LINFOCITI E SISTEMA IMMUNITARIO

Come funziona il sistema immunitario (linfociti)

Il nostro corpo è attaccato continuamente dall’esterno da virus, batteri, funghi e solo la nostra pelle riesce a difenderci efficacemente. Tali microrganismi patologici cercano in ogni modo di entrare nel nostro organismo, utilizzando le ferite o le abrasioni, oppure tramite la bocca o il naso.

Un altro terreno di scontro all’interno del nostro corpo è l’intestino, dove colonie di batteri patogeni, presenti nel colon, si scontrano con le nostre difese (sistema immunitario).

Il nostro corpo è difeso da un esercito definito sistema immunitario, perché composto da gruppi differenziati di globuli bianchi, ognuno dei quali pronto ad assolvere specifici compiti (circa 5.000/9.000 globuli per millimetro cubo) e da organi di produzione e maturazione degli stessi.

Cerchiamo di mettere un po’ d’ordine su come funziona il nostro sistema immunitario.

In primis, tutte le cellule a difesa del nostro organismo nascono nel midollo osseo e sono di tre tipi differenti: mastociti, monociti, granulociti (che si suddividono in neutrofili, basofili ed eosinofili), linfociti (che si suddividono in linfociti T e linfociti B e cellule dendritiche.

Vediamoli uno per volta.

I monociti del sistema immunitario

I monociti sono prodotti nel midollo osseo e immessi nel flusso sanguigno (rappresentano solo il 3-8% dei globuli bianchi), dove circolano liberamente, svolgendo la funzione di sentinelle, sempre alla ricerca d’intrusi. Quando dei batteri entrano nel nostro corpo (ad esempio tramite una ferita), emettono delle tossine, subito riconosciute dai monociti del sistema immunitario. Tali cellule attraversano la parete dei capillari (essendo di piccole dimensioni) e si trasformano immediatamente in macrofagi (aumentando la propria dimensione). Giungono nel punto della matrice extracellulare, dove nel frattempo si é attivato il focolaio (infezione) ed aggrediscono i batteri. Quando esse vengono a contatto con un batterio, lo inglobano, facendolo entrare nel loro citoplasma dove sono presenti delle vescicole piene di acqua ossigenata e varechina (ipoclorito di sodio). Queste sostanze tossiche uccidono il virus e lo disciolgono.

I mastociti del sistema immunitario

I mastociti sono cellule di forma tondeggiante o affusolata presenti nei tessuti connettivi (tessuti e mucose), principalmente in prossimità dei vasi sanguigni e delle terminazioni nervose. Dobbiamo immaginare tale cellula come una cisterna piena di vescicole contenenti dei mediatori chimici, rilasciati all’occorrenza nel tessuto (degranulazione mastocitaria). Le sostanze in tal modo prodotte da questa cellula sono molte, tra le più importanti ricordiamo l’istamina (effetto vaso attivo) l’eparina (effetto anticoagulante del sangue), l’Ngf (effetto crescita delle terminazioni nervose) ed infine l’acido arachidonico. Il rilascio di queste sostanze attiva la risposta del sistema immunitario, ed è per tale motivo che i mastociti sono considerati i registi dell’infiammazione. In tal modo i mastociti riescono, quand’è in atto un’offensiva batterica, a far penetrare il sangue nella matrice extracellulare, permettendo ai monociti ed ai neutrofili di raggiungere più facilmente l’infezione (l’effetto che avrete notato quando ci tagliamo: la ferita si gonfia). I mastociti del sistema immunitario hanno anche un ruolo fondamentale in patologie come l’allergia (capitolo che affronteremo più avanti).

I linfociti del sistema immunitario

I linfociti sono così chiamati perché, pur nascendo nel midollo osseo (in forma immatura),  hanno bisogno di raggiungere gli organi linfatici (linfonodi, milza, tonsille, timo) per maturare e diventare attivi (per attivare il sistema immunitario). Essi rappresentano il 20-30% del nostro patrimonio difensivo e sono attivati solo quando l’infezione non è debellata (ad esempio a seguito di una ferita). Sono utili per contrastare un’aggressione batterica alle mucose orali o un attacco di batteri patogeni nel colon.

