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Sistema immunitario

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Sistema immunitario

  1. 1. Il Sistema Immunitario <ul><li>Ruolo : protezione delle cellule e dei tessuti del corpo da fattori esterni o interni che possono compromettere la loro funzionalità. </li></ul><ul><li>Fattori esterni biotici: agenti patogeni quali virus, batteri, funghi, parassiti animali uni- o pluricellulari (plasmodi, platelminti, nematodi, anellidi) </li></ul><ul><li>Fattori esterni abiotici: agenti fisici o chimici con attività mutagena </li></ul><ul><li>Fattori interni: cellule anomale (infettate o cancerogene) che possono recare danni all’organismo </li></ul><ul><li>I diversi meccanismi di difesa messi in atto dal sistema immunitario, fanno parte di una immunità innata (aspecifica) e di un’immunità acquisita (specifica). </li></ul>
  2. 2. Anatomia del sistema immunitario <ul><li>È costituito da </li></ul><ul><li>vasi linfatici che sono il sistema di conduzione del liquido interstiziale in connessione con il sistema circolatorio </li></ul><ul><li>linfonodi , adenoidi, tonsille, appendice, placche di Peyer sono raggruppamenti di linfonodi </li></ul><ul><li>midollo osseo, in cui avviene la moltiplicazione di cellule staminali multipotenti ematopoietiche da cui deriveranno tutte le cellule circolanti nel sanguee la maturazione dei linfociti B </li></ul><ul><li>timo, avviene la maturazione dei linfociti T </li></ul><ul><li>milza avviene </li></ul>
  3. 3. Linfonodo I linfonodi sono strutture globulari di tessuto spugnoso, localizzate strategicamente tra i vasi linfatici, che contengono nella zona corticale numerosi linfociti e macrofagi in grado di inglobare i microbi presenti nella linfa attivando una risposta immunitaria. Sono un punto di filtraggio della linfa che entra dai vasi afferenti con agenti infettivi e detriti cellulari ed esce dai vasi efferenti ripulita. Fotografia al microscopio e schema di un linfonodo
  4. 4. Cellule staminali multipotenti ematopoietiche
  5. 5. I principali tipi di globuli bianchi
  6. 6. Immunità innata <ul><li>L’immunità innata comprende: </li></ul><ul><li>barriere anatomiche che tendono a prevenire la penetrazione di agenti infettivi all’interno del corpo </li></ul><ul><li>difese aspecifiche , che distruggono in maniera indiscriminata le cellule e le sostanze estranee con cui vengono in contatto; </li></ul>
  7. 7. Barriere anatomiche <ul><li>La pelle integra rappresenta una prima barriera praticamente impenetrabile per la maggior parte dei microrganismi </li></ul><ul><li>Le mucose ostacolano l’ingresso di microrganismi secernendo muco (naso e trachea) o succhi acidi (stomaco) </li></ul><ul><li>Sudore, saliva e lacrime contengono un enzima, il lisozima , che attacca e distrugge le pareti cellulari di molti batteri </li></ul>
  8. 8. Difese aspecifiche cellulari (globuli bianchi) <ul><li>Cellule dendritiche e Macrofagi </li></ul><ul><li>sono localizzati nelle zone dell’organismo dove è più facile incontrare agenti invasori: tessuti connettivi, linfonodi e organi riccamente vascolarizzati, come milza, fegato e polmoni. Hanno tre funzioni: </li></ul><ul><li>Fagocitano i microrganismi </li></ul><ul><li>Li demoliscono grazie ad enzimi litici. </li></ul><ul><li>Espongono sulla superficie cellulare frammenti del patogeno (antigeni), trasformandosi in APC (Antigen Presenting Cells) per stimolare una risposta immunitaria specifica </li></ul><ul><li>Natural killer </li></ul><ul><li>Distruggono le cellule del nostro corpo che presentano anomalie sulla loro superficie perché tumorali o già infettate da virus </li></ul>
  9. 9. <ul><li>La risposta infiammatoria viene innescata quando i microrganismi riescono a superare le barriere “anatomiche” (per esempio a causa di un taglio, un’abrasione o una puntura d’insetto) </li></ul><ul><li>È costituita da una serie di eventi che, a partire da una lesione e/o una infezione localizzata, si concludono con una risposta locale ( infiammazione ) e in alcuni casi con una risposta sistemica ( febbre ). </li></ul><ul><li>I principali scopi della risposta infiammatoria sono: </li></ul><ul><li>ripulire il tessuto lesionato </li></ul><ul><li>prevenire l’estendersi dell’infezione ai tessuti circostanti </li></ul>La risposta infiammatoria
