Tra i vari pericoli che circondando l'essere umano ne esiste uno invisibile ad occhio nudo: i microorganismi patogeni. Difatti, essi hanno la capacità di penetrare e moltiplicarsi nell'ospite (l'uomo), e indurre una possibile infezione, intossicazione o tossinfezione, che in alcuni casi può anche rivelarsi letale. Tuttavi nella maggior parte dei casi non ci accorgiamo nemmeno di questi killer invisibili, e ciò lo dobbiamo al nostro sistema immunitario, un vero e proprio supereroe che agisce nell'ombra e ci permette di continuare con le nostre vite quotidiane senza preoccupazioni (se non quella, ahimè, degli esami – ma per questo arriva in aiuto StudySmarter!).
Significato di "sistema immunitario"
Il sistema immunitario è un insieme di organi, proteine e cellule specializzate, che vengono sintetizzate e trasportate nei vari organi o strutture bersaglio del nostro corpo, aiutando l'organismo a combattere le infezioni.
In sostanza, il sistema immunitario non è direttamente identificabile in un particolare organo o tessuto, ma consiste nell'insieme delle azioni (estremamente variegate) che l'organismo mette in atto per difendersi dagli agenti patogeni. Gli agenti patogeni, come virus, batteri e parassiti, vanno possibilmente mantenuti all'esterno dell'organismo o, una volta entrati, combattuti ed eliminati per evitare che causino le malattie. Gli agenti patogeni possono entrare nell'organismo in vari modi, ad esempio tramite l'aria, specialmente attraverso la tosse e gli starnuti di una persona infetta, tramite alimenti o acqua contaminati o tramite oggetti appuntiti infetti che perforano la pelle.
Figura 1. Un parassita che provoca l'infezione nota come schistosomiasi. Entra nel nostro corpo quando ci immergiamo in acque contaminate.
Componenti del sistema immunitario
Le componenti principali del sistema immunitario sono i globuli bianchi (ad esempio, linfociti B, linfociti T, macrofagi e cellule natural killer), gli anticorpi, le proteine con funzione di difesa, il midollo osseo, il sistema linfatico e due organi, la milza e il timo. Tuttavia, prima che entrino in gioco queste componenti, l'agente patogeno deve riuscire a entrare nell'organismo, impresa non molto facile grazie a diversi accorgimenti che andiamo a scoprire nel paragrafo seguente.
Sistema immunitario: una prima barriera esterna e interna
La pelle è il primo elemento che, se integra, permette di mantenere all'esterno gli agenti patogeni, impedendo loro di attaccare il nostro organismo. Per quanto riguarda gli agenti patogeni inalati o ingeriti, le mucose e i succhi gastrici rappresentano una prima efficace linea di difesa interna. Le mucose secernono muco, ad esempio nel naso e nella trachea, e insieme ai succhi gastrici, secreti nello stomaco, demoliscono gli agenti patogeni. Anche le lacrime e la saliva, contenenti il lisozima (un enzima), sono in grado di neutralizzare molti batteri prima che entrino nell'organismo.
Midollo osseo
Il midollo osseo è un tessuto spugnoso localizzato all'interno delle ossa e contenente cellule staminali.
Le cellule staminali sono cellule indifferenziate che devono ancora svilupparsi. Dalle cellule staminali vengono prodotti a seguito del differenziamento globuli rossi, globuli bianchi e piastrine. Le piastrine sono frammenti di cellule presenti nel sangue che servono a fermare le emorragie attraverso la coagulazione. I globuli rossi vengono contattati dalle citochine, un tipo di proteina, per scatenare un'infiammazione. Infine, i globuli bianchi sono tra i protagonisti del sistema immunitario poiché a questo gruppo appartengono molti tipi di cellule il cui compito è quello di identificare e/o neutralizzare gli agenti patogeni. In particolare, il midollo osseo crea linfociti B a partire dai globuli bianchi.
Sistema linfatico
Il sistema linfatico collabora in stretto contatto sia con il sistema immunitario sia con il sistema circolatorio.
Il sistema linfatico è costituito da organi, vasi e tessuti che fanno circolare in tutto l'organismo un fluido chiaro, noto come linfa.
La linfa proviene dal drenaggio di varie cellule e tessuti, tra cui cellule danneggiate, cellule tumorali, virus e batteri. Questo fluido linfatico aiuta a trasportare laddove necessario particolari globuli bianchi, i linfociti, che distruggono gli agenti patogeni. Al sistema linfatico umano, oltre alla linfa, appartengono anche circa 600 ghiandole a forma di fagiolo dette ghiandole linfatiche (o linfonodi) concentrate primariamente nel collo, nelle ascelle e nell'inguine e attraverso le quali scorre la linfa. Le ghiandole linfatiche svolgono due importanti funzioni:
Figura 2. Struttura di un linfonodo.
