24.1: Cos'è il sistema immunitario?

Panoramica

Il sistema immunitario comprende diverse strutture biologiche e processi che proteggono il corpo dalle malattie. Questi processi possono essere classificati in immunità innata e adattativa. Per lavorare in modo efficace, il sistema immunitario ha bisogno di rilevare gli agenti patogeni distinguendo le strutture del corpo da elementi estranei. Se questa determinazione fallisce, si verificano malattie autoimmuni in cui il sistema immunitario reagisce contro il tessuto del corpo.

Il sistema immunitario innato agisce in modo rapido e non specifico

Il sistema immunitario innato è la prima linea di difesa contro le infezioni. Comprende barriere fisiche e una varietà di cellule che agiscono rapidamente e non specificamente contro elementi che sono estranei all'ospite (cioè non-self). Esempi di barriere fisiche nei mammiferi sono la pelle, il rivestimento del tratto gastrointestinale e le secrezioni, come muco o saliva. Una volta che un invasore supera le barriere fisiche, le cellule della risposta infiammatoria vengono reclutate nel sito di ingresso: i mastociti rilasciano una pletora di sostanze chimiche che attraggono altre cellule del sistema immunitario innato e attivano il sistema immunitario adattivo. Le cellule fagocitiche, come neutrofili e macrofagi, ingeriscono e distruggono agenti patogeni. Le cellule killer naturali, un tipo speciale di globuli bianchi, distruggono le cellule infettate da virus. Insieme, le cellule del sistema immunitario innato sradicano l'invasore o ne ostacolano la diffusione e attivano il sistema immunitario adattivo.

I ricettori di riconoscimento dei pattern consentono agli organismi di distinguersi da se stessi dal non-self

Come può un organismo distinguere il proprio tessuto (self) da un elemento estraneo o da un invasore (non-self)? Questa capacità è conferita dai recettori di riconoscimento dei pattern (PRR). Questi recettori riconoscono modelli molecolari associati ai microbi (MAMP) che sono unici per batteri, virus, parassiti o funghi. Esempi sono parti della membrana esterna batterica o RNA a doppio filamento dei virus. I MAMP non sono specifici di una specie distinta o di una variante patogena, ma rappresentano un segno distintivo di un'ampia classe di patogeni (ad esempio, batteri gram-negativi o funghi). Il sistema immunitario innato, quindi, agisce in modo non specifico contro gli agenti patogeni.

Il sistema immunitario adattivo è altamente specifico

I vertebrati hanno sviluppato il sistema immunitario adattivo, che memorizza una "memoria" di un attacco precedente e può successivamente montare una risposta più forte contro specifici agenti patogeni. Mentre il sistema immunitario innato impiega una vasta gamma di tipi di cellule, il sistema immunitario adattivo si basa su due tipi di globuli bianchi per colpire gli agenti patogeni: cellule B e T. Mentre le cellule T fanno parte dell'immunità mediata dalle cellule, le cellule B costituiscono il ramo umorale dell'immunità adattiva.

Le cellule B possono distruggere direttamente una particella estranea o differenziarsi in cellule plasmatiche che rilasciano anticorpi. Gli anticorpi prendono di mira l'invasore per la distruzione da parte di altre cellule. Le cellule T svolgono diverse funzioni, a seconda della composizione del recettore superficiale e dell'arsenale chimico. Tutte le cellule T trasportano recettori di superficie che sono ciascuno specifico per un singolo antigene. Dopo aver incontrato l'antigene, le cellule T possono stimolare altre parti del sistema immunitario o distruggere attivamente le cellule infette o cancerose. Alcune cellule B e T rimangono disponibili molto tempo dopo che l'infezione è stata cancellata e, dopo ripetute esposizioni allo stesso elemento estraneo, montano una risposta immunitaria più forte e più veloce.

Mentre il sistema immunitario innato agisce entro pochi minuti a ore di una minaccia o infezione, il sistema immunitario adattivo risponde nel corso di giorni. Solo il sistema immunitario adattivo "impara" (cioè si adatta) nel ciclo di vita di un organismo.

Malattie autoimmuni

Le malattie autoimmuni si verificano quando il sistema immunitario non funziona correttamente. Le malattie autoimmuni, generalmente, si sviluppano quando il sistema immunitario non è in grado di differenziare il tessuto sano del corpo da un elemento estraneo. Tipicamente, uno dei tre effetti patologici deriva da una malattia autoimmune: danno o distruzione dei tessuti, crescita alterata dell'organo, o funzione alterata dell'organo.

Un esempio di tale malattia autoimmune è il diabete mellito di tipo 1 (T1DM). Durante l'insorgenza del T1DM, di solito nei bambini attraverso la prima età adulta, le cellule immunitarie producono anticorpi che attaccano le cellule che producono insulina del pancreas, le cosiddette cellule z. Il risultato è la distruzione delle cellule z e successivamente l'incapacità di regolare il livello di zucchero nel sangue. Il T1DM attualmente non può essere curato, ma il trattamento dell'insulina, una dieta speciale e l'esercizio fisico aiutano i pazienti a gestire la malattia. È essenziale diagnosticare la malattia precocemente e iniziare la gestione prima che tutte le cellule che producono insulina vengano distrutte.

- [Donna] Il sistema immunitario è il sistema naturale

di difese innate e di adattamento del nostro corpo

incaricato di dare resistenza contro le malattie.

Nel sistema innato, le prime barriere,

la pelle e le mucose associate,

continuano ad invadere i microrganismi dal corpo

tramite una serie di meccanismi protettivi.

Ad esempio, la pelle è sia acida

e contiene vari prodotti chimici battericidi

per inibire la crescita batterica.

E elementi come i peli ricoperti di muco nel naso

intrappolano particelle inalate per impedire il passaggio

attraverso i passaggi nasali.

Sebbene queste barriere di superficie siano piuttosto

efficaci, quando sono compromesse

la seconda linea di difesa interna è attivata.

Ora, cellule fagocitiche, come macrofagi e mastociti,

insieme ad altre cellule e sostanze chimiche non specifiche,

hanno questo compito.

Predispongono una risposta infiammatoria

per prevenire la diffusione dell'infezione.

La terza linea di difesa, il sistema di adattamento,

risponde utilizzando cellule specifiche chiamate linfociti

per distruggere con precisione l'agente infettivo stesso

o attraverso anticorpi circolanti.

Tuttavia, prima che tale protezione possa essere fornita,

questo sistema deve essere innescato.

Cioè, deve aver incontrato in precedenza

la sostanza estranea,

formare un ricordo per produrre un attacco più forte.