Il sistema immunitario si differenzia tra il sé (o self) e il non sé (o non self), eliminando dal corpo le molecole non-self che risultano essere potenzialmente dannose. Il sistema immunitario possiede inoltre la capacità di riconoscere e distruggere le cellule anormali che derivano dai tessuti dell'ospite. Qualsiasi molecola che viene riconosciuta dal sistema immunitario è definita antigene (Ag).
La pelle, la cornea, la mucosa dell'apparato respiratorio, e i tratti gastrointestinale e genitourinario formano una barriera fisica che costituisce la prima linea di difesa dell'organismo. Alcune di queste barriere partecipano attivamente alle funzioni del sistema immunitario:
Epidermide cheratinizzata: i cheratinociti localizzati nella cute secernono peptidi antimicrobici (defensine), mentre le ghiandole sebacee e sudoripare secernono sostanze che inibiscono i microbi (p. es., acido lattico, acidi grassi). Inoltre, molte cellule del sistema immunitario (p. es., mastociti, linfociti intraepiteliali, cellule di Langerhans presentanti l'antigene) sono localizzate nella cute.
Cornea: i neutrofili raggiungono la cornea attraverso i vasi del limbus e uccidono i microbi per fagocitosi.
Mucosa del tratto respiratorio e tratti gastrointestinali e genitourinari: il muco contiene sostanze antimicrobiche, come per esempio il lisozima, la lattoferrina e le immunoglobuline A secretorie (SIgA).
La rottura delle barriere anatomiche può innescare 2 tipi diversi di risposte immunitarie:
Innate
Acquisite
Molte componenti molecolari (p. es., il complemento Sistema del complemento Il sistema del complemento è una cascata enzimatica che partecipa al processo di difesa contro le infezioni. Molte proteine del complemento sono presenti nel siero come precursori enzimatici... maggiori informazioni , le citochine Citochine Il sistema immunitario è formato sia da componenti cellulari che molecolari le quali cooperano per eliminare gli antigeni (Ag). (Vedi anche Panoramica sul sistema immunitario.) I mediatori della... maggiori informazioni , i mediatori della fase acuta Mediatori della fase acuta Il sistema immunitario è formato sia da componenti cellulari che molecolari le quali cooperano per eliminare gli antigeni (Ag). (Vedi anche Panoramica sul sistema immunitario.) I mediatori della... maggiori informazioni ) partecipano sia nell'immunità innata che in quella acquisita.
Immunità innata
L'immunità innata (naturale) non richiede una precedente esposizione a un antigene (ossia, memoria immunologica) per poter essere completamente efficace. Quindi, può attivarsi immediatamente in presenza di invasori. L'immunità innata riconosce prevalentemente i pattern molecolari che sono ampiamente distribuiti piuttosto che un antigene specifico di un microrganismo o di una cellula.
I componenti comprendono
Cellule fagocitarie (p. es., neutrofili, monociti, macrofagi)
Leucociti polimorfonucleati
Cellule linfoidi innate (p. es., cellule natural killer)
Le cellule fagocitarie (i neutrofili Neutrofili Il sistema immunitario è formato sia da componenti cellulari che da componenti molecolari le quali cooperano per eliminare gli antigeni. (Vedi anche Panoramica sul sistema immunitario.) Sebbene... maggiori informazioni nel sangue e nei tessuti, i monociti Cellule presentanti l'antigene nel sangue e i macrofagi Cellule presentanti l'antigene nei tessuti) inglobano al loro interno l'antigene estraneo e successivamente lo degradano. Il processo di fagocitosi da parte di queste cellule è facilitato quando gli antigeni sono rivestiti con anticorpi (Ac), che sono stati prodotti dell'immunità acquisita, oppure quando gli antigeni sono opsonizzati dalle proteine del complemento.
I leucocitipolimorfonucleati Leucociti polimorfonucleati Il sistema immunitario è formato sia da componenti cellulari che da componenti molecolari le quali cooperano per eliminare gli antigeni. (Vedi anche Panoramica sul sistema immunitario.) Sebbene... maggiori informazioni (neutrofili, eosinofili, basofili, mastociti) e le cellule mononucleate (monociti, macrofagi, mastociti Cellule mastocite Il sistema immunitario è formato sia da componenti cellulari che da componenti molecolari le quali cooperano per eliminare gli antigeni. (Vedi anche Panoramica sul sistema immunitario.) Sebbene... maggiori informazioni ) rilasciano mediatori infiammatori.
Le cellule natural killer Cellule natural killer Il sistema immunitario è formato sia da componenti cellulari che da componenti molecolari le quali cooperano per eliminare gli antigeni. (Vedi anche Panoramica sul sistema immunitario.) Sebbene... maggiori informazioni distruggono cellule infettate da virus e alcune cellule tumorali.