  10. 10. <ul><li>La lesione del tessuto connettivo attiva i mastociti, ivi presenti, che liberano istamina </li></ul><ul><li>L’ istamina determina la vasodilatazione nella zona lesionata e aumento della permeabilità dei capillari che favorisce l’intervento dei macrofagi </li></ul><ul><li>I macrofagi fuoriusciti dai capillari diventano APC </li></ul>Infiammazione: risposta infiammatoria locale <ul><li>SINTOMI </li></ul><ul><li>L’innalzamento della temperatura locale rende l’ambiente sfavorevole alla moltiplicazione dei microrganismi e accelera il movimento dei globuli bianchi </li></ul><ul><li>Il rossore è dovuto alla vasodilatazione che determina un rallentamento del flusso sanguigno, limitando la diffusione dell’infezione </li></ul><ul><li>Il gonfiore è un effetto della fuoriuscita di siero dai vasi </li></ul><ul><li>Il dolore è un effetto dalla stimolazione dei recettori sensoriali locali </li></ul>
  11. 11. Febbre: risposta infiammatoria sistemica <ul><li>La risposta sistemica si verifica in tutto il corpo a partire dalla infezione locale, in caso che tale infezione si estenda. </li></ul><ul><li>Il sistema immunitario produce molecole segnale che agiscono sull’ipotalamo, responsabile della regolazione della temperatura corporea. </li></ul><ul><li>La febbre è un meccanismo di difesa e di segnale: </li></ul><ul><li>Combatte direttamente i microrganismi con l’aumento della temperatura </li></ul><ul><li>Segnala una alterazione dell’omeostasi corporea al sistema immunitario, nervoso e endocrino. </li></ul>
  12. 12. Difese aspecifiche proteiche <ul><li>Nell’organismo ci sono numerose proteine con funzioni di difesa </li></ul><ul><li>Il sistema del complemento </li></ul><ul><li>è costituito da una ventina di proteine plasmatiche che: </li></ul><ul><li>si legano alla membrana di cellule estranee o infette, producono una apertura e provocano la lisi osmotica della cellula </li></ul><ul><li>attivano indirettamente i fagociti, attirandoli verso il sito di infezione </li></ul><ul><li>Le citochine </li></ul><ul><li>sono proteine prodotte da globuli bianchi, fibroblasti (tessuto connettivo), cellule endoteliali e sistema nervoso centrale. Comprendono: </li></ul><ul><li>Interleuchine </li></ul><ul><li>TNF (fattori di necrosi tumorale) </li></ul><ul><li>Interferoni </li></ul>
  13. 13. <ul><li>Le interleuchine sono messaggeri chimici locali e sistemici. </li></ul><ul><li>La IL-1, per esempio, è in grado di raggiungere l’ipotalamo, determinando in tal modo l’insorgere della febbre. IL-1 e IL-6 stimolano i globuli bianchi a produrre i TNF. </li></ul><ul><li>I fattori di necrosi tumorale (TNF dall’inglese Tumor Necrosis Factors ) sono secreti dai macrofagi e dai linfociti T in risposta all’azione delle interleuchine. Il rilascio di questi fattori ha numerose conseguenze: </li></ul><ul><li>Maggiore produzione di proteine del complemento </li></ul><ul><li>Innalzamento della temperatura corporea </li></ul><ul><li>Maggiore vasodilatazione </li></ul><ul><li>Aumento del tasso catabolico </li></ul><ul><li>Shock settico (forte calo di pressione e morte) </li></ul>Interleuchine e TNF
  14. 14. <ul><li>Gli interferoni sono proteine prodotte dalle cellule infettate dai virus , </li></ul><ul><li>Inducono le altre cellule vicine a resistere all’infezione </li></ul><ul><li>Stimolano i globuli bianchi ad innescare la risposta infiammatoria e immunitaria. </li></ul>Interferone Meccanismo di azione dell'interferone
  15. 15. Risposta immunitaria acquisita: linfociti <ul><li>I linfociti possiedono recettori di membrana specifici per riconoscere le sostanze estranee ( non self o antigeni) presenti sulla superficie dei microrganismi, delle cellule infettate o tumorali ( determinanti antigenici ) o liberamente circolanti ( tossine ) </li></ul><ul><li>I linfociti si attivano quando l’antigene si lega al recettore di membrana </li></ul><ul><li>I linfociti si dividono producendo un clone di cellule che si ripartisce in due gruppi </li></ul><ul><li>cellule effettrici ( plasmacellule ) per la risposta immunitaria primaria, a breve termine, che contrasta subito l’infezione , </li></ul><ul><li>cellule della memoria per la risposta immunitaria secondaria, a lungo termine, che contrasta le eventuali successive infezioni dello stesso tipo. </li></ul>
  16. 16. Attivazione dei linfociti Le cellule effettrici maturano rapidamente e funzionano solo per un periodo di tempo limitato, fino a quando cioè l’infezione non è eliminata, in modo da impedire una risposta immunitaria eccessiva e inutile. Le cellule della memoria sono invece longeve, a volte vivono quanto l’individuo stesso.