Si dividono in due grandi famiglie: i linfociti B, responsabili della difesa specifica, mediata dagli anticorpi; i linfociti T, responsabili della difesa specifica mediata da cellule (vedremo più avanti di cosa si tratta).

I linfociti B del sistema immunitario

I linfociti B maturano negli organi linfatici (ad esclusione del timo), con il compito d’identificare i microrganismi patogeni come batteri, virus e funghi, liberi nel nostro corpo, quando ancora non sono penetrati nelle nostre cellule.

Per difenderci i linfociti B del sistema immunitario marchiamo tali microrganismi come patogeni, in modo che i macrofagi possano identificarli ed eliminarli. A tal scopo utilizzano gli anticorpi, che si legano ai microrganismi patogeni, permettendo il loro riconoscimento.

Infatti ogni linfocito B del sistema immunitario, sulla propria membrana ha degli anticorpi (immaginiamoli come dei serpentelli) che quando incontrano un batterio, lo mordono (rimanendoci attaccati). In seguito tali serpentelli si combinano con il microrganismo, trasmettendo le informazioni tramite delle speciali proteine, che a loro volta si legano alla coda dell’anticorpo. A tal punto il linfocita del sistema immunitario, raccolta l’informazione sul tipo di batterio da combattere, si trasforma in una plasmacellula. Quest’ultima inizia a produrre grandi quantità di anticorpi (programmati al riconoscimento di quello specifico batterio), riversandoli nel flusso sanguigno. Ciò permetterà ai macrociti del sistema immunitario d’identificare tutti i batteri specifici (con l’anticorpo attaccato). Il problema nasce però, quando il nostro organismo incontra per la prima volta un batterio sconosciuto al nostro sistema immunitario (ad esempio il morbillo).

La replicazione del virus è più veloce del tempo che impiegano i linfociti B del sistema immunitario a trasformarsi in plasmacellule e produrre abbastanza anticorpi (necessitano infatti di qualche giorno). Il virus ha così il tempo d’invadere il nostro corpo, quasi indisturbato. Quando però incontreremo in futuro, di nuovo quello specifico virus, il sistema immunitario sarà pronto a rispondere, questa volta, con velocità ed efficienza. Ciò perché dopo la prima invasione, i linfociti B del sistema immunitario, che avevano identificato il virus, si sono moltiplicati, distribuendosi in tutti i linfonodi del nostro corpo. Sono quindi pronti ad una produzione di massa di anticorpi, i quali impediranno, da quel momento in poi, una successiva invasione di quel virus specifico.

Quando veniamo vaccinati per qualche malattia infettiva, c’iniettano dei batteri morti (essendo comunque riconosciuti dai linfociti del sistema immunitario come nuovo batterio) che facilitano la creazione di linfociti B, ormai preparati e vaccinati ad ulteriori attacchi.

I linfociti T del sistema immunitario

I linfociti T, a differenza dei loro colleghi indentificati con la lettera B, maturano solo ed esclusivamente nel timo, svolgendo principalmente il compito di eliminare virus, funghi batteri e le cellule tumorali. Esistono inoltre diversi tipi di linfociti T del sistema immunitario, suddivisi in T helper (di cui parleremo più avanti), T killer (tra cui i T di memoria), ma tutti, indistintamente, nascono come T naive, nella loro forma primigenia, prima di trasformarsi in una delle sottoclassi.

