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H. Curtis, N. S. Barnes, A. Schnek, A. Massarini Il nuovo Invito alla biologia. blu 2

Capitolo C 11 Le difese dell’organismo 3 Curtis et al. , Il nuovo Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2017

Lezione 1 Il sistema linfatico 4 Curtis et al. , Il nuovo Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2017

Le funzioni del sistema linfatico Il sistema linfatico è un sistema di vasi che ha la funzione di mantenere costante la presenza di liquidi e soluti nel sangue. Raccoglie parte del liquido che dai capillari diffonde al tessuto extracellulare (nei vasi linfatici prende il nome di linfa). I vasi linfatici rimettono in circolo questo liquido a livello venoso. Insieme al sistema immunitario, svolge anche una funzione di protezione dai patogeni. 5 Curtis et al. , Il nuovo Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2017

I vasi linfatici e i linfonodi /1 I vasi linfatici: i capillari linfatici iniziano a fondo cieco negli spazi intercellulari dei tessuti. Il liquido interstiziale diffonde nei capillari linfatici e passa in due grandi dotti: • dotto linfatico destro, che raccoglie la linfa da braccio, cranio e torace destro; • dotto toracico, che raccoglie la linfa dal resto del corpo. La cisterna del chilo raccoglie la linfa dal tratto digestivo e dagli arti inferiori. 6 Curtis et al. , Il nuovo Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2017

I vasi linfatici e i linfonodi /2 I linfonodi sono strutture formate da tessuto spugnoso, particolarmente ricchi di linfociti e macrofagi. 7 Curtis et al. , Il nuovo Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2017

Gli organi linfoidi primari sono il timo e il midollo osseo rosso, dove maturano le cellule linfoidi. Gli organi linfoidi secondari sono i linfonodi, la milza e i noduli linfatici. Questi organi ospitano i linfociti maturi. 8 Curtis et al. , Il nuovo Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2017

Lezione 2 L’immunità innata 9 Curtis et al. , Il nuovo Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2017

Le difese del corpo /1 Per difendersi dagli agenti patogeni, gli esseri umani possono utilizzare: • immunità innata o aspecifica (barriere anatomiche, risposte non specifiche distruggono il materiale esterno con cui vengono a contatto); • immunità acquisita o specifica (risposta mirata contro le caratteristiche di un determinato patogeno). 10 Curtis et al. , Il nuovo Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2017

Le difese del corpo /2 Sia la risposta innata sia quella acquisita dipendono dall’interazione di numerose cellule. 11 Curtis et al. , Il nuovo Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2017

La prima linea di difesa La prima barriera del corpo contro gli agenti patogeni: • la pelle, se è integra non lascia passare i patogeni; • le mucose e i succhi gastrici, tramite la secrezione di muco i patogeni vengono spinti nello stomaco per essere digeriti; • lacrime e saliva contengono il lisozima, che aggredisce la parete dei batteri; • defecazione e vomito sono utili per espellere le sostanze tossiche evitando il loro contatto con la mucosa e con i batteri non dannosi. 12 Curtis et al. , Il nuovo Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2017

La seconda linea di difesa • Cellule dendritiche e macrofagi, negli epiteli a contatto con l’esterno, in organi molto vascolarizzati (milza, fegato e polmone), nei linfonodi. Demoliscono le particelle estranee dopo averle fagocitate; espongono sulla loro superficie frammenti di proteine dell’invasore (cellule APC, Antigen Presenting Cells). • Cellule natural killer, globuli bianchi che distruggono cellule anomale, come quelle cancerose o infettate. 13 Curtis et al. , Il nuovo Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2017

La risposta infiammatoria /1 Il corpo può reagire a un’infezione da parte di microrganismi con una risposta infiammatoria: • arrossamento della pelle; • gonfiore; • dolore; • aumento di temperatura. I mastociti liberano istamina, che aumenta il flusso sanguigno. Dai vasi escono i granulociti basofili, anticorpi, proteine del complemento e proteine della coagulazione. I globuli bianchi inglobano i materiali estranei. Si forma il coagulo. Il pus è l’insieme di patogeni e globuli bianchi morti. 14 Curtis et al. , Il nuovo Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2017

La risposta infiammatoria /2 15 Curtis et al. , Il nuovo Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2017