  17. 17. Risposta immunitaria primaria <ul><li>Durante la risposta primaria: </li></ul><ul><li>Non appena l’infezione è stata vinta, le cellule effettrici muoiono </li></ul><ul><ul><li>i linfociti che hanno riconosciuto l’antigene si attivano e proliferano </li></ul></ul><ul><ul><li>il clone di cellule effettrici attacca l’antigene e le cellule che lo espongono </li></ul></ul>
  18. 18. Risposta immunitaria secondaria <ul><li>Le cellule della memoria hanno una vita molto lunga e mantengono il “ricordo” dell’antigene già incontrato </li></ul><ul><li>A un secondo attacco dello stesso agente patogeno le cellule della memoria si moltiplicano rapidamente, dando vita a un nuovo clone di cellule effettrici ( risposta immunitaria secondaria ) e ad altre cellule della memoria </li></ul><ul><li>L’agente patogeno viene neutralizzato in tempi più brevi rispetto alla prima volta, prima che la malattia possa insorgere </li></ul>
  19. 19. Risposta primaria e secondaria a confronto
  20. 20. <ul><li>non acquisisce la capacità di produrre in proprio tali anticorpi </li></ul><ul><li>mantiene in circolo gli anticorpi somministrati solo per alcune settimane </li></ul><ul><li>ottiene un’immunità temporanea e passiva che lo aiuta a prevenire la malattia </li></ul>Immunità passiva L’immunità nei confronti di una malattia può essere indotta artificialmente anche iniettando nel paziente un siero contenente anticorpi specifici per la malattia; in questo caso l’organismo:
  21. 21. I vaccini <ul><li>L’immunità nei confronti di un agente patogeno può essere indotta artificialmente tramite la vaccinazione </li></ul><ul><li>La vaccinazione consiste nell’inoculazione di un agente patogeno ucciso o attenuato, di parti del patogeno o di tossine inattivate </li></ul><ul><li>La vaccinazione è capace di scatenare la risposta immunitaria senza provocare la malattia selezionando le cellule della memoria </li></ul><ul><li>A un secondo attacco dello stesso antigene, le cellule della memoria metteranno in atto la risposta immunitaria secondaria impedendo il manifestarsi della malattia </li></ul>
  22. 22. I linfociti B e la risposta umorale <ul><li>I linfociti B si originano e maturano nel midollo osseo, e sono attivi principalmente contro virus, batteri e tossine </li></ul><ul><li>Le cellule effettrici ( plasmacellule ) producono e secernono anticorpi ( immunoglobuline ) </li></ul><ul><li>Nei mammiferi sono presenti cinque classi di immunoglobuline: IgA, IgE, IgD, IgM, e IgG. Le IgG sono le più numerose e costituiscono l’80% di tutti gli anticorpi </li></ul><ul><li>I recettori di membrana che riconoscono gli antigeni non self sono identici agli anticorpi prodotti da quel linfocita B </li></ul>Struttura della molecola di anticorpo
  23. 23. I linfociti T e immunità cellulare <ul><li>I linfociti T si originano nel midollo osseo e maturano nel timo. </li></ul><ul><li>Sono i responsabili dell’immunità cellulare, in quanto attaccano le cellule del nostro corpo invase dagli agenti patogeni o diventate cancerose </li></ul><ul><li>Si distinguono due principali classi di linfociti T: i linfociti T helper e i linfociti T citotossici </li></ul>Alcuni linfociti T attaccano una cellula cancerosa
  24. 24. I linfociti T helper hanno la funzione di regolare il sistema immunitario Linfociti T helper <ul><li>promuovendo l’attività dei macrofagi e dei linfociti T citotossici </li></ul><ul><li>stimolando i linfociti B a produrre anticorpi </li></ul><ul><li>Le glicoproteine che determinano la sua specificità antigenica sono dette CD4 </li></ul>
  25. 25. I linfociti T citotossici attaccano e uccidono le cellule del nostro organismo infettate da agenti patogeni o diventate cancerose. Le glicoproteine che determinano la loro specificità antigenica sono dette CD8 Linfociti T citotossici
  26. 26. <ul><li>Secondo la teoria della selezione clonale ogni organismo possiede alla nascita piccole quantità di un’enorme varietà di linfociti diversi </li></ul><ul><li>Solo dopo il contatto con uno specifico antigene i linfociti vengono attivati e proliferano </li></ul><ul><li>D’altro canto devono essere eliminati tutti i linfociti in grado di riconoscere il self, ossia i componenti cellulari normali, altrimenti il sistema immunitario aggredirebbe il corpo dell’individuo come avviene nelle malattie autoimmuni. </li></ul>Selezione clonale In che modo il sistema immunitario è in grado di rispondere specificamente a milioni di antigeni diversi?