I linfociti T killer del sistema immunitario, detti anche citotossici, riescono a capire se una cellula è infettata o mutata, grazie ad una speciale proteina chiamata Mhc (il complesso maggiore d’istocompatibilità), presente sulla membrana di tutte le cellule. Questa speciale proteina è specifica per il tipo di cellula sana (Cellula Self). Quando essa è però attaccata da un antigene o si è tramutata in cancerosa, si modifica, permettendo ai linfociti del sistema immunitario di riconoscerla come elemento estraneo del nostro corpo (Cellula Not Self). Effettuato il riconoscimento, attaccano la cellula bucandole la membrana, tramite una proteina chiamata perforina e causandone la morte (definita “lisi”, ovvero rottura). Nel caso dei virus, morta la cellula che li conteneva, diventano aggredibili da parte dei macrofagi del sistema immunitario (in grado di uccidere l’invasore, assimilando così anche quello che rimane della cellula morta).

I linfociti T di memoria del sistema immunitario, sono dei linfociti citotossici che hanno incontrato per la prima volta l’antigene (virus) e si sono trasformati in T di memoria (perché trattengono delle informazioni sul virus invasore). Quando il virus si ripresenterà, questo particolare linfocita sarà in grado di anticipare la risposta immunitaria (più velocemente del primo evento), attivando altri Linfociti T del sistema immunitario, che potranno contrastare più efficacemente l’invasione dell’antigene (risposta immunitaria secondaria).

Cellule dentritiche (DC) del sistema immunitario

Le cellule dendritiche furono identificate la prima volta nel 1973 dal premio Nobel Ralph Stenman (scoperta che gli valse questo prestigioso premio), il quale comprese il loro ruolo nel sistema immunitario. Esse sono presenti nei tessuti a contatto con l’esterno del corpo (pelle, polmoni, stomaco ed intestino) svolgendo l’importante compito di sentinelle del nostro organismo nei confronti dei batteri patogeni e virus, predisponendo un’adeguata risposta del sistema immunitario.

Vediamone il funzionamento.

Le cellule dendritiche (Dc) del sistema immunitario hanno una particolare forma ramificata (il motivo del loro nome) che gli permette di entrare in contatto con gli antigeni (batteri, virus o cellule tumorali), fagocitandoli ed inertizzandoli al loro interno. L’antigene viene distrutto e le sue proteine sono processate ed esposte sulla membrana della cellula dendritica. Inglobato l’antigene, inizia la migrazione verso il timo. Le cellule dendritiche si presentano in forma immatura (anche quando hanno fagocitato l’antigene) ed hanno bisogno di maturare all’interno del timo, per trasmettere le informazioni sull’antigene ai linfociti B e T del sistema immunitario. A questo punto la cellula dendritica può scegliere se attivare una risposta immunitaria (detta immunità) o se al contrario non attivarla (detta tolleranza).

Tale valutazione è fondamentale per evitare risposte immunitarie eccessive. Se al contrario il tessuto si trova di fronte ad un’invasione vera e propria, permette di contrastarla con più efficacia. Per giungere a questa scelta, la cellula dendritica ha bisogno di informazioni e quindi queste cellule hanno dei speciali recettori detti Tlr (Toll-Like Receptors) che svolgendo un ruolo di veri e propri radar, si accertano che siano presenti le molecole infiammatorie (citochine) rilasciate dai mastociti e altre cellule del sistema immunitario (che rappresentano appunto la prova che è in atto un’invasione batterica). A questo punto la scelta è d’obbligo: si procede alla migrazione della cellula dendritica del sistema immunitario nel timo e quindi alla produzione massiccia di linfociti programmati contro quello specifico antigene. Se al contrario la cellula Dc rimane immatura (perché la cellula dendritica non ha riscontrato nessuno stato infiammatorio, la risposta del sistema immunitario - produzione di linfociti B e T) sarà tollerante nei confronti del gene processato (quindi non lo aggredirà). Inoltre le cellule dendritiche sono sensibili alla vitamina D, che è appunto in grado di regolare meglio questo fenomeno.

