Il Sistema Immunitario
Lic. Scientifico “A. Meucci”
Aprilia
Seconda parte
Prof. Rolando Neri
La risposta immunitaria acquisita
• 4. La risposta immunitaria neutralizza specifici
invasori
– L’immunità conferita dal sistema immunitario viene detta
immunità acquisita e si sviluppa a pieno solo in seguito
all’esposizione a sostanze estranee chiamate antigeni.
– Quando entra in contatto con un antigene, il sistema
immunitario risponde con un incremento del numero di
cellule che attaccano direttamente gli invasori o che
producono le proteine di difesa chiamate anticorpi.
L’immunità attiva
– L’immunità attiva, cioè le resistenza a uno
specifico invasore, viene solitamente acquisita
dopo un’infezione naturale, ma può essere
innescata con una procedura medica, nota come
vaccinazione.
– È anche possibile sviluppare un’ immunità passiva
(per esempio acquisendo anticorpi attraverso il
latte materno o da un siero contenente anticorpi
specifici).
• 5. I linfociti forniscono una duplice difesa
•Le cellule responsabili della risposta immunitaria sono i
Midollo osseo
Timo
linfociti:




Tutti i globuli bianchi hanno origine nel
midollo osseo e i linfociti non fanno
eccezione.
Alcuni linfociti immaturi continuano a
svilupparsi nel midollo osseo e si
specializzano diventando linfociti B (o
cellule B)
Altri passano dal midollo osseo al timo
dove si specializzano, diventando linfociti T
(o cellule T).
La maggior parte delle cellule B e T migra
poi, per via sanguigna, nei tessuti linfoidi
dove
svolgeranno la loro funzione
immunitaria
Cellule staminali
Per via
sanguigna
Linfociti immaturi
Recettori
antigenici
Linfociti B
Linfociti T
Immunità umorale Per via Immunità mediata
sanguigna
da cellule
Linfonodi, milza e altri
organi linfatici
Processo finale di
Altre parti del sistema
maturazione dei linfociti
linfatico
B e T in un organo
linfatico
• Ogni individuo produce un enorme numero di linfociti B
e T diversi; si stima che ognuno di noi ne abbia tra 100
milioni e 100 miliardi di tipi differenti, un numero
sufficiente per riconoscere e attaccare praticamente tutti
i tipi di antigeni che potremmo mai incontrare.
• 6. Gli antigeni hanno regioni specifiche a cui si
legano gli anticorpi
•Un anticorpo è una proteina prodotta dal sistema
immunitario, ovvero dai linfociti, capace di legarsi a un
particolare antigene.
Molecole di
anticorpo A
•In genere, gli anticorpi
riconoscono determinate
regioni, i determinanti
antigenici (proteine essi
stessi), presenti sulla
superficie di un antigene.
Siti di legame
per l’antigene
Determinanti
antigenici
Antigene
Molecola di
anticorpo B
• 7. Solo i linfociti selezionati e attivati dagli antigeni
danno origine a un clone di cellule che innesca la
risposta immunitaria
•
•
Una volta all’interno del corpo, un particolare antigene
attiva solo quel piccolissimo numero di linfociti che
possiede un ben preciso recettore specifico.
In seguito, tali cellule proliferano formando una
popolazione di cellule geneticamente identiche (un
clone) adatte per combattere quel determinato
antigene.
• Le tappe della selezione clonale
– Nella risposta immunitaria primaria, la selezione
clonare sviluppa cellule effettrici e cellule della
memoria in grado di garantire un’immunità per tutta la
vita.
– Nella risposta immunitaria secondaria, le cellule della
memoria sono attivate da una seconda esposizione allo
stesso antigene che induce una risposta più energica e
veloce.
• Risposta immunitaria primaria e secondaria:
3. I particolari recettori antigenici di una
cellula B fanno sì che essa si leghi a un
antigene.
4. Tale legame stimola la cellula B a
dividersi rapidamente producendo un
clone composto da un’enorme quantità
di cellule identiche a quella originaria.