  27. 27. <ul><li>Le cellule di ogni persona hanno sulla membrana particolari glicoproteine che rappresentano il self ; queste molecole fanno parte del complesso maggiore di istocompatibilità (MHC) </li></ul><ul><li>Le glicoproteine MCH equivalgono all’impronta digitale di ogni persona perché sono uniche e specifiche per ogni individuo; è quindi altamente improbabile che due persone abbiano cellule contrassegnate dalle stesse proteine MHC </li></ul><ul><li>Da questo deriva la necessità di trovare un donatore compatibile in caso di trapianto per evitare una crisi di rigetto. </li></ul>Complesso maggiore di istocompatibilità: MCH
  28. 28. Complesso maggiore di istocompatibilità: MCH Le proteine MHC si dividono in due classi: MCH di classe I , che contrassegnano tutte le nostre cellule nucleate e sono riconosciute dai recettori CD8 dei LT citotossici, e MHC di classe II , che contrassegnano solo le cellule del sistema immunitario sono riconosciute dai recettori CD4 dei LT helper. Proteina MHC di classe I Proteina MHC di classe II
  29. 29. <ul><li>Le proteine MHC sono codificate da un gruppo di geni (circa 30) con un alto grado di variabilità, chiamati anch’essi MHC </li></ul><ul><li>La tolleranza verso le cellule del proprio organismo viene acquisita durante la vita fetale: </li></ul>Teoria della delezione clonale secondo la teoria della delezione clonale , prima di nascere vengono eliminati in ogni individuo tutti i linfociti che possiedono recettori di membrana in grado di combinarsi con le cellule del proprio corpo (linfociti anti-self ) e che potrebbero potenzialmente distruggerle
  30. 30. Tra le principali malattie che possono colpire il sistema immunitario ci sono: Patologie del sistema immunitario <ul><li>le malattie autoimmuni , che insorgono quando il sistema immunitario non elimina tutti i linfociti anti-self e reagisce contro alcune cellule del proprio corpo </li></ul><ul><li>le malattie da immunodeficienza , che possono essere causate da fattori endogeni o esogeni e determinano una diminuita resistenza alle infezioni </li></ul><ul><li>le allergie , causate da una sensibilità anomala a sostanze innocue presenti nell’ambiente, chiamate allergeni </li></ul>
  31. 31. L’immunodeficienza può essere: Immunodeficienze <ul><li>genetica (o primitiva), come nel caso delle SCID, in cui è fortemente compromessa la funzionalità dei linfociti B e T </li></ul><ul><li>acquisita (o secondaria), di origine infettiva come nel caso dell’AIDS, in cui il virus HIV attacca i linfociti T helper distruggendoli </li></ul>Un bambino affetto da SCID in una bolla sterile
  32. 32. Allergie: fase di sensibilizzazione In una persona allergica esposta per la prima volta a un allergene le plasmacellule producono immunoglobuline IgE e si formano cellule della memoria: fase di sensibilizzazione
  33. 33. Allergie: produzione di istamina Una successiva esposizione allo stesso allergene provoca la formazione di altri anticorpi che aderiscono ai mastociti presenti nel tessuto connettivo Il legame tra l’antigene e gli anticorpi attaccati ai mastociti stimola la liberazione di istamina L’istamina induce una risposta infiammatoria che determina raffreddore o orticaria, oppure spasmi e diarrea, come nel caso delle allergie di tipo alimentare
  34. 34. Se l’istamina viene liberata nel sangue, si possono verificare delle reazioni sistemiche : Allergie: shock anafilattico <ul><li>i vasi sanguigni si dilatano </li></ul><ul><li>la pressione cala drasticamente </li></ul><ul><li>si ha costrizione dei bronchioli e gonfiore della trachea </li></ul>Tale sindrome è conosciuta come shock anafilattico e può portare alla morte per soffocamento se non si interviene in tempi rapidi
  35. 35. Tumore <ul><li>Il tumore è una malattia in cui le cellule si moltiplicano senza un meccanismo di controllo </li></ul><ul><li>Le cellule cancerose hanno la capacità di diffondersi e invadere gli altri tessuti, distruggendoli </li></ul><ul><li>Un tumore può essere indotto da mutazioni genetiche o da infezioni virali </li></ul>Tessuto canceroso

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