Uno dei meccanismi di difesa dell’organismo (sistema immunitario) implica l’azione dei globuli bianchi (leucociti) che si spostano nel flusso sanguigno e nei tessuti, alla ricerca di microrganismi e altri invasori da aggredire. (Vedere anche Panoramica sul sistema immunitario)
Questo meccanismo si svolge in due fasi:
Immunità acquisita
L’immunità acquisita (adattativa o specifica) non è presente alla nascita, ma è dovuta a un processo di apprendimento che inizia quando il sistema immunitario di una persona viene a contatto con invasori esterni e riconosce sostanze esogene (antigeni). A quel punto, i componenti dell’immunità acquisita apprendono il modo migliore di attaccare ciascun antigene e iniziano a sviluppare una memoria di tale antigene. Tale processo viene definito immunità specifica perché mira alla distruzione di un antigene specifico precedentemente incontrato. È contraddistinta dalla capacità di imparare, adattarsi e ricordare.
Dopo la prima esposizione a un nuovo antigene, lo sviluppo dell’immunità acquisita richiede tempo. Tuttavia, in seguito, l’antigene viene ricordato e le successive risposte a quell’antigene sono più rapide e più efficaci di quelle riscontrate dopo la prima esposizione.
I globuli bianchi responsabili dell’immunità acquisita si chiamano:
Linfociti (cellule T e B)
Gli altri elementi che contribuiscono all’immunità acquisita sono:
Sistema del complemento (che aumenta l’efficacia degli anticorpi)
Linfociti
I linfociti permettono all’organismo di ricordare gli antigeni e di distinguere ciò che è endogeno da ciò che è esogeno (come i virus e i batteri). I linfociti circolano nel sangue e nel sistema linfatico e si spostano nei tessuti secondo necessità.
Il sistema immunitario riesce a ricordare ogni antigene incontrato perché dopo l’incontro, alcuni linfociti si trasformano in cellule di memoria. Queste cellule vivono per molto tempo, anni o addirittura decenni. Quando i linfociti di memoria vengono a contatto con un antigene per la seconda volta, generano una risposta rapida e immediata, efficace e mirata verso quell’antigene specifico. Questa risposta immunitaria specifica permette ai soggetti di non contrarre la varicella o il morbillo per più di una volta ed è il motivo per cui la vaccinazione consente di prevenire alcune malattie.
I linfociti possono essere di tipo T o B. I linfociti T e B collaborano per distruggere gli invasori.
cellule T
I linfociti T si sviluppano da quelle cellule staminali che si spostano dal midollo osseo nel timo, un organo localizzato nel torace. In tale organo, i linfociti apprendono a distinguere gli antigeni endogeni da quelli esogeni in modo da non attaccare i tessuti propri dell’organismo. Di norma, possono maturare e uscire dal timo solo i linfociti T che apprendono a ignorare gli antigeni propri dell’organismo (antigeni endogeni).
Potenzialmente, i linfociti T possono riconoscere un numero praticamente illimitato di antigeni diversi.
I linfociti T maturi sono conservati negli organi linfoidi secondari, ossia la milza, i linfonodi, le tonsille, l’appendice e le placche di Peyer localizzate nell’intestino tenue. Queste cellule circolano nel sangue e nel sistema linfatico. Dopo il primo incontro con una cellula infetta o anormale, vengono attivati e ricercano quelle cellule in particolare.
Di solito, per l’attivazione dei linfociti T è necessario l’intervento di un’altra cellula immunitaria, che scompone gli antigeni in frammenti (processazione degli antigeni) e quindi presenta l’antigene della cellula infetta o anormale al linfocita T. In seguito, il linfocita T si moltiplica e si specializza in tipi differenti di linfocita T. Tali tipi includono:
I linfociti T killer (citotossici), che si legano agli antigeni di cellule infette o anormali (ad esempio, quelle tumorali). I linfociti T killer distruggono quindi queste cellule forandone la membrana e iniettandovi enzimi.
I linfociti T helper, che supportano altre cellule del sistema immunitario. Alcuni linfociti T helper aiutano i linfociti B a produrre anticorpi diretti contro gli antigeni estranei. Altri aiutano i linfociti T killer ad attivarsi per distruggere le cellule infette o anomale oppure contribuiscono all’attivazione dei macrofagi, consentendo loro di ingerire le cellule infette o anomale in maniera più efficiente.
I linfociti T soppressori (regolatori), che producono sostanze che aiutano a interrompere la risposta immunitaria o talvolta prevengono l’insorgere di alcune risposte pericolose.