Una parte di queste cellule si differenzia
in plasmacellule, che secernono
anticorpi liberi che vengono immessi
nella circolazione sanguigna
Risposta
immunitaria
primaria
Recettore
antigenico
(anticorpo sulla
superficie
cellulare)
1
Linfociti B
con recettori
antigenici
diversi
Crescita,
divisione e
differenziam
ento di un
linfocita
6. In seguito a una seconda esposizione
la reazione è, quindi, ben diversa: gli
anticorpi
presenti
nel
sangue
raggiungono un livello molto superiore
in tempi molto brevi.
Molecole di
antigeni
3 Prima esposizione all’antigene
Molecole di anticorpi
4
5
Reticolo
endoplasmatico
Primo clone
5. Una parte di queste cellule (cellule B
della memoria), invece, restano a lungo
nell’organismo dopo che l’infezione si è
risolta, pronte a produrre rapidamente
altre cellule B dello stesso tipo se lo
stesso invasore si ripresenta.
2
Plasmacellule che producono anticorpi
Cellule della memoria
Molecole di antigene
Seconda esposizione 6
allo stesso antigene
Risposta
immunitaria
secondaria
Molecole
di anticorpi
Reticolo
endoplasmatico
Plasmacellule che producono anticorpi
Cellule della memoria
Risposta immunitaria primaria e secondaria a
confronto
La risposta immunitaria secondaria avviene più
velocemente delle risposta immunitaria primaria.

Concentrazione di anticorpi
Il grafico mostra il livello di
anticorpi nel sangue in
funzione del tempo in
occasione della prima
esposizione
a
un
determinato antigene e di
una successiva esposizione
allo stesso antigene.
Risposta immunitaria
secondaria
all’antigene X
Seconda esposizione
all’antigene X,
prima esposizione
all’antigene Y
Prima esposizione
all’antigene X
Risposta immunitaria
primaria all’antigene X
Risposta immunitaria
primaria all’antigene Y
Anticorpi per
l’antigene X
0
7
14
21
Anticorpi per
l’antigene Y
28
35
42
Tempo (giorni)
49
56
• 8. Gli anticorpi sono le «armi» dell’immunità
umorale
– I linfociti B sono le cellule coinvolte nell’immunità
umorale.
– Le plasmacellule, cioè le cellule effettrici prodotte
per selezione clonale, fabbricano e secernono gli
anticorpi, le proteine che hanno la funzione di
«armi» molecolari di difesa.
• Ogni molecola di anticorpo ha un sito di legame
per l’antigene, cioè una regione responsabile
della funzione di riconoscimento e di legame con
l’antigene.
Siti di legame
per l’antigene
Catena
leggera
C
C
Catena
pesante
• 9 L’azione degli anticorpi
• Gli
anticorpi
promuovono
l’eliminazione
dell’antigene attraverso diversi meccanismi.
Il legame tra anticorpi e antigeni
inattiva gli antigeni tramite
Neutralizzazione
Virus
Agglutinazione
di cellule
Precipitazione di
antigeni in soluzione
Molecole del
complemento
Batteri
Molecole di
antigeni
Batterio
Attivazione del
complemento
Cellula estranea
Favoriscono la
Porta alla
Fagocitosi
Lisi della cellula
Macrofago
Foro
• 9 L’azione degli anticorpi
• Gli anticorpi promuovono l’eliminazione
dell’antigene attraverso diversi meccanismi.
Come fanno gli anticorpi circolanti a combattere gli invasori?
1. In primo luogo, poiché si legano agli antigeni dell’agente patogeno, queste
proteine possono in certi casi impedire che esso stabilisca qualsiasi altro legame
all’interno dell’organismo, e in tal modo ne arrestano la diffusione
(neutralizzazione).
2. Tra anticorpi e antigeni può anche avere luogo una reazione di agglutinazione;
in altri termini, gli anticorpi possono tenere assieme un certo numero di
molecole estranee o di microrganismi invasori, ammassandoli e inattivandoli.
