IMMUNOLOGIA. L IMMUNOLOGIA studia i meccanismi messi in atto dal sistema immunitario nella protezione dell'organismo.

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1 IMMUNOLOGIA L IMMUNOLOGIA studia i meccanismi messi in atto dal sistema immunitario nella protezione dell'organismo. L'IMMUNOPATOLOGIA analizza i casi in cui il sistema immunitario non funziona correttamente: reazioni di ipersensibilità (risposta immunitaria inappropriata, es. allergie, o contro componenti propri, es. autoimmunità)

2 difesa contro le infezioni difesa contro i tumori riconoscimento dei tessuti trapiantati e di proteine estranee

3 CD34 Sca1

4 Normalmente gli elementi immaturi di qualunque serie sono localizzati nel midollo osseo, quando giungono a maturazione sono liberati nel sangue. Se elementi immaturi vengono rinvenuti nel sangue periferico vuol dire che il soggetto presenta una malattia del sangue che prenderà il nome dall elemento caratterizzante lo striscio.

5 50-70 % 2-4 % 0,1-1 % Ciascun tipo di leucocita è presente nel sangue in proporzioni diverse: 3 8 % %

6 Come distinguiamo le popolazioni linfocitarie? Le popolazioni linfocitarie si differenziano grazie ai marcatori di superficie (CD), Le possiamo vedere grazie ad anticorpi monoclonali specifici per le proteine di superficie

7 LINEA LINFATICA Questa linea ha il compito di portare a termine le principali funzioni che caratterizzano il sistema immune; i linfociti reagiscono alle molecole estranee in modo specifico, e se ne ricordano in una eventuale invasione futura (memoria). Da questa linea derivano: Linfocita B Linfocita T citotossico CD8+ Linfocita T helper CD4+ Espansione dei linfociti Linfociti T Linfociti B 5000

8 Le cellule T si dividono in tre categorie: Tc (citotossici), Th (helpers), Ts (soppressori). I linfociti citotossici, attivati, si riproducono intensamente, uccidono le cellule rilasciando perforine, sostanze che producono lesioni sulla membrana della cellula bersaglio e ne provocano la morte (risposta cellulo-mediata). I linfociti helper sono necessari per attivare sia i linfociti B che quelli Tc i quali, pur avendo riconosciuto agenti estranei, generalmente non entrano in azione. I linfociti soppressori riducono l'intensità della risposta immunitaria.

9 Morfologia di linfociti.

10 Morphology of plasma cells. A. Light micrograph of a plasma cell in tissue. B. Electron micrograph of a plasma cell.

11 i linfociti T e B sono poi distinguibili in base al loro sito di maturazione e in base a dei marcatori di superficie. I linfociti T e B maturi si trovano nel sangue e negli organo linfoidi periferici-secondari. Organi linfoidi primari Organi linfoidi periferici Cellula staminale del midollo osseo Stipite linfocitario B Midollo osseo linfocita B sangue Ricircolazione linfonodi Milza Stipite linfocitario T Timo linfocita T sangue linfa Tessuti associati alla cute o alle mucose Ricircolazione Una volta maturi, i linfociti entrano negli organi linfoidi periferici, dove rispondono agli antigeni, e quindi ricircolano attraverso il sangue e la linfa.

12 LINFOCITA B CLASSI DI LINFOCITI RICONOSCIMENTO DELL ANTIGENE + microbo FUNZIONI EFFETTRICI U anticorpi Neutralizzazione dei microbi, fagocitosi, attivazione del complemento LINFOCITA T helper + Antigene microbico presentato da una cellula APC citochine Attivazione dei macrofagi Infiammzione Attivazione (proliferazione differenziazione dei linfociti T e B LINFOCITA T citotossico (CTL) + Cellula infettata che esprime antigeni microbici M Uccisione della cellula infettata

13 Le cellule NK, Natural Killer. Oltre alle cellule T e B, nel sangue periferico e negli organi linfoidi, si trova una terza popolazione di linfociti che non presenta recettori per l'antigene e che svolge funzioni difensive di tipo non specifico. Queste cellule rappresentano la componente filogeneticamente più antica del sistema immunitario e si caratterizzano principalmente per la loro attività citotossica. Oltre a uccidere virus, batteri, cellule infettate e cellule neoplastiche, questi linfociti regolano anche la produzione di altre cellule ematiche quali eritrociti e granulociti.

