Riassunto capitolo sul Sistema Linfatico ed Immunitario

Premessa: ho deciso di fare una ricerca sui sistemi linfatico ed immunitario perché mi incuriosivano maggiormente rispetto a tutti gli altri sistemi e apparati del corpo umano, per quanto tutti affascinanti, riassumendo tutto quanto è presente sul mio libro di testo scolastico e offrendolo generosamente a tutti quelli che hanno il piacere di leggere il mio post o devono ripassare l'argomento.

7.1 Il sistema linfatico

Il sistema linfatico raccoglie i liquidi provenienti dagli interstizi cellulari

Il sistema linfatico lavora in concomitanza con quello immunitario, ma anche con quello cardiovascolare e digerente perché, attraverso la linfa, liquido che presenta un aspetto lattiginoso, garantisce:

1. Il recupero del liquido a livello interstiziale, impedendone il ristagno (circa 1,5 L al giorno);
2. Il mantenimento costante della presenza di liquidi e soluti nel sangue, tutelando quindi l'omeostasi (capacità di reagire ai cambiamenti dell'ambiente esterno mantenendo quello interno relativamente costante) idrodinamica dell'organismo;
3. Il trasporto di sostanze utili (proteine, lipidi, vitamine, cellule vive) e di rifiuto o da distruggere (batteri, virus, agenti patogeni, cellule morte), dannose per il nostro organismo.

La struttura dei vasi linfatici e dei linfonodi

Il sistema linfatico assomiglia a quello venoso perché costituito anch'esso da una fitta rete di interconnessioni di vasi linfatici di varie dimensioni, caratterizzato dal seguente circolo:

1. Il liquido proveniente dagli interstizi cellulari si riversa nei capillari linfatici;
2. da lì passa in due grandi dotti: nel dotto linfatico destro, che raccoglie la linfa dal braccio destro, torace e cranio di destra, e nel dotto toracico, che raccoglie la linfa dal resto del corpo;
3. poi il fluido si raccoglie nelle vene succlàvie (il dotto linfatico destro nella succlavia destra e il dotto toracico in quella sinistra);
4. infine confluendo nella vena cava superiore.

n mezzo a questo sistema ci sono i linfonodi, i quali funzionano come dei “filtri” che rimuovono le sostanze di rifiuto e nocive per l'organismo grazie al tessuto spugnoso di cui sono fatti e alla presenza di globuli bianchi, linfociti e macrofagi.

Il sistema linfatico comprende organi e tessuti linfoidi primari e secondari

Gli organi linfoidi primari fungono alla maturazione delle cellule linfoidi e sono il timo (incaricato nella maturazione dei linfociti T) e il midollo osseo rosso (responsabile dell'emopoiesi, processo che produce i globuli bianchi e rossi, o in altri termini, i leucociti e gli eritrociti), mentre quelli secondari ospitano quelle mature nella milza (filtra il sangue ed elimina i globuli rossi senescenti e intercetta gli agenti patogeni in quella porzione di organismo) e nei noduli linfatici (tonsille e placche di Peyer che bloccano i germi a livello di sistema digerente).

7.2 I meccanismi di difesa del corpo

Le difese dell'organismo dagli agenti patogeni prevedono un'immunità innata e una acquisita

Ogni giorno per difendere il nostro organismo da parte di organismi patogeni, un'elaborata rete di meccanismi distrugge in maniera indiscriminata il materiale estraneo con cui viene a contatto attraverso l'immunità innata; oppure può reagire in modo altamente specifico, dando luogo reazioni mirate in base alle caratteristiche dell'invasore con l'immunità acquisita (o adattativa).

Il sistema immunitario comprende cellule con diverse funzioni

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I protagonisti sia della risposta immunitaria innata sia di quella acquisita sono i globuli bianchi che possono essere di vari tipi: quelli del primo tipo di immunità derivano tutti dalle cellule staminali multipotenti, mentre i protagonisti della seconda variante sono i linfociti B e T.