Milza
La milza è un organo a forma di fagiolo dotato di due tessuti, uno rosso e uno bianco, ognuno dei quali ha una funzione diversa. Il tessuto rosso filtra il sangue e rimuove i globuli danneggiati, mentre il tessuto bianco fa parte del sistema linfatico e aiuta a produrre globuli bianchi e anticorpi.
Timo
Il timo è un piccolo organo a forma di piramide situato nel torace davanti al cuore che crea un tipo particolare di linfociti, i linfociti T (da T di timo) a partire dai globuli bianchi prodotti dal midollo osseo. Con l'avanzare dell'età, il timo inizia a ridursi e a trasformarsi in tessuto adiposo e il tasso di produzione di linfociti T diminuisce. Il timo è un organo molto importante e, se danneggiato o mancante, espone l'organismo alle infezioni.
Globuli bianchi
Come abbiamo visto, i globuli bianchi si originano a partire delle cellule staminali presenti nel midollo osseo e vengono poi ulteriormente differenziati in varie parti del corpo, come il timo, la milza, i linfonodi e lo stesso midollo osseo. Andiamo ora ad analizzare brevemente i principali tipi di globuli bianchi:
Macrofagi e cellule dendritiche. Localizzati in posizioni strategiche dell'organismo dove è più facile che entrino i patogeni (ad esempio i polmoni), la loro funzione è quella di attaccare, fagocitare e demolire i microbi per poi esporne i resti sulla propria superficie cellulare al fine di allertare le altre cellule.
Cellule natural killer. Riconoscono e distruggono cellule anomale, come cellule infette e cellule cancerogene.
Linfociti B. Si formano nel midollo osseo e sintetizzano gli anticorpi, proteine globulari appartenenti al gruppo di molecole dette immunoglobuline. Gli anticorpi e altre immunoglobuline sono poste sulla membrana del linfocita e funzionano da recettori. Quando si aggancia a una struttura estranea potenzialmente pericolosa (antigene), il recettore si attiva e avvia la duplicazione del linfocita in plasmacellule (che partecipano all'annientamento del patogeno presente) e cellule della memoria (che rimangono in circolo in caso di futuri attacchi). I linfociti B attaccano principalmente virus e batteri.
Linfociti T. Come i linfociti B, anche i linfociti T hanno recettori formati da glicoproteine che si attivano a contatto con un antigene avviando la duplicazione del linfocita in linfociti T citotossici (che distruggono le cellule estranee) e cellule della memoria (che rimangono in circolo in caso di futuri attacchi). I linfociti T attaccano principalmente cellule dell'organismo stesso che si presentano infette o alterate.
Figura 3. Un macrofago.
Anticorpi
Gli anticorpi sono proteine globulari complesse appartenenti alla famiglia delle immunoglobuline.
Gli anticorpi sono formati da una regione costante e una regione variabile, ovvero unica per ogni anticorpo, che si lega a un antigene particolare. Essi contribuiscono diversi modi alla "guerra" contro i patogeni:
- ricoprono e compattano i patogeni per favorire l'operato dei macrofagi;
- interferiscono con la cellula nemica per renderla inoffensiva;
- distruggono le cellule estranee in collaborazione con le cellule natural killer.
Figura 5. Un anticorpo che interagisce con un antigene.
Proteine con funzione di difesa
Nel plasma sanguigno troviamo molte proteine che partecipano alla risposta immunitaria, ad esempio coordinando la comunicazione tra i vari componenti del sistema immunitario (è questo il caso delle citochine), provocando un'apertura sulla membrana cellulare della cellula nemica e comportandone la distruzione (proteine del sistema del complemento) o ricoprendo le cellule estranee per renderle più facilmente identificabili dai macrofagi.
Funzioni del sistema immunitario
Esistono due tipi di sistema immunitario: il sistema immunitario innato e il sistema immunitario acquisito. Ognuno di questi sistemi immunitari funziona in modo diverso per contribuire allo scopo comune, ovvero la sicurezza dell'organismo.
Sistema immunitario innato
Il sistema immunitario innato o sistema immunitario non specifico lavora per prevenire genericamente qualsiasi tipo di infezione distruggendo in modo indiscriminato qualsiasi materiale estraneo.
Questo sistema immunitario utilizza la prima barriera esterna e interna di cui abbiamo parlato poco fa (pelle, mucose, succhi gastrici, lacrime, saliva). Se un patogeno riesce comunque a penetrare nell'organismo, il sistema immunitario innato mette in atto altri processi per combatterlo. Uno di questi processi è la risposta infiammatoria, in cui i globuli bianchi demoliscono gli agenti patogeni provocando gonfiore, arrossamento e aumento della temperatura nella parte del corpo interessata. L'infiammazione può portare alla febbre, che ha lo scopo di uccidere gli agenti patogeni o rallentarne la riproduzione grazie all'innalzamento della temperatura. Anche le proteine con funzione di difesa e alcuni globuli bianchi come i macrofagi, le cellule natural killer e le cellule dendritiche fanno parte della risposta immunitaria innata.
