Immunologia: immunità innata, adattativa, anticorpi e gruppi sanguigni

Documento da Università su Immunologia. Il Pdf esplora i fondamenti dell'immunologia, distinguendo tra immunità innata e adattativa, le barriere fisiche e chimiche, le cellule immunitarie e il ruolo degli anticorpi. Vengono trattati anche i gruppi sanguigni e i principi dell'immunologia dei trapianti, inclusi i meccanismi di rigetto, per la materia Biologia.

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35 pagine

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Immunologia
Di che cosa si occupa l’immunologia?
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Cellule dell’immunità innata
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Anteprima

04-03-2025

Immunologia

Di che cosa si occupa l'immunologia?

Immunità: dal latino immunitas, termine che si riferisce alla protezione dalla perseguibilità legale di cui godevano i senatori romani in carica. Storicamente, il termine immunità significa protezione della malattia, e più specificatamente, dalla malattia infettiva. Le cellule e le molecole responsabili dell'immunità costituiscono il sistema immunitario e la loro risposta è definita risposta immunitaria. L'immunologia è lo studio delle risposte immunitarie e degli eventi cellulari e molecolari che si verificano quando un organismo incontra microbi e macromolecole estranee.

Attivazione del sistema immunitario

Quando si attiva il sistema immunitario?

  • Microorganismi patogeni come virus e batteri
  • Cellule e molecole estranee
  • Molecole self alterate espresse dalle cellule dell'ospite

E come agisce?

  • Immunità innata definita anche immunità naturale o nativa: è cruciale nelle prime fasi dell'infezione
  • Immunità adattativa definita anche specifica o acquisita. Aumenta la risposta difensiva in termini di capacità e ampiezza a ogni successiva esposizione ad un agente infettivo, poiché si sviluppa e si adatta in risposta all'infezione stessa

Questi due tipi di immunità sono strettamente connesse.

Immunità innata

Si basa su meccanismi innati, cioè già attivi e presenti prima dell'infezione, che garantiscono una risposta precoce e sostanzialmente identica verso lo stesso tipo di pericolo.

  1. Barriere fisiche e chimiche: epiteli e relativi composti antimicrobici
  2. Cellule dell'immunità innata
  3. Sistema del complemento e altri mediatori di infiammazione

Barriere fisiche e chimiche: epiteli e composti antimicrobici

Le principali barriere fisiche tra l'ambiente e l'ospite sono la cute e le mucose del tratto gastrointestinale, respiratorio e genitourinario.

Svolgono una protezione di tipo chimico-fisico:

  • Connessioni strette cellula-cellula
  • Strato esterno di cheratina della cute
  • Muco che impedisce l'invasione del tratto gastrointestinale, respiratorio e genitourinario
  • Ciglia nel sistema respiratorio, movimenti peristaltici nell'intestino.
  • pH acido nel tratto gastrico del sistema digerente

In aggiunta, le cellule epiteliali e alcuni leucociti producono peptidi antimicrobici:

  • Defensine: piccoli peptidi prodotti dalle cellule epiteliali delle mucose, leucociti, neutrofili, cellule NK e linfociti T citotossici.
    • Defensine alfa: prodotte dalle cellule di Paneth nelle cripte intestinali, per regolare la quantità di microrganismi nel lume delle cripte.
    • Defensine beta: tipiche della cute, tratto respiratorio, urogenitale e lingua.

Alcune defensine possono essere espresse costitutivamente o prodotte esclusivamente in risposta a citochine e prodotti microbici. Alterano struttura e funzionalità delle pareti cellulari dei microrganismi.

