Sistema Immunitario: Caratteristiche e Meccanismi dell'Immunità Innata | Appunti di Biologia

APPROFONDIMENTO SCIENZE, DIFESE INNATE!

Per sistema immunitario si intende l’ insieme di organi (milza, midollo osseo, linfonodi, timo,

tonsille ecc.), cellule e molecole circolanti, distribuiti in tutto il corpo e in comunicazione tra loro, in

grado di intervenire in difesa di un organismo in presenza di infezioni!

prodotte da virus, batteri, parassiti e molecole da loro prodotte (gli antigeni)»!

Il sistema immunitario attua due meccanismi di difesa contro i patogeni: l’immunità innata che è

aspecifica e l’immunità acquisita o adattativa che agisce contro specifici bersagli.!

Tutti gli animali possiedono qualche forma di immunità innata. Questo tipo di immunità agisce

sempre nello stesso modo indipendentemente dal fatto che il PATOGENO sia aﬀrontato per la

prima volta oppure che sia già stato incontrato in precedenza dall’ organismo.!

CARATTERISTICHE che a distinguono dall’immunità acquisita:!

- è la prima e più veloce risposta!

- non dipende da una precedente esposizione!

- è mediata da molecole e cellule preesistenti nell’organismo sin dalla nascita!

- non ha "memoria"!

- non è eﬃcace contro alcuni patogeni intracellulari (protozoi, virus)!

L’immunità innata comprende due tipi di difese:!

a) le barriere SUPERFICIALI di tipo chimico-fisico rappresentate dalla pelle, dalle secrezioni

(lacrime, saliva) e dalle mucose (nasale, bronchiale, genitale, ecc)!

b)le difese INTERNE rappresentate soprattutto da cellule da proteine.!

Tali difese interne sono fatte da:!

1) CELLULE: cellule fagocitiche oppure citotossiche, globuli bianchi o leucociti in particolare

fagociti neutrofili e macrofagi, Linfociti CITOTOSSICI detti natural killer (NK)!

2) MOLECOLE (in particolare proteine) Le proteine delle difese interne sono: interferoni e proteine

del complemento.!

Per quanto riguarda le barriere superficiali è necessario nominare la CUTE E MICROBIOTA e le

MUCOSE.!

La prima delle due è il primo sistema di difesa contro le aggressioni da patogeni perché funghi,

batteri e virus riescono raramente a penetrare la cute non danneggiata.!

Esistono dei batteri e dei funghi che normalmente vivono e si riproducono sulle superfici del

nostro corpo senza creare danno (microbiota): al contrario questi ospiti naturali sono in

competizione con gli agenti patogeni per lo spazio disponibile e le sostanze nutritive pertanto

rappresentano essi stessi una forma di difesa.!

Le seconde (le mucose) possiedono difese chimiche e fisiche.!

- in particolare il muco nasale, il liquido lacrimale e la saliva contengono il lisozima, un enzima che

attacca le pareti cellulari dei batteri distruggendoli.!

-I rivestimenti mucosi producono defensine, molecole proteiche tossiche per un'ampia varietà di

patogeni perché esse penetrano nella membrana plasmatica e sopprimono gli invasori.

provocando dei veri e propri «fori» nelle membrane di questi patogeni da cui esce il loro materiale

vitale.!

-Spesso le mucose producono liquidi a pH acido (succhi gastrici dello stomaco oppure mucosa

vaginale)!

-Inoltre il muco intrappola fisicamente i batteri e altri patogeni (allergeni, polveri, ecc) che poi sono

spinti dalle ciglia vibratili dell’epitelio che riveste le vie respiratorie verso l’esterno.!

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APPROFONDIMENTO SCIENZE, DIFESE INNATE

Per sistema immunitario si intende l’ insieme di organi (milza, midollo osseo, linfonodi, timo, tonsille ecc.), cellule e molecole circolanti, distribuiti in tutto il corpo e in comunicazione tra loro, in grado di intervenire in difesa di un organismo in presenza di infezioni prodotte da virus, batteri, parassiti e molecole da loro prodotte (gli antigeni)» Il sistema immunitario attua due meccanismi di difesa contro i patogeni: l’immunità innata che è aspecifica e l’immunità acquisita o adattativa che agisce contro specifici bersagli. Tutti gli animali possiedono qualche forma di immunità innata. Questo tipo di immunità agisce sempre nello stesso modo indipendentemente dal fatto che il PATOGENO sia affrontato per la prima volta oppure che sia già stato incontrato in precedenza dall’ organismo. CARATTERISTICHE che a distinguono dall’immunità acquisita:

è la prima e più veloce risposta
non dipende da una precedente esposizione
è mediata da molecole e cellule preesistenti nell’organismo sin dalla nascita
non ha "memoria"
non è efficace contro alcuni patogeni intracellulari (protozoi, virus) L’immunità innata comprende due tipi di difese: a) le barriere SUPERFICIALI di tipo chimico-fisico rappresentate dalla pelle, dalle secrezioni (lacrime, saliva) e dalle mucose (nasale, bronchiale, genitale, ecc) b)le difese INTERNE rappresentate soprattutto da cellule da proteine. Tali difese interne sono fatte da:

CELLULE: cellule fagocitiche oppure citotossiche, globuli bianchi o leucociti in particolare fagociti neutrofili e macrofagi, Linfociti CITOTOSSICI detti natural killer (NK)
MOLECOLE (in particolare proteine) Le proteine delle difese interne sono: interferoni e proteine del complemento. Per quanto riguarda le barriere superficiali è necessario nominare la CUTE E MICROBIOTA e le MUCOSE. La prima delle due è il primo sistema di difesa contro le aggressioni da patogeni perché funghi, batteri e virus riescono raramente a penetrare la cute non danneggiata. Esistono dei batteri e dei funghi che normalmente vivono e si riproducono sulle superfici del nostro corpo senza creare danno (microbiota): al contrario questi ospiti naturali sono in competizione con gli agenti patogeni per lo spazio disponibile e le sostanze nutritive pertanto rappresentano essi stessi una forma di difesa. Le seconde (le mucose) possiedono difese chimiche e fisiche.

in particolare il muco nasale, il liquido lacrimale e la saliva contengono il lisozima, un enzima che attacca le pareti cellulari dei batteri distruggendoli. -I rivestimenti mucosi producono defensine, molecole proteiche tossiche per un'ampia varietà di patogeni perché esse penetrano nella membrana plasmatica e sopprimono gli invasori. provocando dei veri e propri «fori» nelle membrane di questi patogeni da cui esce il loro materiale vitale. -Spesso le mucose producono liquidi a pH acido (succhi gastrici dello stomaco oppure mucosa vaginale) -Inoltre il muco intrappola fisicamente i batteri e altri patogeni (allergeni, polveri, ecc) che poi sono spinti dalle ciglia vibratili dell’epitelio che riveste le vie respiratorie verso l’esterno.

Se i patogeni penetrano nei tessuti, entrano in gioco le DIFESE INTERNE, che sono sistemi di difesa aspecifici più complessi, basati sia su cellule con attività fagocitaria che su proteine difensive. Tra le cellule con attività difensiva: I fagociti (leucociti) cellule che con movimenti ameboidi di tutto o di parte del loro protoplasma inglobano e digeriscono microrganismi, corpi estranei, altre cellule dello stesso organismo destinate alla morte. -I linfociti NATURAL KILLER (LINFOCITI NK) attaccano le cellule infettate dai patogeni (o le cellule tumorali) promuovendone l’apoptosi. -SIA FAGOCITI CHE LINFOCITI appartengono ai globuli bianchi Decisamente meno numerosi dei globuli rossi (il rapporto è di 1:1000), i leucociti sono chiamati così in quanto non “colorati” la cromoproteina fatta per lo più di ferro (GRUPPO EME) che è contenuta proprio negli eritrociti e che conferisce la caratteristica tonalità rosso rubino al sangue umano. altamente specializzate, suddivise in cinque e hanno un compito importantissimo: difendere l’organismo dalle minacce interne ed esterne. I leucociti (da leukòs, che in greco antico significava, appunto, bianco), sono un po’ come i “soldatini” di un esercito, ciascuno con mansioni precise, e vengono prodotti soprattutto dal midollo osseo a partire dalle staminali ematopoietiche, ma in piccola parte anche da ghiandole quali il timo (che si trova nella parte superiore del petto, dietro la trachea), le tonsille, i linfonodi e la milza. Esistono tre principali tipologie di globuli bianchi, che li distinguono per funzione e per caratteristiche, ovvero: 1.Granulociti; 2.Monociti; 3.Linfociti. I FAGOCITI comprendono due tipologie: granulociti e monociti/macrofagi. Queste cellule circolano liberamente nel sangue e nel sistema linfatico e, quando si sviluppa un'infezione, escono dai vasi sanguigni, penetrano nei tessuti colpiti e qui ingeriscono i patogeni e li sopprimono liberando defensine e producendo molecole che potenziano la risposta infiammatoria. GRANULOCITI: sono globuli bianchi così definiti poiché contengono delle granulazioni nel loro citoplasma. La loro classificazione dipende dall’assorbimento di coloranti per mettere in evidenza i loro granuli: -NEUTROFILI assumono poco i coloranti acidi e basici -EOSINOFILI si colorano con coloranti acidi -BASOFILI si colorano con quelli basici I granulociti sono anche detti polimorfonucleati (PMN) per via della forma variabile del loro nucleo cellulare. La maggior parte dei granulociti presenti nel sangue sono neutrofili: in effetti, i termini "granulocita" e "neutrofilo" sono spesso usati in modo intercambiabile. I granulociti hanno tutti funzione fagocitaria, significa che il loro modo di difendere l’organismo dai germi patogeni è quello di individuarli e “mangiarli” (distruggerli fagocitandoli). Costituiscono circa il 60% di tutti i globuli bianchi del sangue e hanno funzioni differenti:

Granulociti neutrofili. Sono le più numerose cellule di questo tipo, e sono dei “fagocitatori” straordinari, in particolare di batteri, riuscendo ciascuno a distruggerne fino a 20 nella loro breve vita;
Granulociti basofili. Sono i meno numerosi e sono coinvolti specialmente nelle reazioni immunitarie di tipo allergico in quanto sono in grado di rilasciare istamina, che “scatena” l’infiammazione, ed eparina, sostanza che serve per aumentare la fluidità del sangue e prevenire la formazione di trombi (coaguli)
Granulociti eosinofili. Rappresentano circa l’1-2% del totale dei leucociti, e si attivano sia nelle reazioni allergiche che nelle parassitosi, ad esempio quelle intestinali dei bambini

L’infiammazione è il principale meccanismo dell’immunità innata, è quindi una difesa NON SPECIFICA che si verifica ogni volta che si ha un danneggiamento dei TESSUTI o a causa di microrganismi o per ferite. MECCANISMO:

ALLARME: Le cellule danneggiate rilasciano particolari sostanze come l'istamina (è una molecola organica, appartenente alla classe di ammine, che deriva dalla decarbossilazione dell’istidina, un AA) che rappresentano un segnale chimico di allarme
AUMENTO CIRCOLO SANGUIGNO: queste sostanze chimiche attivano vari meccanismi di difesa come ad esempio la vasodilatazione per portare più sangue (e quindi cellule per la risposta innata). Alla zona lesionata questo spiega le caratteristiche tipiche del’ infiammazione: rossore, calore e gonfiore attorno alla zona colpita.
ATTACCO DELLE DIFESE CELLULARI E MOLECOLARI ai patogeni:i globuli bianchi eliminano i batteri e i resti delle cellule uccise dai batteri stessi. In questa fase muoiono anche molti linfociti i cui resti vengono a loro volta eliminati dai fagociti: questo genera il cosiddetto «pus» che non è altro che l'insieme di globuli bianchi morti più liquido uscito dai capillari lesionati
GUARIGIONE: Il maggiore flusso sanguigno porta nella zona danneggiata le proteine plasmatiche responsabili della coagulazione che insieme alle piastrine (che sono frammenti di cellule) isolano la regione infetta e permettono la riparazione del tessuto danneggiato La risposta infiammatoria può essere a) oppure b) sistemica cioè diffusa in tutto l’organismo: questo accade quando tossine o virus o batteri sono ormai presenti in tutto il corpo (in questo caso vediamo che il numero dei globuli bianchi può aumentare anche di diverse volte in poche ore). Spesso la risposta sistemica è associata a febbre che è indotta dai macrofagi il quali rilasciano sostanze che regolano il termostato del nostro corpo : la febbre ostacola il proliferare dei microrganismi che spesso vivono solo in determinati intervalli di temperatura e stimola le reazioni che servono alla riparazione dei tessuti. Talvolta infezioni batteriche o virali possono provocare una risposta infiammatoria sistemica eccessiva chiamata shock settico con febbri elevatissime e bassa pressione sanguigna che è una delle principali cause di morte nei reparti di terapia intensiva degli ospedali. Tempesta di citochine nel COVID -19: I pazienti colpiti dal COVID-19 muoiono per gli effetti del virus ma anche traditi da un eccesso di risposta del proprio sistema immunitario

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