7.3 L'immunità innata

La prima barriera contro gli agenti patogeni è formata da pelle e mucose

Quando un agente patogeno cerca di entrare nel nostro organismo, incontra prima di tutto un rivestimento esterno, la pelle, e delle barriere interne, contraddistinte dalle mucose (responsabili dell'emissione del muco che intrappola i patogeni), dai succhi gastrici (incaricati nella demolizione degli agenti patogeni), dalla defecazione o dal vomito (espellendo gli “invasori” e le sostanze tossiche per evitare il loro contatto con mucose e i batteri residenti nell'organismo non dannosi).

Il secondo fronte difensivo è dato da cellule dendritiche, mastociti e cellule natural killer

Le cellule dendritiche e i macrofagi svolgono principalmente due funzioni:

1. Fagocitano e demoliscono attraverso speciali enzimi gli organismi estranei;
2. Espongono sulla loro superficie frammenti di proteine e di altre sostanze derivanti dalla loro digestione che fungono da antigeni (molecole estranee che stimolano risposte immunitarie).

Le cellule natural killer invece distruggono cellule che presentano anomalie sulla loro superficie perché cancerose o infettate da virus.

La risposta innata agisce anche tramite l'infiammazione

La risposta infiammatoria produce nella zona interessata una caratteristico arrossamento della pelle, gonfiore e aumento della temperatura attraverso una serie di passaggi:

1. Alcune cellule del tessuto connettivo, i mastociti, secernano una proteina, l'istamina che aumenta il flusso sanguigno;
2. escono dalla circolazione sanguigna alcune sostanze che attraggono diversi globuli bianchi, i quali inglobano i patogeni;
3. si alza la temperatura, rendendo sfavorevole la moltiplicazione dei microorganismi tossici;
4. si attiva la coagulazione;
5. muoiono i globuli bianchi specializzati e insieme ai detriti generano il pus che può uscire in superficie o essere riassorbito grazie alla linfa.

L'infiammazione può anche produrre effetti sistemici (diffusi in tutto il corpo) come la febbre che agisce sull'ipotalamo, centro responsabile della regolazione termica.

Diverse proteine hanno funzione di difesa

Anche le proteine contenute nel plasma sanguigno costituiscono una solida barriera difensiva. Le più importanti sono quelle del sistema di complemento, formata da una ventina di polipeptidi.

Un altro insieme di proteine importanti è quello delle citochine, le quali sincronizzano le comunicazioni tra le varie strategie della risposta immunitaria; le più importanti sono le interleuchine, i fattori di necrosi tumorale e gli interferoni (a differenza dei precedenti stimolano la altre cellule a resistere ai virus invasori, ma non li attaccano direttamente).

7.4 L'immunità acquisita

I linfociti riconoscono le particelle estranee

Con questo tipo di immunità, ogni tipo di linfocita sintetizza, durante il proprio sviluppo, e crea una serie specifica di recettori sulla propria membrana (fino a 100'000) che servono a riconoscere solamente un tipologia di antigeni (recettori antigenici); quando un antigene (molecola estranea o non self) si lega anche a solo uno di quei recettori, si attiva il linfocita e comincia a dividersi ripetutamente, attraverso la selezione clonale, e i linfociti prodotti vengono chiamati cloni.

I linfociti possono essere cellule effettrici o della memoria

Durante l'immunità adattativa, alcuni linfociti clonati diventano cellule effettrici che partecipano attivamente alla risposta immunitaria detta primaria, ma che scompaiono quando il patogeno è sconfitto; altri invece, responsabili della risposta secondaria, si trasformano in cellule della memoria con il compito di riconoscere gli antigeni che dovessero ripresentarsi nuovamente anche per tutta la vita dell'organismo; quindi la risposta immunitaria primaria è a breve termine, mentre quella secondaria a lungo termine.

7.5 I linfociti B e l'immunità mediata da anticorpi

Gli anticorpi sono immunoglobuline

I linfociti B durante la difesa formano anticorpi, proteine globulari complesse che fanno parte della famiglia delle immunoglobuline, le quali possono essere di diverse classi e si distinguono per struttura, localizzazione e funzione. Le 5 classi presenti in tutti i mammiferi sono le IgA, IgM, IgE, IgD e IgG.