  • Catelicidine: sono prodotte dai neutrofili, cellule epiteliali della cute e dalla mucosa gastrointestinale e del tratto respiratorio.Per essere attivate, devono andare incontro ad un taglio proteolitico, che è favorito dalla presenza di citochine infiammatorie e da prodotti microbici. Per esempio, il frammento C-terminale di questa proteina è in grado di legare e neutralizzare LPS, un componente della parete esterna dei batteri Gram-
  • ß-lisina: è un peptide prodotto dalle piastrine, noto per il suo ruolo nella coagulazione del sangue e per un'azione antimicrobica diretta nei confronti dei batteri Gram+.
  • Bacteriocine: peptidi o piccole proteine prodotte da batteri con lo scopo di ostacolare la crescita di altri microrganismi nello stesso ambiente (ANTIBIOSI). Vengono prodotte da alcuni batteri che costituiscono la flora intestinale e agiscono bloccando la proliferazione dei batteri e inibendo la sintesi di DNA, RNA e proteine.
  • Lattoferrina nelle secrezioni delle mucose (come saliva e lacrime) e nei granuli dei granulociti neutrofili e transferrina, di origine epatica e presente nel sangue: queste proteine compromettono la sopravvivenza dei microbi nell'ospite sottraendo ferro, indispensabile per le loro attività enzimatiche e distruggendo la membrane esterna dei batteri Gram+.
  • Lisozima: si tratta di un enzima ad attività battericida presente nei fluidi umani, come nella saliva e le lacrime. Esercita la sua attività antimicrobica rompendo il legame N-acetil- muramico e N-acetilglicosammina dei polisaccaridi dei Gram-positivi o legandosi alla superficie batterica, ne favorisce l'eliminazione

Possiamo infine considerare come parte dei sistemi barriera del nostro organismo:

  • Il SISTEMA LACTOPEROSSIDASI-TIOCIANATO H2O2 porta alla formazione di radicali di ossigeno in grado di denaturare DNA, RNA e proteine dei microbi, rallentando i processi di fermentazione dei microrganismi Gram-negativi. Si trova principalmente nella saliva e quindi svolge la sua funzione antibatterica a livello della cavità orale.
  • La COAGULAZIONE DEL SANGUE, oltre a formare rapidamente una vera e propria barriera fisica, con l'attivazione delle piastrine, costituisce un segnale che attiva vari meccanismi dell'immunità innata.

Una cellula staminale emopoietica pluripotente dà origine a tutti i leucociti, eritrociti e piastrine Linea mieloide Linea linfoide Trombocitica Eritroide Granulocitica Monocitica Linfocitica Piastrine Eritrociti Eosinofili Basofili Neutrofili Monociti/ macrofagi Cellule dendritiche Cellula NK Cellula T Cellula B Plasmacellula Leucociti granulati Leucociti agranulati Innato Adattativo Le cellule del sistema immunitario sono principalmente cellule ematiche Ematopoiesi: produce le cellule ematiche grazie alle cellule staminali ematopoietiche pluripotenti. Feto: isole ematiche del sacco vitellino Dopo la nascita: ossa piatte Adulto: costole e ossa iliache (bacino)

Cellule dell'immunità innata

Neutrofili

Neutrofili: nucleo plurilobato

  • Fagociti: fagocitosi di microrganismi e prodotti di cellule necrotiche.
  • Granulociti: specifici->contenenti enzimi come lisozima, collagenasi ed elastasi; azzurrofili-> enzimi e sostanze microbicide come defensine e catelicidine.
  • Polimerfonucleati: nucleo segmentato in 3-5 lobuli.

Un individuo adulto produce più di 1x1011 neutrofili al giorno. Restano in circolo per poche ore o giorni. Dopo l'ingresso nei tessuti rimangono attivi solo per 1 o 2 giorni prima di morire.

Monociti e macrofagi

Monociti: originano nel midollo osseo, circolano nel torrente circolatorio e migrano nei tessuti in seguito a reazioni infiammatorie, dove differenziano in macrofagi.

A. Classici o infiammatori B. Non classici: riparazione del tessuto

Macrofagi:

  • Fagocitosi
  • Pulizia tissutale
  • Citochine infiammatorie (M1) e per riparare tessuti (M2)
  • APC (Antigen Presenting Cells)

Macrofagi residenti: cellule estremamente longeve, di origine embrionale, altamente differenziati.

Mastociti

Mastociti: sono localizzati quasi esclusivamente in prossimità di vasi ematici e vervi negli epiteli e nelle mucose. Rilasciano granuli di istamina, infatti hanno un ruolo fondamentale nelle allergie. Quando i granuli di istamina sono rilasciati promuovono cambiamenti nell'ambiente extracellulare, soprattutto a livello dei vasi sanguigni (molecola vasoattiva), promuovendo fenomeni infiammatori.

Quando sono attivati i mastociti?

a) Riconoscimento prodotti microbici: azione sentinella b) Interazione recettore-IgE-antigene

Basofili

< 1% dei leucociti nel sangue. Strutturalmente e funzionalmente simili ai mastociti. Granulociti circolanti, attirati nei siti infiammatori. Granuli in grado di legare coloranti basici. Esprimono recettori di membrana per le IgE.

