Cenni di immunologia

IMMUNOEMATOLOGIA
CdL Infermieristica 2° anno
Anno scolastico 2008-2009
CENNI DI IMMUNOLOGIA
Meccanismi dell’immunità
• Immunità naturale o innata
• Immunità acquisita
IMMUNITA’ NATURALE
• Sistema non specifico
• Agisce immediatamente o entro poche ore
dall’esposizione
• Comprende:
– Barriere di superficie e mucose
– Cellule che liberano mediatori chimici
dell’infiammazione (basofili, mastociti, eosinofili)
– Cellule fagocitarie (neutrofili, monociti,
macrofagi)
– Sostanze solubili quali complemento, proteine di
fase acuta, citochine
– Cellule natural killers
IMMUNITA’ ACQUISITA
La reazione di difesa tipica dell’immunità
acquisita è la risposta immune. Questa presenta
alcune caratteristiche principali:
• E’ specifica (ossia diretta solo verso quel particolare
antigene)
• Richiede alcuni giorni
• E’ dotata di memoria immunologica
Può essere suddivisa in 2 grosse branche:
• Immunità umorale: interessa la produzione di molecole
Anticorpali e dipende dai linfociti B
• Immunità cellulo-mediata: interessa la produzione di
linfociti T citotossici, macrofagi attivati, cellule NK
attivate e citochine ed è mediata dai linfociti T
ANTIGENE
Si definisce antigene o immunogeno ogni
sostanza in grado di indurre una risposta
immune. Deve possedere tre caratteristiche:
• Alto peso molecolare
• Complessità chimica
• Essere riconosciuto dall’organismo come “ non
self ”
ANTIGENE
Dal punto di vista chimico gli Antigeni
possono essere:
• Proteine di alto peso molecolare (compreso
glicoproteine, lipoproteine, nucleoproteine)
• Polisaccaridi
ANTIGENE
Epitopo= quella parte dell’ antigene che si
lega con l’anticorpo e con i recettori specifici
sui linfociti
Alcuni antigeni (es polisaccaridi) hanno molti epitopi
di uguale specificità, altri come le proteine hanno
molti epitopi di specificità diverse. Questo è il motivo
per cui le proteine sono più immunogene dei
polisaccaridi
ANTIGENE
Sostanze che agiscono come antigeni:
1.
Agenti infettivi
a) Strutture microbiche (parete cellulare, capsula,
flagello, capside virale, glicoproteine
dell’envelope ecc…)
b) tossine
2.
Materiali non infettivi
a) Allergeni (pollini, cibi, farmaci, polveri)
3.
Cellule dell’organismo stesso non riconosciute come self
(cellule neoplastiche, cellule danneggiate, cellule normali
implicate in patologie autoimmunitarie)
ANTIGENI
• APTENE : piccola molecola che di per sé
non è immunogena ma che agisce come
antigene quando è legata ad una
molecola proteica più grande.
In pratica agisce come se fosse un
epitopo di quella proteina
ANTIGENE
Gli antigeni possono:
1. entrare nell’organismo dall’ambiente
esterno
– Macromolecole inalate
– Macromolecole ingerite
– Macromolecole iniettate o introdotte
attraverso la pelle
2. essere generati all’interno delle cellule
– Proteine codificate dai geni di virus che
hanno infettato le cellule
– Proteine aberranti codificate da cellule
mutanti (vd cellule neoplastiche)
RISPOSTA IMMUNE
Requisito essenziale della risposta immune
è che l’Antigene sia riconosciuto come
estraneo dai linfociti T
Le due categorie di Antigeni (esogeni ed
endogeni ) sono processate e presentate
ai linfociti T in maniera leggermente
diversa; vengono comunque riconosciuti
perché annidati all’interno di molecole di
istocompatibilità
SISTEMA DI ISTOCOMPATIBILITA’
Ciascuno di noi possiede un patrimonio di geni,
ereditati dai genitori, che ci caratterizza in
maniera univoca (come le impronte digitali).
Alcuni di questi controllano l’espressione di
antigeni presenti sulla superficie di tutte le
cellule del nostro corpo, chiamati antigeni di
istocompatibilità.
E’ grazie a questi antigeni, caratteristici di ogni
singolo individuo, che il sistema immunitario
riconosce le proprie cellule normali e reagisce
contro quelle estranee o contro le proprie
modificate
RISPOSTA IMMUNE
• ANTIGENI ESOGENI:
comunque entrino nell’organismo, prima o poi
vengono processati da cellule fagocitiche (per es i
macrofagi) che inglobano l’antigene per endocitosi,
lo degradano in piccoli peptidi, e li espongono
sulla superficie della cellula annidati all’interno
di una tasca delle molecole di istocompatibilità di
classe II.
In questo modo sono riconosciuti dai linfociti T CD4
positivi
ANTIGENI ESOGENI: PROCESSAZIONE DA
PARTE DI UN MACROFAGO
-la cellula ingloba l’Ag per endocitosi
-nei lisosomi lo degrada in piccoli
peptidi
- i peptidi vengono incastrati nella
tasca della molecola di
istocompatibilità
-il complesso viene esposto sulla
superficie esterna della cellula
-i linfociti che possiedono il
recettore corrispondente e la
molecola CD4 lo riconoscono come
estraneo
ANTIGENI ENDOGENI
-si formano all’interno della
cellula
-vengono degradati a peptidi ed
esposti sulla superficie legati a
una molecola di istocompatibilità
di classe I
-in questo modo possono essere
riconosciuti da altri linfociti T, i
linfociti T8, CD8 positivi (la
maggior parte dei quali sono
linfociti T citotossici)
RISPOSTA IMMUNITARIA
Si riconoscono 2 tipi di risposta immunitaria
specifica:
•Mediata da anticorpi (riguarda agenti
patogeni presenti nei liquidi corporei)
•Mediata da cellule (è indirizzata contro
agenti patogeni penetrati all’interno delle
cellule)
IMMUNITA’ UMORALE
Base dell’immunità umorale è la produzione di
molecole anticorpali in risposta alla stimolazione
antigenica.