14 CLASSI DI LINFOCITI RICONOSCIMENTO DELL ANTIGENE FUNZIONI EFFETTRICI CELLULA NK Cellula bersaglio Uccisione della cellula infettata

15 Derivano dalla LINEA MIELOIDE: MONOCITI MACROFAGI GRANULOCITI: EOSINOFILI NEUTROFILI BASOFILI. CELLULE DENDRITICHE Piastrine sono frammenti citoplasmatici derivati dal megacariocita che è localizzato nel midollo osseo.

16 I neutrofili sono i leucociti più comuni. Si riconoscono per il nucleo suddiviso in 2-5 lobi, collegati da un sottile filamento di materiale nucleico. Il citoplasma è trasparente perchè ha granuli piccoli e debolmente colorati di rosa. Nel nucleo dei neutrofili delle femmine, è visibile un'appendice a forma di piccola mazza (corpuscolo di Barr). E' il secondo cromosoma X, inattivato. I neutrofili sono molto attivi nel fagocitare batteri e sono presenti in grandi quantità nelle ferite. Purtroppo, queste cellule non sono capaci di rinnovare i lisosomi utilizzati nel digerire i microbi e muoiono dopo averne fagocitati alcuni.

17 Gli eosinofili sono abbastanza rari nel sangue. Il nucleo è generalmente bilobato, ma sono stati osservati anche nuclei con 3 o 4 lobi. Il citoplasma è pieno di granuli che assumono un colore rosa-arancione caratteristico. Il nucleo risulta ancora ben visibile. Gli eosinofili aggrediscono parassiti e fagocitano i complessi antigeneanticorpo.

18 I basofili sono i leucociti più rari. Il citoplasma è molto ricco di granuli che prendono una colorazione porpora scuro. Nei basofili, la quantità di granuli è tale da nascondere il nucleo, generalmente bi-trilobato, che quindi è difficilmente visibile al microscopio. I basofili secernono sostanze anticoagulanti, vasodilatatrici come l'istamina e la serotonina. Anche se possiedono capacità fagocitaria, la loro funzione principale è quella di secernere sostanze che mediano la reazione di ipersensibilità

19 Cellule Accessorie o presentatrici d antigeni Derivano dalla LINEA MIELOIDE che fanno parte dell'immunità naturale o innata, e giocano un ruolo esenziale nella iniziazione dell'immunità acquisita. Le cellule accessorie possono agire anche come cellule effettrici in alcuni meccanismi immunitari. Non presentano un recettore specifico ma cooperano all avvio delle risposte immunitarie specifiche 1) Fagociti mononucleati 2) Cellule dendritiche 3) Cellule follicolari dendritiche

20 I monociti un grosso nucleo a ferro di cavallo, in certi casi anche bilobato. Il citoplasma è trasparente, ma con aspetto di "vetro smerigliato". A. e B. monocita in vaso sanguigno periferico. C. Macrografo in un tessuto mostra vacuoli e organelli citoplasmatici

21 I macrofagi sono in grado di catturare, per mezzo delle loro estroflessioni, tutti i batteri ad eccezione dei batteri della polmonite (pneumococchi) che sono protetti dalla loro capsula. Gli anticorpi per gli pneumococchi si legano ad essi attivando il sistema del complemento rendendo visibile il microrganismo al macrofago (meccanismo di opsonizzazione). Nel processo della fagocitosi, nonostante sia un processo continuo, si possono differenziare quattro tappe diverse. Queste tappe sono: Chemiotassi o attrazione. Aderenza ed opsonizzazione. Ingestione e vacuolizzazione. Digestione o distruzione. possono legarsi all antigene tramite recettori per i frammenti di complemento.

