, il plasma.
in questo modo è possibile, viste le percentuali, isolare fondamentalmente una GRANDE QUANTITÀ DI LINFOCITI (che rappresentano la stragrande maggioranza dei mononucleati). Incubando tali cellule con estratti esogeni di qualsiasi natura e mantenendoli in incubazione per alcuni giorni si assiste ad un fenomeno di questo tipo:
Con il tempo alcune delle cellule trasformate tornano alla loro conformazione
precedente.
Analizzandole al microscopio scopriamo che LE CELLULE PRODOTTE TRAMITE LA ESPOSIZIONE DEI LINFOCITI AD AGENTI ESOGENI SONO CELLULE STAMINALI: si tratta di
cellule con nucleo a cromatina lassa e citoplasma basofilo, hanno una notevole CAPACITÀ RIPRODUTTIVA. Tali cellule possono quindi:
LA CELLULA LINFOCITARIA È QUINDI PROGRAMMATA IN MODO DA POTERSI ADATTARE A CIÒ
CHE INCONTRA: durante questi processo di rispecializzazione queste cellule assumono degli antigeni specifici CHE LE RENDONO CAPACI DI RISPONDERE IN MODO SPECIFICO AD UN EPITOPO O AD UN ANTIGENE. Se un organismo viene esposto ad un antigene, specifico reagiranno con esso una quantità limitata di CELLULE LINFOCITARIE. Tale sistema è così funzionale che CON IL SOLO PASSAGGIO DI LINFOCITI SENSIBILIZZATI DA UN ORGANISMO
AD UN ALTRO È POSSIBILE SENSIBILIZZARE IL SISTEMA IMMUNITARIO DI UN SECONDO
ORGANISMO in modo estremamente selettivo.
BREVE STORIA DELLA RICERCA SUI LINFOCITI:
I linfociti, oltre a presentare una specifica reattività, presentano anche una FORTE DIVERSITÀ FUNZIONALE: vennero eseguiti numerosi esperimenti in particolare rispetto alla attività di dati organi come il timo.
MILLER:
il ricercatore timectomizzava i topi alla nascita; egli osservò:
notata questa differenza morfologica, il ricercatore decise di somministrare ANTIGENI e osservò
che:
si ipotizzò quindi che il TIMO PRODUCESSE UNA SERIE DI LINFOCITI DI ORIGINE TIMICA, QUINDI DI
TIPO T, CHE:
rispetto alla risposta naturale).
Altri esperimenti vennero eseguiti SU VOLATILI in particolare VENIVA RIMOSSA LA BORSA DEL FABRIZIO, linfoghiandola coinvolta nelle risposte di tipo immunitario: i polli che vennero utilizzati NON RISPONDEVANO CON ANTICORPI AGLI ATTACCHI DEGLI AGENTI ESOGENI; tali
linfociti vennero quindi definiti LINFOCITI B. CUPS:
Il ricercatore decise di provare a mettere in contatto LINFOCITI UMANI con ERITROCITI BOVINI e osservò che ALCUNI LINFOCITI VENIVANO CIRCONDATI DA GLOBULI ROSSI DI MONTONE;
proseguendo nelle sue ricerche egli OSSERVÒ CHE CHI ERA PRIVO DI CELLULE T NON FORMAVA QUESTO TIPO DI COMPLESSI detti rosette, E NON IDENTIFICAVA TRAMITE IL SISTEMA LINFOCITARIO GLI AGENTI ESOGENI.
ALTRI RICERCATORI decisero quindi di miscelare linfociti con molecole anticorpali ANTI IMMUNOGLOBULINE marcate in fluorescenza: si scoprì quindi che linfociti CHE NON AVEVANO FORMATO LE ROSETTE complessavano con ANTICORPI ANTI IMMUNOGLOLOBULINE ovviamente divenendo fluorescenti.
Attraverso l'utilizzo di questo tipo di marcatori divenne possibile determinare a quale dei due tipi di linfociti si associ la immunodeficienza.