I linfociti B attivati danno origine alle plasmacellule

Quando un linfocita B incontra un particolare antigene avente struttura complementare al suo tipo di recettore, esso, attivandosi, produce delle cellule effettrici chiamate plasmacellule e delle cellule di memoria. Le plasmacellule producono anticorpi altamente specializzati, diverse però da un clone all'altro, pur avendo stessa struttura molecolare presente sulla cellula progenitrice. Nonostante una plasmacellula produca dai 3'000 ai 30'000 anticorpi al secondo, ci vogliono circa 5 giorni per ottenere plasmacellule efficienti; per questo che si usano gli antibiotici, che arrestano la moltiplicazione dei batteri.

Le cellule della memoria garantiscono una rapida risposta contro gli agenti infettanti

Le cellule della memoria producono anticorpi come le plasmacellule, ma sono più longeve. Questa caratteristica permette loro un enorme efficienza sul “campo di battaglia” perché, una volta riconosciuto il patogeno che si era già insediato nell'organismo almeno una volta, rilasciano immediatamente anticorpi senza la fase di selezione clonale, tanto ché spesso l'individuo non si accorge nemmeno di essere stato nuovamente infettato.

Gli anticorpi sono costituiti da due subunità

In genere un anticorpo agisce contro un “invasore” in tre modi differenti:

1. ricoprono le particelle estranee, favorendo l'agglutinazione da parte dei fagociti;
2. si combinano con gli agenti estranei, interferendo nelle loro funzioni vitali;
3. provocano la lisi e la distruzione con altre componenti utili (esempio proteine).

Un anticorpo è costituito da due subunità identiche, ciascuna formata da una catena polipeptidica pesante (più lunga) e da una leggera (più corta); entrambe presentano delle regioni costanti, caratteristiche di ogni specie di organismi, e delle regioni variabili, con specifiche strutture tridimensionali complementari ad un particolare antigene.

Gli anticorpi sono responsabili dell'immunità dell'organismo

Quando l'organismo risponde all'attacco di antigeni provenienti dall'esterno e attiva il sistema immunitario, allora si ha un'immunità attiva, mentre se assume anticorpi precostituiti dall'esterno, allora è passiva, la quale può essere naturale, come ad esempio il feto che li assume dalla placenta e quando è neonato attraverso il latte materno, o artificiale, attraverso l'iniezione di vaccini.

I vaccini inducono la produzione di cellule della memoria

Esistono una miriade di vaccini, ma tutti servono a mettere in allerta il sistema immunitario prima che l'organismo si ammali, perché essi forniscono o agenti patogeni molto simili a quelli naturali ma meno virulenti, o uccisi, oppure parti di virus, o ancora tossine estratte da batteri patogeni ma inattive, indeboliti a tal punto da essere incapaci di determinare l'insorgere della malattia, in modo da indurre la formazione di cellule della memoria; questi vaccini però talvolta presentano effetti collaterale negativi, ed è per questo che si è sperimentato la tecnica del DNA ricombinante, che consente di sintetizzare proteine antigeniche purificate.

Gli anticorpi sono prodotti in risposta a diversi stimoli

Gli anticorpi sono creati non solo contro i naturali e comuni patogeni, ma incredibilmente anche contro antigeni sintetici che sono chimicamente differenti da qualsiasi sostanza presente in natura. Questo perché ognuno di noi è in grado di produrre recettori antigenici per riconoscere alcune decine di milioni di corpi estranei nocivi, anche se i geni che codificano le immunoglobuline sono circa 200 e le sequenze che codificano gli anticorpi sono 18 miliardi (stima ancora bassa). Ma come mai così tante combinazioni? Perché esse sono generate da lievi inesattezze durante il taglio e la ricongiunzione delle sequenze del trascritto complementare ai geni, e a causa di mutazioni.

Le allergie sono errori della risposta immunitaria

Molti individui possiedono allergie di vario tipo, causate da antigeni ambientali e deboli (esempio il polline) detti allergeni che scatenano un'anomala produzione di plasmacellule e cellule della memoria; questa risposta, di gran lunga più nociva dell'antigene rimane ancora un mistero. Le allergie prendono soprattutto l'apparato respiratorio, ma un numero sempre crescente di persone soffre di disturbi alimentari, dovuti forse all'enorme quantità di conservanti e additivi dei cibi moderni, oppure ai farmaci, ad alcuni metalli e via dicendo.