Quando i linfociti T incontrano un antigene per la prima volta, la maggior parte svolge la funzione a cui è destinata, ma alcuni si trasformano in cellule di memoria, che ricordano l’antigene e rispondono in maniera più efficace quando lo incontrano nuovamente.
Talvolta i linfociti T, per ragioni non ancora completamente note, non distinguono ciò che è endogeno da ciò che è esogeno. Questa disfunzione può determinare una malattia autoimmune, in cui l’organismo attacca i propri tessuti.
cellule B
I linfociti B si formano nel midollo osseo e presentano siti particolari (recettori) sulla superficie dove si possono attaccare antigeni specifici. I linfociti B possono imparare a riconoscere un numero praticamente illimitato di antigeni diversi.
Lo scopo principale dei linfociti B è di produrre anticorpi, che etichettano un antigene per l’attacco di altre cellule o lo neutralizzano direttamente. I linfociti B possono anche presentare l’antigene ai linfociti T, determinandone l’attivazione.
La risposta dei linfociti B agli antigeni è suddivisa in due parti:
Risposta immunitaria primaria: quando i linfociti B incontrano un antigene per la prima volta, questo si lega a un recettore stimolando i linfociti B. Alcuni linfociti B diventano cellule di memoria, che ricordano quello specifico antigene, mentre altri si trasformano in plasmacellule. I linfociti T helper aiutano i linfociti B in questo processo. Le plasmacellule producono anticorpi specifici per l’antigene che ne ha stimolato la produzione. Dopo il primo incontro con un antigene, la produzione di una quantità sufficiente di anticorpi richiede diversi giorni. La risposta immunitaria primaria è quindi lenta.
Risposta immunitaria secondaria: successivamente, ogniqualvolta un linfocita B incontra di nuovo l’antigene, le cellule di memoria lo riconosceranno rapidamente, si moltiplicheranno, si trasformeranno in plasmacellule e produrranno anticorpi. Si tratta di una risposta veloce e molto efficace.
Cellule dendritiche
Le cellule dendritiche si trovano sulla pelle, nei linfonodi e nei tessuti di tutto l’organismo. La maggior parte delle cellule dendritiche sono cellule di presentazione dell’antigene, ovvero fagocitano, processano e presentano gli antigeni, consentendo ai linfociti T helper di riconoscerli. Le cellule dendritiche presentano i frammenti antigenici ai linfociti T nei linfonodi.
Un altro tipo di cellula dendritica, la cellula dendritica follicolare, si trova nei linfonodi e “presenta” l’antigene non processato (intatto) associato all’anticorpo (complesso anticorpo-antigene) ai linfociti B. Le cellule dendritiche follicolari aiutano i linfociti B a rispondere a un antigene.
Dopo la presentazione dell’antigene ai linfociti T e B, questi si attivano.
Anticorpi
Quando un linfocita B incontra un antigene, è stimolato a maturare trasformandosi in una plasmacellula o in un linfocita B di memoria. A quel punto, le plasmacellule rilasciano anticorpi (chiamati anche immunoglobuline o Ig). Esistono 5 classi di anticorpi: IgM, IgG, IgA, IgE e IgD.
Gli anticorpi proteggono l’organismo come segue:
Aiutano le cellule a ingerire gli antigeni (queste cellule sono chiamate fagociti)
Inattivano le sostanze tossiche prodotte dai batteri
Attaccano direttamente batteri e virus
Prevengono l’attacco e l’invasione delle cellule da parte di batteri e virus
Attivano il sistema del complemento, dotato di molte funzioni immunitarie
Aiutano determinate cellule, come le cellule natural killer, a distruggere le cellule infette o tumorali
Gli anticorpi sono essenziali per combattere alcuni tipi di infezioni batteriche e fungine. Possono anche essere d’aiuto a combattere i virus.
Gli anticorpi si legano all’antigene per il quale sono stati prodotti e formano un immunocomplesso (complesso antigene-anticorpo). L’anticorpo e l’antigene si incastrano perfettamente come le tessere di un puzzle. Talvolta un anticorpo può legarsi ad altri antigeni, se questi assomigliano molto all’antigene che l’anticorpo ha imparato a riconoscere e al quale ha imparato ad attaccarsi.
Struttura di base a Y degli anticorpi
Una molecola anticorpale è fondamentalmente a forma di Y. La molecola è costituita da due parti:
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Ogni molecola anticorpale è costituita da due parti:
Parte variabile: questa parte varia ed è specializzata per legarsi a un antigene specifico.
Parte costante: questa parte è una delle cinque strutture che determinano la classe di anticorpi: IgM, IgG, IgA, IgE o IgD. Questa parte è uguale all’interno di ciascuna classe e determina la funzione dell’anticorpo.
