Il Sistema Immunitario: immunità innata e meccanismi di difesa

Il Sistema Immunitario

In grado di riconoscere ed eliminare tutto ciò che non è parte dell'organismo. Strategia per contrastare agenti patogeni

Immunità innata - prima linea di difesa

• Risposta immediata e non
• specifica
• Comprende Barriere fisico-
• chimiche e infiammazione
• Fagociti
• Granulociti
• Cellule Natural Killers (NK)
• Complemento

IMMUNITA' INNATA IMMUNITA' SPECIFICA

Cellule del sistema immunitario

MONOCITA NEUTROFILO 65% 4% <1% LINFOCITA 25% 6% (diventa macrofago) Distrugge i parassiti pluricellulari Scatena l'infiammazione Diventa un linfocita B, T

FAGOCITI

Inghiottono e distruggono Stimolano i Linfociti T

GRANULOCITI (Polimorfonucleati)

Attaccano patogeni specifici e cellule anomale

1. BARRIERE FISICO-CHIMICHE

• Pelle: Prima linea di difesa, barriera impermeabile contro patogeni.
• Membrane mucose: Rivestono le cavità interne (respiratorio, riproduttore e gastrointestinale) e bloccano l'ingresso di patogeni.
• Muco: Cattura i patogeni (rimozione tramite azioni come la tosse o lo starnuto)
• Temperatura (T): La febbre può inibire la crescita di alcuni patogeni.

. pH: Acidità di stomaco e pelle ostacola la proliferazione di batteri.

2. PROTEINE AD AZIONE ENZIMATICA

• Complemento: Sistema proteico che facilita la fagocitosi e distrugge le membrane dei patogeni.
• Lisozima: Enzima che scinde i legami delle pareti cellulari batteriche (presente nella saliva e nelle lacrime)

3. Meccanismi cellulari di eliminazione

• Fagocitosi: Processo attraverso il quale cellule come i macrofagi e i neutrofili inglobano e digeriscono patogeni o detriti cellulari.

4. Mediatori solubili

. Citochine: Proteine che mediano la risposta infiammatoria e la comunicazione tra le cellule del sistema immunitario (interleuchine, interferoni, TNF).

Cellule dell'immunità innata

Monociti -diventano macrofagi quando migrano nei tessuti e ricevono segnali specifici che li inducono a differenziarsi. Macrofagi: cellule grandi che "mangiano" (fagocitano) e distruggono i patogeni. Riconoscono segnali molecolari specifici chiamati "pattern di molecole associate ai patogeni" (PAMP), che sono caratteristiche di molti patogeni.

• Macrofagi
• Neutrofili/
• Eosinofilili
• Basofilili
• Natural Killer (an tipo di linfociti)

MONOCITA NEUTROFILO FAGOCITI

Neutrofili: tra le prime cellule ad arrivare nel sito dell'infezione. Hanno la funzione di eliminare batteri e altri patogeni, liberando anche enzimi che uccidono i microrganismi.

EOSINOFILO BASOFILO• Macrofagi a rofagi

• Neutrofili
• Eosinofili li
• Basofili ili
• Natural Killer (un tipo di linfociti)

EOSINOFILO BASOFILO

Granulociti - "cellule con granuli" visibili al microscopio ottico. I granuli contengono diverse sostanze chimiche, come enzimi digestivi, che sono utilizzati per distruggere patogeni o per modulare la risposta infiammatoria.

Eosinofili - responsabili della difesa contro infezioni parassitarie (Rilasciano enzimi tossici e proteine per danneggiare i parassiti) e delle reazioni allergiche (modulano l'infiammazione nelle allergie come l'asma).

Basofili - coinvolti nelle reazioni allergiche acute e nell'anafilassi. Rilasciano istamina e altre sostanze che causano infiammazione, vasodilatazione e broncocostrizione, contribuendo ai sintomi di allergie come gonfiore, prurito e difficoltà respiratorie.

• Macrofagi o Mach ofagi
• Neutrofili
• Eosinofitrofili

LINFOCITA

• Basofili® Bili O Eosinofili
• Natural Killer (un tipo di linfociti)

Natural killer - linfociti grandi e granulari in grado di aderire alle cellule infettate da virus e ad alcune cellule tumorali, rilasciano il contenuto in granuli (Granzimi) e inducendo la morte delle cellule bersaglio senza una precedente esposizione all'antigene.

• comprendono le perforine che perforano la membrana della cellula bersaglio.
• la morte cellulare avviene dopo poche ore dall'adesione.

. anche le NK sono in grado di secernere e al coordinamento delle risposte successive citochine e di partecipare alla modulazione Citochine: Proteine che mediano la risposta infiammatoria e la comunicazione tra le cellule del sistema immunitario l'immunità innata non ha "memoria" e non riconosce i patogeni in modo specifico come fa l'immunità adattativa, ma utilizza meccanismi di riconoscimento più generali. Riconoscono strutture che sono comuni a molti patogeni ma non sono presenti nel proprio organismo ( es. LPS = lipopolisaccaridi - componente della membrana cellulare esterna dei batteri Gram-negativi)

I vari meccanismi dell'immunità innata

A. FAGOCITOSI B. COMPLEMENTO C. APOPTOSI (NK) D. IFN A

IFN a

Le cellule infettate dal virus producono sostanze chiamate interferone di tipo 1.

• Gli interferoni si legano alla superfice delle cellule non infette rendendole resistenti alle infezioni successive.

granulociti

• Le cellule così non sintetizzano più le proteine virali, richieste per la replicazione del virus.

Complemento

Il sangue contiene un gruppo di proteine solubili che circolano in forma inattiva, il sistema di complemento.