Come funziona il meccanismo dell'allergia

Con la prima esposizione all'allergene, le plasmacellule sintetizzano IgE che si legano ai recettori di membrana dei mastociti e dei granulociti basofili rispettivamente a livello tissutale e sanguigno (fase di sensibilizzazione); il successivo contatto tra antigene e anticorpi stimola la produzione si istamina e la successiva risposta infiammatoria (fase di esposizione). Per combattere alcune allergie si utilizzano gli antistaminici che riducono la formazione di istamina, ma non risolvono le cause; oppure vaccini iposensibilizzanti che inducono il sistema immunitario a produrre IgG e non IgE, eliminando l'allergene in circolo.

7.6 Linfociti T e immunità mediata da cellule

I linfociti T distruggono le cellule alterate oppure infettate

Mentre gli anticorpi dei linfociti B servono a debellare virus, batteri e le loro tossine, quelli dei linfociti T interagiscono con le cellule che risultano alterate (difettose) o infettate e anche cellule estranee come protisti e funghi parassiti.

A seconda della loro funzione si distinguono in classi, e le principali sono caratterizzate dai linfociti T helper che hanno un ruolo di coordinamento nella risposta immunitaria, e i linfociti T citotossici che demoliscono le cellule estranee, difettose o infettate. Come i linfociti B, presentano dei recettori a doppia catena e regioni costanti e variabili, chiamati glicoproteine, combinati da carboidrati e proteine che si distinguono per forma e localizzazione; i recettori dei linfociti T helper sono le glicoproteine CD4, mentre quelle dei linfociti T citotossici sono le CD8.

I linfociti T riconoscono il complesso maggiore di istocompatibilità

Le nostre cellule nucleate presentano sulla loro superficie delle glicoproteine, le cui componenti proteiche sono codificate da un gruppo di geni che nei mammiferi viene chiamato complesso maggiore di istocompatibilità (o MHC) e che designa anche le glicoproteine, mentre il termine specifico per la specie umana è HLA. Queste proteine hanno la funzione di caratterizzare le cellule di un individuo da quelle estranee, rendendo le molecole MHC uniche in ogni persona e spiegando anche uno dei motivi sui rigetti nei trapianti di tessuti.

Le glicoproteine MHC si dividono il classe I e II

In base alla funzione e alla struttura, le MHC si dividono in classe I se si trovano su tutte le cellule del nostro organismo, vengono riconosciute dai recettori CD8 e presentano un solco chiuso ad entrambe le estremità, contenente un peptide, e classe II se si trovano solo sulle cellule del sistema immunitario, vengono riconosciute dai recettori CD4 e presentano un solco aperto ad entrambe le estremità contenete un peptide più lungo.

I linfociti T citotossici distruggono le cellule alterate o infettate

Quando una cellula è infettata da un virus, i linfociti T citotossici riconoscono le proteine virali, sintetizzate dalla cellula ospite, sulla superficie della cellula infettata come non self, mentre nelle cellule cancerose, identificano gli antigeni che sono i prodotti che vengono codificati da alcuni geni mutati. Dopo il riconoscimento del complesso MHC e del corpo estraneo, il linfocita prolifera cloni attivi, responsabili dell'attacco e della lisi della cellula, e cloni inattivi (cellule della memoria) che si rendono operanti quando riconoscono altre cellule alterate o infettate, liberando le linfochine che attirano i macrofagi, responsabili della fagocitosi dei “detriti”.

I linfociti T helper coordinano le attività immunitarie

Questi linfociti riconoscono tramite i recettori CD4, il legame tra gli antigeni e le glicoproteine MHC di classe II, combinazioni che si trovano sui linfociti B o le cellule APC, che ingeriscono cioè microorganismi estranei, come i macrofagi. Una volta che il linfocita T helper è legato alla cellula, produce cloni di cellule di memoria e linfociti T helper attivi, e citochine, proteine che aiutano la proliferazione. Quando l'infezione è stata sconfitta, l'attività dei linfociti B e T viene bloccata dai linfociti soppressori (o regolatori), di cui ancora oggi non si sa ancora se sono linfociti helper o citotossici oppure costituiscono una classe a sé stante.