Un anticorpo può mutare la sua parte costante e diventare di una classe diversa, ma la sua parte variabile non muta. Quindi, può sempre riconoscere l’antigene specifico per il quale è stato prodotto.
IgM
Questa classe anticorpale viene prodotta quando si incontra per la prima volta un determinato antigene (quale un antigene di un microrganismo infettivo). La risposta così generata è definita risposta immunitaria primaria. Le IgM si legano all’antigene, ne attivano il sistema del complemento facendo sì che il microrganismo possa essere ingerito più facilmente.
Normalmente, le IgM sono presenti nel flusso sanguigno ma non nei tessuti.
IgG
L’IgG è la classe anticorpale principale che viene prodotta quando si incontra nuovamente un particolare antigene. Rispetto alla risposta primaria, durante questa risposta (chiamata risposta immunitaria secondaria) vengono prodotti più anticorpi. La risposta secondaria è anche la più veloce e gli anticorpi in essa prodotti (principalmente IgG) sono più efficaci.
Le IgG proteggono contro i batteri, i virus, le infezioni micotiche e le sostanze tossiche.
L’IgG è presente nel flusso sanguigno e nei tessuti. È la sola classe anticorpale che attraversa la placenta dalla madre al feto. L’IgG della madre protegge il feto e il neonato finché il sistema immunitario del bambino non produce anticorpi propri.
Inoltre, quella della IgG è la classe anticorpale più comunemente usata nei trattamenti medici. Ad esempio, le immunoglobuline (anticorpi ottenuti dal sangue di persone con un sistema immunitario normale) sono costituite soprattutto da IgG. Le immunoglobuline vengono usate per il trattamento di alcuni disturbi da immunodeficienza e per le malattie autoimmuni.
IgA
Questi anticorpi contribuiscono a proteggere dall’invasione di microrganismi le superfici corporee rivestite da una mucosa, quali quelle di naso, occhi, polmoni e apparato digerente.
Le IgA sono presenti:
Nel circolo sanguigno
Nelle secrezioni prodotte dalle membrane mucose (come le lacrime e la saliva)
Nel colostro (il liquido prodotto dalle mammelle nei giorni immediatamente successivi al parto, prima che venga prodotto il latte)
IgE
Questi anticorpi scatenano reazioni allergiche immediate. Le IgE si legano ai basofili (un tipo di globuli bianchi) presenti nel sangue e ai mastociti presenti nei tessuti. Se i basofili o i mastociti con IgE legate alla loro membrana incontrano allergeni (antigeni che causano reazioni allergiche), rilasciano sostanze (come l’istamina) che causano infiammazione e danneggiano i tessuti circostanti. Pertanto, quella delle IgE è la sola classe anticorpale che sembra fare più male che bene. Tuttavia, le IgE possono contribuire a proteggere da alcune infezioni parassitarie che si riscontrano frequentemente nei Paesi in via di sviluppo.
Piccole quantità di IgE sono presenti nel sangue e nel muco dell’apparato digerente. Queste quantità sono maggiori nei soggetti affetti da asma, febbre da fieno, altri disturbi allergici o infezioni parassitarie.
IgD
Le IgD sono presenti principalmente sulla superficie dei linfociti B immaturi e aiutano la maturazione di queste cellule.
Piccole quantità di questi anticorpi sono presenti nel flusso sanguigno. La loro funzione, qualora ne abbiano una, non è ancora stata compresa.
Strategie di attacco
I diversi tipi di microrganismi invasori vengono attaccati e distrutti in parecchi modi.
Alcuni microrganismi vengono direttamente riconosciuti, ingeriti e distrutti da cellule che ingeriscono tali invasori (fagociti), come neutrofili e macrofagi.
Tuttavia, i fagociti non sono in grado di riconoscere alcuni batteri, poiché sono racchiusi in una capsula. In questi casi, i linfociti B supportano i fagociti nel riconoscimento. I linfociti B producono anticorpi contro gli antigeni contenuti nella capsula batterica. Gli anticorpi si attaccano alla capsula. Il fagocita è in grado di riconoscere i batteri.
Alcuni microrganismi non possono essere eliminati del tutto. Per difendersi da questi microrganismi, il sistema immunitario costruisce una parete circondandoli. La parete viene formata quando i fagociti, soprattutto i macrofagi, aderiscono l’uno all’altro. La parete che circonda i microorganismi è detta granuloma. Pertanto, alcuni batteri imprigionati possono sopravvivere nell’organismo all’infinito. In caso di ridotta funzionalità del sistema immunitario, perfino 50 o 60 anni dopo, le pareti del granuloma si possono sgretolare e i batteri possono iniziare a moltiplicarsi, inducendo sintomi.