Coinvolge i linfociti B
STEP DELLA RISPOSTA IMMUNE
1.
2.
3.
L’antigene deve necessariamente incontrare le cellule presentanti
l’antigene ed i linfociti
I linfociti devono riconoscere come estranei gli epitopi di un antigene per
mezzo delle loro molecole recettoriali Ag specifiche e divenire attivati
(fase nota come SELEZIONE CLONALE)
Una volta attivati i linfociti che hanno legato i rispettivi epitopi cominciano
a proliferare in grossi cloni di cellule identiche (fase nota come
ESPANSIONE CLONALE)
4.
5.
I cloni di identici linfociti si differenziano in cellule effettrici capaci di
dirigere le difese dell’organismo contro gli Ag e provocarne la distruzione
(plasmacellule e linfociti T citotossici)
alcuni dei linfociti si differenziano in CELLULE MEMORIA che circolano a
lungo nell’organismo e sono responsabili della risposta anamnestica,
assai più rapida ed efficace della primaria
SELEZIONE CLONALE = è il contatto con l’Ag che
seleziona il linfocita che andrà incontro a proliferazione
E
S
P
A
N
S
I
O
N
E
C
L
O
N
A
L
E
RISPOSTA IMMUNE
risposta secondaria
antigene XY
risposta primaria
X
antigene X
Y
ANTICORPI
• Sono glicoproteine formate da subunità contenenti:
– 2 identiche catene leggere L
– 2 identiche catene pesanti H, il cui peso varia a seconda
della classe anticorpale
In ogni catena possiamo distinguere:
– Regioni Variabili corrispondenti ai primi 100 aa della
regione N terminale della molecola
– Regioni Costanti corrispondenti alla regione
C terminale della molecola
Esistono 2 diversi tipi di regioni costanti per le catene
leggere (k e λ ) e 5 diversi tipi di regioni costanti per le
catene pesanti :
μ IgM
γ IgG
α IgA
δ IgD
ε IgE
ANTICORPI
Le catene sono legate da ponti disulfuro e legami
non covalenti.
Altri ponti S-S si formano all’interno di ogni catena
a formare un certo n° di domains globulari
I due bracci della Y sono detti frammenti Fab (è la
parte variabile dove ha sede il sito di legame con l’Ag)
La parte inferiore della Y è detta frammento Fc, ha
una sequenza aminoacidica costante che definisce la
classe e sottoclasse degll’anticorpo. E’ responsabile
dell’attività biologica dell’Ac (attivazione della cascata
complementare , legame con i fagociti, con i mastociti, basofili
ed eosinofili, legame con le cellule NK)
STRUTTURA DELLA MOLECOLA Ig
LE 5 CLASSE DI
IMMUNOGLOBULINE
•
IgG
- Rappresentano l’80% circa degli Ac sierici
- hanno una emivita variabile tra 7 e 23gg a seconda
della sottoclasse
- sono monomeri con 2 siti di legame
- il loro frammento Fc attiva il complemento attraverso
la via classica, si lega a macrofagi e neutrofili per
aumentare la fagocitosi
- possono legarsi a cellule natural killer provocando
citotossicità anticorpo-dipendente
- attraversano la barriera placentare
STRUTTURA DELLA MOLECOLA IgG
LE 5 CLASSE DI
IMMUNOGLOBULINE
•
IgM
- Rappresentano il 13% circa degli Ac sierici
- Sono il primo Ac prodotto durante una risposta
immune
- hanno una emivita di 5 gg
- sono pentameri con 10 siti di legame
- il loro frammento Fc è quello che meglio di ogni altro attiva il
complemento attraverso la via classica
STRUTTURA DELLA MOLECOLA IgM
LE 5 CLASSE DI
IMMUNOGLOBULINE
•
IgA
- Rappresentano il 6% circa degli Ac sierici, ma sono gli anticorpi
prodotti in maggior quantità dall’organismo
- hanno una emivita di circa 5 gg
- si trovano principalmente nelle secrezioni (saliva, lacrime,
colostro) come IgA secretorie
- sono dimeri con 4 siti di legame ed una componente secretoria
che li protegge dall’azione degli enzimi digestivi
- il frammento Fc delle IgA secretorie si lega a componenti della
mucosa ed è responsabile della capacità della mucosa stessa di
trattenere i microbi
- possono attivare il complemento attraverso la via alternativa
STRUTTURA DELLA MOLECOLA IgA
STRUTTURA DELLA MOLECOLA IgA
circolante
LE 5 CLASSE DI
IMMUNOGLOBULINE
•
IgD
- Rappresentano lo 0.2% circa degli Ac sierici
- sono monomeri con 2 siti di legame
- hanno un ruolo nell’eliminazione dei linfociti B che
producono autoanticorpi
LE 5 CLASSE DI
IMMUNOGLOBULINE
•
IgE
-
Rappresentano lo 0.002% circa degli Ac sierici
hanno un’emivita di circa 2gg
sono monomeri con 2 siti di legame
si legano per mezzo del frammento Fc a basofili e
mastociti
- vengono prodotte in risposta a vermi ed artropodi, spesso anche
in risposta ad allergeni
- proteggono la mucosa intestinale promuovendo l’infiammazione
- il frammento Fc può legare mastociti e basofili determinando la
comparsa di reazioni allergiche
- può legarsi inoltre agli eosinofili rendendo possibile la
opsonizzazione