7.7 Cancro e risposta immunitaria

I tumori possono avere cause sia ambientali sia genetiche

L'alterazione genica può essere ereditaria, cioè il genoma presenta caratteristiche che predispongono l'individuo a contrarre la malattia, e riguarda circa il 10% dei casi di cancro, mentre la restante ed abbondante è dovuta a fattori ambientali nocivi. Le principali cause che determinano l'insorgere del cancro sono due: la prima riguarda la mutazione casuale di alcuni geni (proto-oncogeni) che diventano oncogeni, determinando un aumento dei processi metabolici e la duplicazione delle cellule; la seconda riguarda i geni oncosoppressori che mantengono integro il genoma e regolano la divisione cellulare, mentre invece se mutati inducono all'apoptosi, cioè la morte programmata delle cellule. Si stima che il 50% dei tumori agli organi sono dovuti al malfunzionamento dei geni oncosoppressori. Sfortunatamente è difficile trovare una cura per tutti questi tumori perché queste cellule presentano molti tipi di antigeni differenti.

Esistono varie terapie contro il cancro

Per combattere il cancro, oltre la chirurgia, si usano essenzialmente la chemioterapia e la radioterapia. Con la prima terapia si usano farmaci ad azione bloccante o distruttiva sulle cellule cancerose; purtroppo alcune cellule sane si confondono con quelle alterate perché hanno anch'esse un elevato ritmo di duplicazione, e così questi medicinali comportano effetti collaterali come la caduta di capelli e peli, disturbi gastrointestinali e immunodepressione. Con la seconda terapia si utilizzano radiazioni ionizzanti che inducono danni al DNA delle cellule tumorali, mentre quelle normali riescono quasi sempre a riparare i danni. Oggi si stanno sperimentando anche tecniche per rinforzare il sistema immunitario, attraverso gli anticorpi monoclonali, sintetizzati in laboratorio da un unico linfocita B, scelto in base al tipo di cancro, e riprodotti su larga scala per mezzo di tecniche industriali. Questi anticorpi, insieme alla chemioterapia, hanno ridotto quasi del 50% i decessi causati dal tumore al seno, la seconda forma tumorale più diffusa al mondo. Si stanno usando anche gli antiangiogenetici che bloccano la crescita dei vasi sanguigni che alimentano i tumori, con sorprendenti successi anche contro virus che provocano tumori (virus dell'epatite B e papilloma virus ad esempio).

Contro il cancro è importante la diagnosi precoce

Esistono alcuni esami come:

1. il Pap-test e la mammografia per prevedere tumori all'utero e al seno;
2. la ricerca del sangue occulto per diagnosticare tumori intestinali;
3. l'esame dei nei per individuare melanomi (tumori della pelle);
4. radiografie e broncoscopie per rilevare eventuali masse tumorali nei polmoni.

7.8 Malattie da immunodeficienza

Le malattie da immunodeficienza possono essere primitive o secondarie

Con la scoperta degli antibiotici e l'introduzione dei vaccini, si pensò che la lotta a un gran numero di malattie contagiose era ormai vinta. Invece, con la scoperta di alcune malattie che colpiscono il sistema immunitario possiamo dire che c'è ancora molta energia da investire nella ricerca. Queste malattie possono essere di origine genetica (o immunodeficienze primitive o IDP) che si ereditano dai genitori, oppure infettiva (o immunodeficienze secondarie) che sono contagiose.

Le SCID vengono anche chiamate sindromi del <<bambino nella bolla>>

La SCID (Severe Combined Immune Deficiencies) è un gruppo di malattie che compromette la funzionalità dei linfociti B e T, e fa parte delle immunodeficienze primitive. Queste malattie combinate possono essere così letali da costringere alcuni bambini a vivere dentro tende di plastica sterilizzate, tanto da chiamare la SCID anche sindrome del <<bambino nella bolla>>. Oggi per combatterle si usano trapianti genici, ad esempio infettando in laboratorio alcune cellule staminali del malato con il virus della malattia che inietta il gene desiderato nelle stesse.