Ad oggi è possibile determinare quantitativamente in un campione di sangue periferico linfociti B e T, in particolare, una volta isolati linfociti e monociti, possiamo calcolare che:
Tra i linfociti B e i linfociti T c'è un rapporto di circa 1 a 7; le cellule NK sono rappresentate in modo ancora inferiore. CAPIAMO QUINDI COME I LINFOCITI T ABBIANO UN RUOLO FONDAMENTALE NELLA RISPOSTA IMMUNITARIA; la maggior parte dei linfociti circolanti sono i T helper.
COMPLESSIVAMENTE I LINFOCITI IN UN CAMPIONE DI SANGUE SONO CIRCA 1000-1500 per
millimetro cubo; è necessario valutare anche numericamente, e non solo in percentuale, quanti siano i singoli linfociti a livello clinico soprattutto nella diagnosi di alcune
patologie specifiche.
chiaramente è logico ipotizzare la esistenza di specifici recettori per un dato antigene, depositaria di tale compito è sicuramente la SUPERFAMIGLIA DELLE IMMUNOGLOBULINE: in particolare si tratta di molecole proteiche, IDENTIFICABILI TRAMITE ANTICORPI ANTI IMMUNOGLOBULINE, caratterizzate da una struttura ad anse. A livello sperimentale non fu semplice comprendere quale fosse la struttura dei recettori dei linfociti T: questo è divenuto possibile negli ultimi 30 anni grazie alla costruzione di ANTICORPI MONOCLONALI estremamente specifici; tali anticorpi CONSENTIRONO DI SCOPRIRE MOLECOLE NUOVE SPECIFICHE ED ESTREMAMENTE SELETTIVE oggi note come TCR o T
CELL RECEPTORS; tali molecole:
IMMUNOGLOBULINE: presentano infatti due anse costituite di 110 amminoacidi.
intracellulare molto limitato rispetto a quello extracellulare; si tratta prevalentemente di una coda idrofobica che risulta però associata ad alcuni amminoacidi carichi positivamente rivolti verso la parte idrofilica della membrana:
lisina per la catena alfa.
Lisina e arginina per la catena beta.
estremamente ETEROGENEI ANCHE DAL PUNTO DI VISTA ALLELICO, in
particolare:
le catene alfa sono codificate sul cromosoma 14.
le catene beta sono codificate sul cromosoma 7.
componenti esogene e in particolare sono costituite di:
UNA COMPONENTE FISSA detta v che non cambia mai.
UNA COMPONENTE VARIABILE detta c, estremamente mutevole, che è la
parte sensibile della molecola.
un solo gene codifica per la parte costante.
moltissimi geni, dalla elevatissima eterogeneità allelica, codificano per la
parte variabile.
I LINFOCITI T gamma-delta sono linfociti che presentano un TCR differente, costituito di due monomeri gamma e delta: anche in questo caso i cromosomi sono gli stessi, 14 e 7, e la molecola recettoriale è costituita sulla stessa base, nello stesso modo. La funzione di questo tipo di cellule non è ancora nota, in ogni caso è importante sottolineare il fatto che il 95% dei LINFOCITI È DI TIPO T alfa beta. Alcune funzioni ipotizzate sono:
innata e quella acquisita.
incontrati più di frequente.
A prescindere da quale sia il recettere, la parte VARIABILE sarà la parte sensibile della molecola e l'epitopo andrà ad inserirsi tra di esse.
LA TRASDUZIONE DEL SEGNALE:
Al dominio INTRACELLULARE corrisponde chiaramente il compito di trasmettere lo stimolo proliferativo: il DOMINIO INTRACELLULARE del recettore È tuttavia TROPPO CORTO per svolgere questo compito che viene affidato infatti AI CORECETTORI. I corecettori sono una serie di molecole, che complessivamente portano la sigla CD3; tali molecole:
segnale.
che consente la comunicazione costituito di circa 48-81 amminoacidi.
epsilon-delta epsilon-gamma.
a questa categoria APPARTENGONO ANCHE ALTRE MOLECOLE che non fanno parte della classe delle molecole CD, tali molecole:
classi ETA E ZETA; la catena zeta sappiamo presenta un dominio intracellulare di 113 amminoacidi.
DEL SEGNALE, sono CRITICHE, la parte più critica è la CATENA ZETA.
Fonte: http://www.istitutopalatucci.it/libri/scienze/appunti%20di%20immunologia.pdf
Sito web da visitare: http://www.istitutopalatucci.it
Autore del testo: G.Perin
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