Eosinofili

I granuli presentano proteine basiche in grado di interagire con coloranti acidi come l'eosina. Alcuni eosinofili sono presenti nei tessuti periferici, come nelle mucose dell'apparato respiratorio, gastrointestinale e genitourinario. Sono coinvolti nella risposta a parassiti, come vermi.

Cellule natural killer

Killer = attività citotossica, uccidono le cellule infettate da virus e batteri intracellulari. Rappresentano il 5-10% delle cellule mononucleate presenti nella milza e nel sangue.

Funzioni:

  • Uccisione cellule infettate: rilascio di granuli per esocitosi. La perforina agevola l'entrata di altri enzimi contenuti in granuli (GRANZIMI) che portano alla morte delle cellule bersaglio.
  • Produzione di IFN-Y: potenzia l'attività dei macrofagi, permette di sotto controllo alcuni tipi di infezione per dare tempo all'immunità adattativa di intervenire, nei linfonodi favorisce la differenziazione dei linfociti T.

Cellule dendritiche

Cellule circolanti e residenti, soprattutto negli organi linfoidi, negli epiteli e nel parenchima degli organi.

PONTE TRA IMMUNITA' INNATA E IMMUNITA' ACQUISITA

Innata:

  • Attività fagocitica
  • Recettori per molecole microbiche

Acquisita:

  • Esposizione molecole del complesso maggiore di istocompatibilità per presentazione antigene
  • CELLULE DENDRITICHE CONVENZIONALI: presentano caratteristiche peculiari a seconda del tessuto in cui sono residenti. Principale tipo coinvolto nella captazione di antigeni di natura proteica che vengono presentati ai linfociti T.
  • CELLULE DENDRITICHE PLASMACITOIDI: producono interferone di tipo I in risposta a virus e possono catturare i microorganismi presenti nel sangue, portarli alla milza e presentarli ai linfociti T.

Citochine e chemochine

Le citochine sono un'ampia classe di proteine secrete molto eterogenee da un punto di vista strutturale e funzionale. Sono coinvolte sia nell'immunità innata che nell'immunità adattativa. Sono anche definite interleuchine.

  1. CITOCHINE PRO-INFIAMMATORIE: mediatori dei processi infiammatori in termini di attivazione e coordinamento delle cellule dei sistema immunitario e di tipo, durata e intensità della risposta immunitaria. Da ricordare: TNFa, IL-1, IL-6, IFN
  2. CITOCHINE ANTI-INFIAMMATORIE: spengono la risposta infiammatoria per evitare danno tissutale. Da ricordare: IL-10

Classificazione funzionale delle citochine

In base alla citochina:

  • Ematopoietine: comprendono diverse interleuchine e fattori di crescita (EPO).
  • TNF (Tumor Necrosis Factor), tra cui TNF-a
  • Chemochine: un'ampia famiglia di citochine strutturalmente omogenee in grado di regolare la migrazione delle cellule.
  • Interleuchine dall'IL-1 all'IL-36.

Classificazione strutturale delle citochine

In base al recettore:

  • Recettori di tipo I, in grado di legare le emopoietine, attiva JAK e STAT e regola
  • fattori di trascrizione.
  • Recettori di tipo II: legano IFN e IL-10, attivando una via di trasduzione del segnale simile a quella dei recettori di tipo I.
  • TNFR: attivazione di apoptosi (tramite caspasi) o trascrizione (NF-kb)
  • Recettori della superfamiglia delle Ig, in cui abbiamo due recettori: uno interagisce con IL-1, l'altro espresso sui linfociti B, sequestra la citochina.
  • Recettori delle chemochine: sono fondamentali per la migrazione delle cellule dal circolo ai tessuti.

Possono essere classificati in base alla struttura molecolare:

  • XC -> reclutamento linfociti
  • CC ->reclutamento monociti, linfociti e eosinofili (es. eotassina)
  • CXC -> reclutamento neutrofili e linfociti T (es. IL-8)
  • CX3C (fractalina) > reclutamento monociti e linfociti.

Caratteristiche delle citochine

PLEIOTROPIA: La stessa citochina può agire su diversi tipi di cellule inducendo effetti diversi RIDONDANZA: Due o più citochine possono agire su una stessa cellula SINERGIA: Due o più citochine agiscono sullo stesso bersaglio amplificando il loro effetto

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