L'AIDS è causata da un virus che sfrutta i linfociti per moltiplicarsi

L'AIDS(Acquired Immune Deficiency Sydrome) è un'immunodeficienza secondaria, diagnosticata per la prima volta nel 1982. Gli individui che avevano questa malattia, manifestavano tipi di infezioni che si erano osservate solamente nei malati di cancro o che avevano subito trapianti di organi con soppressione del sistema immunitario. Dopodiché, riscontrando tale malattia soprattutto negli omosessuali, tossicodipendenti, trasfusi o emofiliaci , apparve chiaro che l'agente responsabile dei decessi, l'HIV (Human Immunodeficiency Virus), si trasmetteva attraverso rapporti sessuali o scambi di sangue. L'HIV è un virus complesso e la caratteristica peculiare e letale è la presenza di glicoproteine che si adattano precisamente alle CD4 dei linfociti T helper, cosicché l'RNA virale viene liberato dentro il linfocita che lo sintetizza.

L'attacco di HIV avviene in tre fasi

Durante la fase iniziale, definita infezione acuta, i linfociti B contrastano il virus HIV producendo anticorpi e linfociti T natural killer, mentre l'individuo che sta contraendo la malattia presenta sintomi influenzali e ingrossamento dei linfonodi; la persona è sieropositiva, cioè presenta anticorpi contro il virus. La seconda fase è chiamata latenza, dove il virus si moltiplica spropositatamente, mentre l'ospite non prova sintomi particolari. Nell'ultima fase, dell'AIDS conclamato, il malato presenta pochi linfociti T helper e così il corpo non riesce a dare un'efficiente risposta immunitaria, rendendolo vulnerabile ad altre malattie, portandolo alla morte.

L'HIV si trasmette attraverso rapporti sessuali e sangue infetto

L'AIDS è un'immunodeficienza secondaria, perciò contagiosa, trasmissibile attraverso rapporti sessuali, contatto tra fluidi biologici infetti e mucose, oppure con scambi di sangue, attraverso l'uso di aghi infetti, o col contatto tra pelle recante ferite e sangue infetto, oppure con trasfusioni di persone sieropositive. Per il resto non ci sono testimonianze di trasmissione con contatti casuali, abbracci, baci, starnuti, colpi di tosse, piatti e gabinetti usati da persone infette; lo scarso personale medico rimasto contagiato è causato dalla poca prevenzione (esempio dall'esposizione a gran quantità di sangue infetto senza guanti sulla pelle con ferite).

Le armi contro l'HIV: prevenzione e farmaci

L'arma più efficace contro il virus HIV è la prevenzione, ma esistono anche dei farmaci anti-AIDS, principalmente di due categorie, che interrompono, in un determinato punto, il ciclo di riproduzione del virus all'interno delle cellule infettate: gli inibitori della sintesi e duplicazione del DNA virale e gli inibitori della sintesi delle proteine virali.

Il virus dell'AIDS oggi

In Italia oggi il numero di persone sieropositive è di circa 150'000, mentre 224'000 di quelle con malattia conclamata, ponendo la nostra nazione come un Paese a media diffusione della malattia. Nell'Africa sub-sahariana, il 60% della popolazione presenta l'AIDS, mentre nel mondo sono 33 milioni di persone. Nonostante la decifrazione delle sequenze nucleotidiche dell'RNA virale e dei geni che codificano le proteine di rivestimento, non si riesce a trovare un unico vaccino perché l'HIV riesce a sviluppare mutazioni genetiche ed è almeno di due ceppi (l'HIV-1, in Europa e Africa e l'HIV-2, in Asia). Comunque non tanto tempo fa anche i pochi trattamenti antivirali erano accessibili solo a poche persone per il loro elevato costo, ma negli ultimi tempi, i prezzi di questi farmaci sono scesi persino del 50%.

BIOGRAFIA: Invito alla biologia.blu. Corpo umano
                        di Helena Curtis (Autore), N. Sue Barnes (Autore), Adriana Schnek (Autore)