3. Tra anticorpi e antigeni può anche avere luogo una reazione di precipitazione; in
altri termini, gli anticorpi possono tenere assieme un certo numero di molecole
estranee o di microrganismi invasori, determinando la formazione di un
precipitato, ovvero di un ammasso insolubile nei liquidi organici.
4. Infine, gli anticorpi possono operare in concerto con altri elementi del sistema
immunitario: i fagociti e le proteine del complemento, che fanno parte del
sistema di difesa aspecifico.
• Il sistema immunitario si basa sulle nostre
«impronte» molecolari
– La capacità del sistema immunitario di riconoscere le
molecole appartenenti al proprio organismo, ossia di
distinguere il self dal non self, permette di combattere
molecole estranee senza danneggiare le proprie.
– Le cellule di ogni persona hanno sulla membrana
particolari glicoproteine self che costituiscono le
impronte molecolari (fingerprint) e contrassegnano le
cellule del corpo rendendole inattaccabili dai propri
linfociti.
11. Gli anticorpi monoclonali sono armi efficaci sia nella
ricerca biologica sia nella terapia medica.
Gli anticorpi monoclonali sono prodotti fondendo una cellula tumorale
con un normale linfocita B: la cellula ibrida produce molecole di
anticorpi specifici per un singolo determinante antigenico.
Antigene iniettato
nel topo
Linfociti B (prelevati
dalla milza)
Cellule tumorali in
un terreno di coltura
Cellule tumorali
Cellule fuse insieme per
produrre cellule ibride
Anticorpo
Una cellula ibrida viene posta in
un terreno di coltura
Coltura di cellule ibride che
producono anticorpi monoclonali
– Gli anticorpi monoclonali
sono particolarmente utili
nelle diagnosi medica.
– Con
gli
anticorpi
monoclonali sono anche
stati ottenuti risultati
incoraggianti
nel
trattamento di diverse
malattie, incluso il cancro.
L’immunità mediata da cellule
• 12. I linfociti T helper organizzano la difesa mediata
da cellule e favoriscono l’immunità umorale
• Ci sono almeno due tipi principali di linfociti:
•
i linfociti T citotossici, che attaccano le cellule infettate
da agenti patogeni;
•
i linfociti T helper, che svolgono molteplici funzioni nella
risposta immunitaria, coadiuvando l’attività dei linfociti T
citotossici e dei macrofagi e stimolando i linfociti B a
produrre anticorpi.
– Tutto il sistema immunitario mediato da cellule e gran parte di quello
umorale dipendono dalla precisa interazione tra le cellule APC e i
linfociti T helper.
– Le cellule APC o cellule dendritiche, sono cellule che presentano gli
antigeni al sistema immunitario.
– Questa interazione attiva i linfociti T helper che, a loro volta, possono
poi andare ad attivare altre cellule del sistema immunitario.
– I linfociti T helper riconoscono e si legano al complesso self-non self
esposto sulla superficie di una cellula APC.
– I linfociti T helper attivati promuovono la risposta immunitaria in molti
modi e possono attivare i linfociti T citotossici e i linfociti B.
• Attivazione di un linfocita T helper e suo ruolo
nell’immunità:
1. Una cellula dendritica ingloba un microbo e lo frammenta in tanti pezzi.
Complesso
self-non self
Microbo
Macrofago
1
Recettore del Interleuchina-2
favorisce la
linfocita T
riproduzione di
linfociti T helper
Linfocita B
Interleuchina-2 partecipa
all’attivazione di altri
linfociti T e B
3
2
Immunità
umorale
(secrezione di
anticorpi da
parte delle
plasmacellule)
Linfocita
T helper
4
Proteina self
(proteina MHC
di classe II)
Cellula APC
Antigene prodotto dal
microbo non self
Interleuchina-1
(partecipa all’azione del
linfocita T helper)
2. – 3. Alcuni frammenti, che rappresentano altrettanti
antigeni, si legano ai recettori della cellula dendritica e
vengono esibiti sulla superficie cellulare; la cellula così
diventa un APC, cioè una cellula che presenta
antigeni al sistema immunitario .