Immunità acquisita
L'immunità acquisita (adattativa) richiede un'esposizione iniziale verso l'antigene per essere pienamente efficace e richiede tempo dopo l'iniziale conta con un nuovo invasore. In seguito, la risposta sarà molto veloce. Il sistema è in grado di ricordare le esposizioni precedenti ed è antigeno-specifico.
I componenti comprendono
Linfociti B
Linfociti T
L'immunità acquisita comprende
Immunità umorale: origina dalla risposta delle cellule B Linfociti B Il sistema immunitario è formato sia da componenti cellulari che da componenti molecolari le quali cooperano per eliminare gli antigeni. (Vedi anche Panoramica sul sistema immunitario.) Sebbene... maggiori informazioni (le cellule B si sviluppano nelle cellule plasmatiche, che secernono anticorpi solubili antigeni-specifici)
Immunità cellulo-mediata: deriva da alcune risposte dipendenti delle cellule T Linfociti T Il sistema immunitario è formato sia da componenti cellulari che da componenti molecolari le quali cooperano per eliminare gli antigeni. (Vedi anche Panoramica sul sistema immunitario.) Sebbene... maggiori informazioni
Le cellule B e T lavorano insieme per distruggere gli invasori. Le cellule presentanti l'antigene Cellule presentanti l'antigene Il sistema immunitario è formato sia da componenti cellulari che da componenti molecolari le quali cooperano per eliminare gli antigeni. (Vedi anche Panoramica sul sistema immunitario.) Sebbene... maggiori informazioni localizzate nel tessuto hanno il compito di presentare gli antigeni alla maggior parte dei tipi di cellule T.
Risposta immunitaria
L'attivazione, la regolazione e il controllo della risposta immunitaria stanno alla base di una risposta immunitaria efficace.
Attivazione
Le cellule del sistema immunitario si attivano quando un antigene (Ag) estraneo viene riconosciuto dai recettori della superficie cellulare. Questi recettori sulla superficie cellulare possono essere
A specificità ad ampio spettro (p. es., recettori di tipo "pattern-recognition" quali recettori Toll-like, recettori per il mannosio, e recettori di tipo "scavenger" sulle cellule dendritiche e altri tipi cellulari)
Altamente specifici (anticorpi espressi sulle cellule B o recettori delle cellule T espressi sulle cellule T)
I recettori con specificità ad ampio spettro riconoscono dei profili molecolari comuni che sono associati ai patogeni, come i lipopolisaccaridi Gram-negativi, i peptidoglicani Gram-positivi, la flagellina batterica, i dinucleotidi di citosina e guanosina non-metilata (motivi CpG), e i RNA virali a doppio filamento. Questi recettori possono anche riconoscere le molecole prodotte da cellule umane stressate o infette (chiamate pattern molecolari associati al danno).
L'attivazione può essere innescata anche quando i complessi anticorpo-antigene oppure complemento-microrganismo si legano ai recettori di superficie specifici per la regione del frammento cristallizzabile (Fc) delle IgG (FcgammaR) o per C3b e iC3b.
Una volta riconosciuto, l'antigene, il complesso antigene-anticorpi oppure il complesso complemento-microrganismo viene assorbito. La maggior parte dei microrganismi viene uccisa dopo essere stata fagocitata, ma altri riescono ad inibire la capacità dei fagociti di uccidere a livello intracellulare (p. es., i micobatteri che vengono inglobati da un macrofago inibiscono la capacità di degradazione). In questi casi, le citochine secrete dalle T cellule, in particolar modo l'interferone-gamma (interferone-gamma), stimolano il fagocita a produrre più enzimi litici e altri prodotti microbicidi, rafforzando quindi l'abilità di degradare o di inglobare il microrganismo.
A meno che l'antigene non sia rapidamente fagocitato e interamente degradato (un evento molto raro), la risposta immunitaria acquisita viene reclutata attraverso il riconoscimento dell'antigene da parte dei recettori altamente specifici sulla superficie delle cellule B e T. Questa risposta inizia con
La milza per gli antigeni circolanti
I linfonodi regionali per gli antigeni tissutali
I tessuti linfoidali associati alla mucosa (p. es., tonsille, adenoidi, placche di Peyer) per gli antigeni mucosali
Per esempio, le cellule dendritiche di Langerhans presenti sulla cute fagocitano gli antigeni e migrano verso i linfonodi regionali; dove i peptidi derivati dagli antigeni vengono espressi sulla superficie delle cellule dendritiche con le molecole del complesso maggiore di istocompatibilità di classe II Sistema degli antigeni leucocitari umani (Human Leukocyte Antigen, HLA) Il sistema antigenico dei leucociti umani (human leukocyte antigen, HLA) (il complesso maggiore d'istocompatibilità dell'uomo) è una parte importante del sistema immunitario ed è codificato... maggiori informazioni (major histocompatibility complex, MHC), che presentano il peptide ai linfociti T helper CD4 (cellule TH). Quando la cellula Th lega il complesso maggiore di istocompatibilità-peptide e riceve vari segnali costimolatori (che possono essere inibiti da alcuni farmaci immunosoppressori), si attiva ed esprimere i recettori per l'interleuchina citochina IL-2 e secerne numerose citochine. Ciascuna sottopopolazione di cellule TH secerne diverse combinazioni di sostanze, e questo pertanto induce differenti risposte immunitarie.