L’EQUILIBRIO DEL NOSTRO SISTEMA IMMUNITARIO

La complessità del nostro sistema immunitario è dovuto sia al meccanismo di controllo che alle scelte di difesa da attuare in base al tipo di nemico che aggredisce il nostro corpo. Ogni singola tipologia di cellula del sistema immunitario deve essere attivata al momento giusto e disattivata subito dopo aver risolto l’invasione, per evitare di infliggere dei danni al nostro corpo. Vi sarete resi conto che a seguito di un’influenza il nostro corpo reagisce alzando la temperatura, aumentando la permeabilità dei vasi sanguigni ed innesca una serie di reazioni. Tra queste ricordiamo la produzione delle molecole infiammatorie (veri e propri messaggeri), l’espressione delle quali, induce il nostro sistema immunitario a produrre più linfociti adatti a contrastare quello specifico antigene.

Come abbiamo già scritto, le cellule dendritiche sono in grado di stimolare selettivamente i linfociti T e di dialogare con una specifica famiglia di Linfociti, T Helper, che come si evince dal loro nome, coordinano le differenti risposte immunitarie.

Vediamone insieme il  funzionamento dei linfociti T Helper.

LA FAMIGLIA DEI LINFOCITI T HELPER del sistema immunitario

Esistono tre principali classi di linfociti T Helper: il Th1, il Th2 sono attivi nella risposta immunitaria contro gli anti-geni, mentre il Th3, detto anche regolatore, si attiva per ripristinare l’omeostasi dopo che il sistema immunitario ha sconfitto l’invasione. Il giusto rapporto tra i linfociti Th1 e Th2 del sistema immunitario è fondamentale per il nostro corpo, perché un’espressione maggiore di una tipologia inibisce la proliferazione dell’altra, causando innumerevoli malattie.

Innanzitutto spieghiamo la differenza tra questi due linfociti del sistema immunitario.

I linfociti Th1 sono responsabili della risposta immunitaria di tipo cellulo-mediata, ovvero non hanno bisogno d’interagire con i linfociti B e con i loro anticorpi (immunoglobuline) per attivare una risposta immunitaria.

Essi producono alcuni mediatori dell’infiammazione detti Interleuchine Il2, Ifn gamma, Tnf beta ed attivano i linfociti T killer ed i macrofagi del sistema immunitario. Per tale motivo sono molto efficaci per uccidere i virus e le cellule tumorali.

I linfociti Th2 sono responsabili della risposta di tipo umorale, ovvero attivano i linfociti B e di conseguenza la produzione degli anticorpi (immunoglobuline). Quindi  producono le citochine come Il4, Il5, le quali attivano i mastociti, preposti al rilascio di agenti vasodilatatori, anticoagulanti ed infiammatori.

Quando il nostro corpo è attaccato da una forma di anti-gene, tramite le cellule dendritiche fa maturare i linfociti naive (vergini)del sistema immunitario verso la sotto-specie adatta alla risposta (i linfociti Th1 in caso di virus, o linfociti Th2 in caso di batteri),i quali incominciano a produrre le interleuchine che stimoleranno gli altri linfociti naive ad aumentare la popolazione linfocitaria del sistema immunitario a favore di una delle due sottospecie, mentre l’altra diminuirà sensibilmente.

Terminato l’evento infettivo, entrano in gioco i linfociti Th3 regolatori, i quali producono uno speciale mediatore chiamato Tgf-B, che inattiva le interleuchine di entrambe le classi di linfociti, facendo così cessare la produzione di linfociti del sistema immunitario e diminuendo l’infiammazione.

Esiste inoltre un altro sistema di regolazione, rivolto però ai linfociti Th1. Difatti l’eccessiva produzione di questo tipo di linfocita  può portare ad un effetto di distruzione delle nostre cellule da parte del sistema immunitario (classico esempio delle malattie autoimmuni). L’evoluzione ha infatti fornito il nostro corpo di un’arma straordinaria, ovvero il cortisolo (rif. pag. 197 e di cui parleremo diffusamente più avanti), che prodotto dalle ghiandole surrenali, uccide in maniera selettiva i linfociti Th1 ed i linfociti T killer del sistema immunitario, velocizzando il ritorno alla omeostasi.