22 Le cellule dendritiche - diffuse ovunque nell organismo è la cellula che presenta l antigene per la risposta secondaria, Essendo le funzioni principali di queste cellule: Fagocitosi Presentazione di antigeni Produzione di linfochine

23 CARATTERISTICHE GENERALI DEGLI ANTIGENI Il nome "Antigene" deriva dal greco e significa: "qualcosa che genera una sostanza contro.". Possiamo definire come antigene qualsiasi molecola che reagisce con gli elementi del sistema immunitario, sia esogena che endogena (nel caso di patologie autoimmuni).

24 Alcuni antigeni sono patogeni, altri no

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26 Qualunque sostanza in grado di suscitare una risposta immune si definisce IMMUNOGENO. Bisogna quindi fare una netta distinzione tra ANTIGENE e IMMUNOGENO: l'antigene è quella sostanza in grado di legarsi ad uno specifico anticorpo (oppure a un linfocita T): solo alcuni antigeni sono IMMUNOGENI cioè in grado di stimolare la produzione di anticorpi specifici, la maggior parte si comportano da APTENI, ovvero ci riescono solo se legati ad una molecola (CARRIER) che li fa diventare immunogeni.

27 CENNI DI ANATOMIA DEL SISTEMA IMMUNITARIO

28 Gli organi del sistema immunitario si distinguono in primari e secondari: 1) quelli primari sono la sede di origine delle cellule del sistema immunitario (negli uccelli sono Borsa di Fabrizio e timo, nell uomo midollo osseo e timo). Negli organi primari si trovano i veri precursori delle cellule T e B, ovvero quelle cellule in cui il DNA si trova in configurazione germinale non sono ancora avvenuti i riarrangiamenti dei geni delle immunoglobuline o del recettore dei linfociti T). 2) quelli secondari sono linfonodi, milza, placche del Peyer e anello di Waldeyer (tonsille adenoidi e tessuto linfatico palatino).

29 ORGANI LINFOIDI timo anello di Waldeyer (tonsille, adenoidi) midollo osseo tessuto linfoide associato ai bronchi milza linfonodi placche di Peyer

30 Organi linfoidi primari o generativii Organi linfoidi secondari o periferici Maturazione dei linfociti.

31 Linfonodi Aggregati nodulari di tessuto linfoide dove ha origine la risposta immunitaria specifica ad antigeni proteici veicolati per via linfatica Il linfonodo svolge due importanti funzioni: Produzione di linfociti B e T Filtrazione della linfa E il luogo dove linfociti vergini vengono a contatto con eventuali antigeni che ne stimolano la immunocompetenza.

32 Linfonodi Hanno una forma di fagiolo, con grandezza di alcuni mm e situati lungo il percorso dei vasi linfatici, per lo più disposti in gruppi. I linfonodi sono rivestiti da una capsula fibrosa che penetra formando le trabecole. Il parenchima del linfonodo si può suddividere in tre zone: 1) Corticale o corteccia (t-indipendente, dove sono presenti i linfociti B, a livello dei follicoli) 2) Paracorticale, dove si trovano le cellule T 3) Midollare, situata a livello centrale, dove si trovano linfociti T attivati e plasmacellule

33 Nella corteccia sono presenti i follicoli o noduli linfatici, provvisti di un centro germinativo, principale sede di formazione dei linfociti B. Le zone paracorticali sono invece sede di produzione di linfociti T. nella zona midollare si organizzano cordoni e seni midollari dove si ha prevalentemente la trasformazione in plasmacellule che sintetizzano le immunoglobuline.

34 I microrganismi penetrano attraverso gli epiteli e vengono catturate dalle cellule dendritiche immature; esse migrano nei linfonodi drenanti, essendo attratte da chemochine prodotte in essi. Nel corso della migrazione vanno incontro a maturazione, e a livello linfonodale sono capaci di presentare l antigene ai linfociti T. Le cellule dendritiche possono esprimere proteine di membrana diverse: quelle immature esprimono recettori in grado di legare antigeni microbici, quelle mature esprimono molecole MHC e costimolatori.

35 I linfociti T vergini migrano dal sangue attraverso le venule ad endotelio alto (HEV) nell area T dei linfonodi, dove vengono attivati. Quindi escono dal linfonodo, entrano nel torrente sanguigno, e migrano nei tessuti periferici (preferibilmente ai focolai di infezione e di infiammazione )