Le molecole del complesso maggiore di istocompatibilità di classe II normalmente presentano i peptidi che derivano da antigeni (p. es., da numerosi batteri) extracellulari (esogeni) alle cellule TH CD4; invece le molecole del complesso maggiore di istocompatibilità di classe I presentano i peptidi che derivano da antigeni (p. es., da virus) intracellulari (endogeni) alle cellule T citotossiche CD8. Quindi, la cellula T citotossica attivata induce l'uccisione della cellula infettata.
Regolazione
La risposta immunitaria deve essere regolata per evitare che avvengano danni importanti all'ospite (p. es., l' anafilassi Anafilassi L'anafilassi è una reazione IgE-mediata acuta, potenzialmente letale, che si verifica in soggetti precedentemente sensibilizzati in occasione di una riesposizione all'antigeni sensibilizzante... maggiori informazioni , la sindrome da tempesta di citochine Fisiopatologia La sepsi è una sindrome clinica di disfunzioni organiche potenzialmente letale causata da una risposta disregolata all'infezione. Nello shock settico si verifica una riduzione critica della... maggiori informazioni , la sindrome da rilascio di citochine e un danno tissutale esteso). Le cellule T regolatorie (la maggior parte delle quali esprime il fattore di trascrizione Foxp3) concorrono nella regolazione della risposta immunitaria mediante la secrezione di citochine immunosoppressive, come l'IL-10 e il transforming growth factor-beta (TGF-beta), oppure attraverso il meccanismo dipendente dal contatto diretto cellula-cellula.
Queste cellule regolatorie contribuiscono inoltre a prevenire le risposte autoimmuni e probabilmente determinano le risposte verso gli antigeni non-self.
Risoluzione
La risposta immunitaria termina quando l'antigene viene sequestrato o eliminato dall'organismo. In assenza di stimolazione antigenica, la secrezione di citochine termina e le cellule T citotossiche attivate vanno incontro ad apoptosi. L'apoptosi indirizza una cellula verso la fagocitosi immediata, in questo modo previene la disseminazione del contenuto cellulare e la conseguente flogosi. Le cellule T e B che si sono differenziate in cellule della memoria non vanno incontro a questo processo.
Elementi di geriatria
Il sistema immunitario andando incontro all'invecchiamento diventa meno efficace, questo avviene nei seguenti modi:
Il sistema immunitario riduce la capacità di distinguere il self dal non-self, rendendo più frequenti lo sviluppo di anticorpi e di malattie autoimmuni.
I macrofagi eliminano più lentamente i batteri, le cellule tumorali, e altri antigeni si presuppone che questo possa contribuire a una maggior incidenza di cancro negli anziani.
Le cellule T rispondono meno rapidamente all'antigeni.
Ci sono meno linfociti in grado di rispondere ai nuovi antigeni.
Il corpo, invecchiando, produce meno complemento in risposta alle infezioni batteriche.
Sebbene la concentrazione anticorpale totale (Ac) non diminuisca in modo significativo, l'affinità di legame di anticorpi con l'antigene è diminuita, verosimilmente potrebbe causare una maggior incidenza di polmonite Panoramica sulla polmonite La polmonite è un'infiammazione acuta dei polmoni provocata da un'infezione. Di solito, la diagnosi iniziale si basa sulla RX torace e su reperti clinici. Cause, sintomatologia, trattamento... maggiori informazioni , influenza Influenza L'influenza è un' infezione respiratoria virale che provoca febbre, rinite, tosse, cefalea e malessere generale. La mortalità è possibile nel corso delle epidemie stagionali, soprattutto tra... maggiori informazioni , endocardite infettiva Endocardite infettiva L'endocardite infettiva è un'infezione dell'endocardio, di solito batterica (frequentemente, streptococchi o stafilococchi) o a volte fungina. Può causare febbre, soffi cardiaci, petecchie,... maggiori informazioni , tetano Tetano Il tetano è un avvelenamento acuto da una neurotossina prodotta da Clostridium tetani. I sintomi sono spasmi tonici intermittenti dei muscoli volontari. Lo spasmo dei masseteri è responsabile... maggiori informazioni e aumentare il rischio di morte negli anziani affetti da queste patologie. Questi cambiamenti possono spiegano in parte il motivo per cui i vaccini sono meno efficaci negli anziani.