Sistema immunitario acquisito
Il sistema immunitario acquisito o sistema immunitario specifico è il sistema dell'organismo che sviluppa una risposta specifica a determinati tipi di patogeni.
In ogni organismo, tutte le membrane cellulari hanno determinate proteine che sono uniche e permettono di identificare le cellule proprie (self) e distinguerle da cellule esterne (non-self). In questo modo, il sistema immunitario riesce a riconoscere e attaccare soltanto le cellule estranee e quindi potenzialmente pericolose. Ricordi le cellule della memoria generate dai linfociti T e B a seguito del primo attacco di un patogeno? Sono proprio queste cellule a rimanere attive nell'organismo anche una volta passato il pericolo in modo da riconoscere il patogeno più rapidamente all'attacco successivo. Questo è il principio della risposta immunitaria.
Risposta immunitaria
Esistono due tipi di risposta immunitaria: quella umorale e quella mediata da cellule.
Risposta umorale
La risposta umorale, nota anche come immunità mediata da anticorpi, si attiva quando nell'organismo si trovano degli antigeni. Come già visto, una volta individuati questi antigeni, i linfociti B eseguono iniziano a duplicarsi creando cellule B di memoria e plasmacellule. Le cellule B di memoria ricordano l'agente patogeno corrente, rendendo più rapida la produzione di anticorpi in futuro.
Risposta mediata da cellule
La risposta mediata da cellule si basa sui linfociti T, sui macrofagi e sulle citochine che aiutano a distruggere gli antigeni. I linfociti T mirano a specifici antigeni. Esistono due tipi di linfociti T: i linfociti T citotossici e i linfociti T helper. I linfociti T citotossici agiscono rilasciando tossine nelle cellule infette, mentre i linfociti T helper segnalano alle altre cellule gli antigeni presenti nell'organismo. I macrofagi, come già accennato, fagocitano le cellule estranee, ma aiutano anche i linfociti T presentando loro antigeni e rilasciando citochine. Le citochine, come già detto, sono proteine che aiutano le cellule a comunicare e ad avviare la risposta infiammatoria.
Disfunzioni del sistema immunitario
Il sistema immunitario può essere danneggiato da virus o dallo stile di vita. Uno stile di vita basato sul fumo, sull'alcol o sull'alimentazione scorretta ha un impatto sul sistema immunitario perché può ostacolare la produzione e l'attività delle cellule immunitarie. I virus, come l'HIV, danneggiano il sistema immunitario attaccando e distruggendo i linfociti T, rendendo così più difficile per le persone affette da questi virus combattere altre infezioni, anche banali, come il raffreddore.
Reazione eccessiva del sistema immunitario
Occasionalmente, il sistema immunitario può reagire in modo spropositato a deboli antigeni presenti nell'ambiente ma generalmente considerati innocui, come polvere, muffa, polline, forfora di animali domestici o alimenti. Questi elementi che provocano la reazione del sistema immunitario sono chiamati allergeni e quando il sistema immunitario reagisce ad essi si parla reazione allergica.
L'asma è causato dalla reazione spropositata dell'organismo ad allergeni come il polline, la polvere o il fumo.
Sistema immunitario - Punti chiave
- Il sistema immunitario è l'insieme delle azioni messe in atto dall'organismo per difendersi da patogeni (virus, batteri, funghi) o da cellule infette o danneggiate.
- La prima barriera che mantiene il nostro corpo al sicuro dai patogeni è data dalla pelle, dalle mucose, dai succhi gastrici, dalle lacrime e dalla saliva.
- All'interno del nostro corpo, sono globuli bianchi, anticorpi, alcune proteine, midollo osseo, sistema linfatico e due organi, la milza e il timo, a contribuire alla difesa immunitaria.
- I globuli bianchi si originano a partire delle cellule staminali del midollo osseo e vengono poi ulteriormente differenziati in varie parti del corpo, come il timo, la milza, i linfonodi e lo stesso midollo osseo. Tra i più importanti globuli bianchi troviamo i linfociti B, che sintetizzano gli anticorpi, e i linfociti T.
- Gli anticorpi sono proteine globulari che si posizionano sulla membrana del linfocita e si attivano quando entrano in contatto con l'antigene (una cellula estranea potenzialmente pericolosa).
- Il sistema immunitario innato distrugge in modo indiscriminato qualsiasi materiale estraneo, mentre il sistema immunitario acquisito sviluppa una risposta specifica a determinati tipi di patogeni.
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