• Alcune sostanze presenti sulla superfice di molti patogeni hanno l'effetto di attivare il sistema di complemento.
• Le proteine «attivate» si legano ai patogeni (extracellulari) ed innescano una cascata di reazioni che provoca la loro distruzione.

In uno dei meccanismi di azione del complemento, un gruppo attivato di queste proteine perfora la membrana plasmatica della cellula batterica portando alla lisi cellulare ed alla morte.

Famiglia di circa 20 proteine del siero

• Prodotte dal fegato
• Diverse azioni:

1. opsonizzazione - proteine rivestono i patogeni, facilitando la fagocitosi da parte dei fagociti.
2. chemiotassi- attrazione di cellule immunitarie verso il sito di infezione.
3. rimozione complessi antigene-anticorpi
4. lisi cellule infette - il complesso di attacco alla membrana (MAC)
5. perfora le membrane cellulari, distruggendo i patogeni.
6. Quando il sistema del complemento viene attivato una delle prime reazioni è l'attivazione di C3.

QUANDO VIENE ATTIVATA, LA PROTEINA C3 SI DIVIDE IN DUE FRAMMENTI: C3a - stimola l'infiammazione e attrae le cellule immunitarie nel sito dell'infezione. C3b

• si lega alla superficie del patogeno (opsonizzazione) - rende il patogeno più facile da riconoscere e distruggere
• partecipa alla formazione del complesso di attacco alla membrana (MAC) - struttura che si inserisce nella membrana del patogeno, creandovi dei pori (permette a liquidi e ioni di entrare, distruggendo la sua struttura e causadnone la morte).

Attivazione del sistema di complemento

ESISTONO 3 VIE DI ATTIVAZIONE CHE COSTITUISCONO UN SISTEMA ENZIMATICO A CASCATA.

1. La via classica - attivata dagli anticorpi legati all'antigene
2. La via alternativa - indotta dalle membrane batteriche (lipopolisaccaridi batterici)
3. La via della lectina - attivata dalle strutture carboidratiche presente nei batteri o nelle cellule danneggiate dell'organismo

I mediatori dell'infiammazione

Quando le barriere di superficie non riescono a impedire l'accesso ai tessuti, entrano in azioni altri meccanismi di difesa.

1) il primo evento dopo una lesione o un trauma tissutale è una vasodilatazione locale e un aumento della permeabilità tessutale:

> causato del rilascio di un mediatore chimico L'ISTAMINA da parte di vari tipi di cellule fagocitarie. > permette a mediatori chimici e cellule immunitarie di raggiungere rapidamente il sito danneggiato per iniziare il processo di guarigione.

L'INFIAMMAZIONE CONCENTRA GLI AGENTI DI DIFESA DEL CORPO NEL SITO IN CUI SONO NECESSARI

2) nel tessuto danneggiato si verifica così un eritema e un aumento della temperatura.

3) quando i fagociti hanno eliminato la maggior parte dei detriti , e l'infiammazione si è attenuata, iniziano i fenomeni di riparazione e rigenerazione del tessuto.

l'infiammazione se protratta a lungo - può danneggiare tessuti e a malattie croniche

Le cellule immunitarie producono mediatori che influenzano direttamente il modo in cui il sistema immunitario risponde agli agenti patogeni

Mediatori

Macrofagi Producono citochine pro-infiammatorie (IL-1, IL-6, e TNF-a) che amplificano la risposta. Secernono *chemiochine* per reclutare altre cellule immunitarie (es. neutrofili).

Neutrofili Rilasciano enzimi (proteolitici e mediatori come ROS) Secernono citochine per mantenere l'infiammazione acuta.

Mastociti Liberano istamina che aumentano la permeabilità vascolare e promuovono il reclutamento di cellule immunitarie.

Cellule Producono citochine che modulano sia la risposta innata sia dendritiche l'attivazione delle cellule T nella risposta adattativa

Linfociti T Linfociti T helper producono citochine che influenzano l'attivazione di macrofagi e neutrofili.

Fibroblasti e cellule endoteliali Contribuiscono alla produzione di citochine e chemiochine

Immunità Acquisita

Immunità acquisita +agisce contro un bersaglio preciso

• Risposta successiva e specifica
• Linfociti:
• Linfociti B (immunità umorale - anticorpi)
• Linfociti T (immunità cellulare)

RISPOSTA SPECIFICA E MEMORIZZATA PER RISPONDERE AD UNA FUTURA REINFEZIONE

. non è alternativa alla naturale ma si integra ad essa - amplifica le proprietà difensive

In alcuni casi un individuo non sarà infettato dallo stesso patogeno una seconda volta.

Gli anticorpi efficaci contro il morbillo non sono efficaci con la parotite

Immunità UMORALE

Mediata da molecole circolanti prodotte dai linfociti B attivati: ANTICORPI o IMMUNOGLOBULINE (Ig)

Immunità CELLULARE

Mediata dai linfociti T, coinvolge elementi come il complemento, i fagociti e le citochine

Immunità adattiva umorale

LINFOCITI B possiedono integrati nella loro membrana anticorpi (Ig) capaci di riconoscere gli antigeni

Gli antigeni sono molecole che il sistema immunitario riconosce come estranee o potenzialmente pericolose, scatenando una risposta immunitaria.

·Self: molecole del nostro stesso corpo. ·Non-self: provengono da agenti esterni. Riconosciuti come estranei.

SELEZIONE CLONALE++Quando un linfocita riconosce un antigene, si attiva e inizia a proliferare, formando cloni di cellule identiche. Questi cloni linfocitari sono specializzati nel combattere l'antigene che ha stimolato la risposta. (SELEZIONE CLONALE è quindi un processo attraverso cui il sistema immunitario seleziona e attiva linfociti specifici in risposta a un antigene)