Sito di legame
per l’antigene
Linfocita T
citotossico
Immunità
mediata da
cellule (attacca
le cellule
infette)
Sito di legame per
la proteina self
4. Una cellula T helper si lega all’APC
continua
• Attivazione di un linfocita T helper e suo ruolo
nell’immunità:
5. Le cellule T helper che sono state attivate non solo si duplicano, ma
secernono anche una proteina, chiamata interleuchina-2, che stimola la
produzione e l’attivazione delle cellule T e B .
Complesso
self-non self
Microbo
Macrofago
Recettore del Interleuchina-2
favorisce la
linfocita T
riproduzione di
linfociti T helper
5
Linfocita B
6
Linfocita
T helper
Immunità
umorale
(secrezione di
anticorpi da
parte delle
plasmacellule)
Interleuchina-2 partecipa
all’attivazione di altri
linfociti T e B
7
Proteina self
(proteina MHC
di classe II)
Cellula APC
Antigene prodotto dal
microbo non self
Interleuchina-1
(partecipa all’azione del
linfocita T helper)
6. – 7. Questo legame attiva la cellula T, stimolando la
produzione di ulteriori cellule T (nelle varietà T helper
e T killer) e quella di altre cellule immunitarie.
Sito di legame
per l’antigene
Linfocita T
citotossico
Sito di legame per
la proteina self
Immunità
mediata da
cellule (attacca
le cellule
infette)
13. L’AIDS distrugge i linfociti T helper lasciando il corpo
privo di difese
Il virus dell’AIDS può eliminare i linfociti T helper
dell’organismo compromettendo drasticamente la sua
capacità di combattere le infezioni.
Quando l’invasore attacca le linee difensive
14 I linfociti T citotossici uccidono le cellule
infette
I linfociti T citotossici si legano alle cellule infettate, che presentano sulla loro
membrana frammenti del virus o del microrganismo patogeno (cioè
l’antigene), e le distruggono forandone la membrana, oppure secernendo
mediatori chimici che inducono le cellule infette all’apoptosi.
1 Il linfocita T citotossico
si lega alla cellula infettata
2 La perforina produce fori nella
membrana della cellula infettata
Complesso self-non self
Formazione
del foro
Cellula
infettata
Molecola
di perforina
Antigene
estraneo
Linfocita T
citotossico
Enzima
che può
indurre
l’apoptosi
3 Lisi della cellula infettata
•15 I linfociti T citotossici possono prevenire
il cancro
I linfociti T citotossici possono difendere l’organismo
dai tumori maligni nello stesso modo in cui lo
difendono dai microbi.
•16 Un funzionamento scorretto del sistema
immunitario può provocare disturbi e malattie
– Le malattie autoimmuni insorgono quando il sistema
immunitario «fa confusione» e reagisce contro le molecole del
proprio corpo.
– Le persone affette da malattie da immunodeficienza sono
prive di uno o più componenti del sistema immunitario.
– Un lieve indebolimento del sistema immunitario può derivare
anche da stress fisici ed emotivi.
– Le allergie sono causate da una sensibilità anomala ad antigeni
presenti nel nostro ambiente, chiamati allergeni.
• Le due fasi di una reazione allergica:
Linfocita B
(plasmacellua)
Mastocita
Determinante antigenico
Istamina
1
Allergene (granulo
pollinico)
2
I linfociti B
producono anticorpi
Sensibilizzazione: esposizione iniziale all’allergene
3
Gli anticorpi si
attaccano al
mastocita
4
L’allergene si lega
agli anticorpi del
mastocita
5
Viene liberata
istamina che causa i
sintomi dell’allergia
Successiva esposizione allo stesso allergene
Gli allergeni sono quasi sempre, anche se non necessariamente, sostanze prodotte da esseri viventi.
Quelli più comuni derivano da pollini, da alcuni alimenti, dal pelo di certi animali e dagli acari della
polvere.