Le proteine di difesa Il sistema del complemento è formato da circa 20 proteine con funzione di difesa. Le citochine sono messaggeri chimici prodotti dai globuli bianchi, dai fibroblasti del tessuto connettivo, dalle cellule endoteliali e del SNC. Sono fattori di crescita e di differenziamento. Sincronizzano le comunicazioni tra le varie componenti della risposta immunitaria. Comprendono interleuchine, fattori di necrosi tumorale e interferoni. 16 Curtis et al. , Il nuovo Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2017

Gli interferoni stimolano le cellule del corpo a resistere contro i virus, sui quali non agiscono direttamente. 17 Curtis et al. , Il nuovo Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2017

Lezione 3 L’immunità acquisita 18 Curtis et al. , Il nuovo Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2017

Gli antigeni L’antigene è una molecola o struttura che l’organismo non riconosce come propria. Ogni antigene può avere varie strutture chiamate determinantigenici o epitopi. Per innescare una risposta immunitaria l’antigene deve legarsi a un linfocita. Ciascun linfocita sintetizza un tipo di recettore antigenico in grado di legarsi a un determinato tipo di antigene. 19 Curtis et al. , Il nuovo Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2017

La selezione clonale Il legame tra antigene e recettore attiva il linfocita, che comincia a dividersi ripetutamente (selezione clonale). 20 Curtis et al. , Il nuovo Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2017

La risposta primaria e secondaria La risposta immunitaria prevede due fasi: • risposta primaria, a breve termine, contro l’attacco iniziale di un invasore; • risposta secondaria, a lungo termine, fornisce una rapida difesa in caso di un attacco successivo dello stesso agente. Dopo l’attivazione, i linfociti danno origine a plasmacellule (risposta primaria) e cellule della memoria (risposta secondaria). 21 Curtis et al. , Il nuovo Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2017

Lezione 4 L’immunità mediata da anticorpi 22 Curtis et al. , Il nuovo Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2017

I linfociti B sono i principali protagonisti di un tipo di difesa immunitaria, detta risposta umorale, caratterizzata dalla formazione di anticorpi. Gli anticorpi appartengono alle proteine chiamate immunoglobuline. Esistono 5 classi di immunoglobuline: Ig. A, Ig. M, Ig. E, Ig. D e Ig. G (queste ultime costituiscono l’ 80% degli anticorpi nel sangue). 23 Curtis et al. , Il nuovo Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2017

L’azione degli anticorpi Gli anticorpi agiscono contro gli agenti patogeni in tre modi: • ricoprono l’agente estraneo provocando agglutinazione; • si combinano per neutralizzare la particella interferendo con le sue attività; • provocano lisi e distruzione della cellula. Agglutinazione di batteri 24 Curtis et al. , Il nuovo Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2017

L’immunità passiva Si ha immunità passiva quando si ricevono anticorpi precostituiti: • immunità passiva naturale (il feto riceve anticorpi dalla placenta della madre, il neonato con l’allattamento); • immunità passiva artificiale (iniezioni di siero ricco di anticorpi). 25 Curtis et al. , Il nuovo Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2017

I vaccini rendono il sistema immunitario capace di dare una risposta, prima che l’individuo si ammali. La seconda esposizione allo stesso antigene provoca una risposta immunitaria secondaria molto più intensa della prima. 26 Curtis et al. , Il nuovo Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2017

Le allergie Le reazioni allergiche sono condizioni di ipersensibilità del sistema immunitario verso alcuni antigeni che di per sé non sarebbero dannosi per l’organismo. Si manifesta con un’anomala produzione di Ig. E e di cellule della memoria. Fase di sensibilizzazione: la prima esposizione all’allergene attiva le plasmacellule che sintetizzano Ig. E, si legano ai recettori su mastociti e basofili. Fase di esposizione: la successiva esposizione stimola il rilascio di istamina che induce una risposta infiammatoria. 27 Curtis et al. , Il nuovo Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2017

Lezione 5 L’immunità mediata da cellule 28 Curtis et al. , Il nuovo Invito

I linfociti T helper coordinano la risposta immunitaria. I linfociti T citotossici demoliscono direttamente le cellule estranee e le nostre infettate o con un aspetto anomalo. Presentano glicoproteine di membrana, recettori che riconoscono antigeni esposti dalle cellule: CD 4 caratterizza gli helper, CD 8 caratterizza i citotossici. 29 Curtis et al. , Il nuovo Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2017

Il complesso maggiore di istocompatibilità (MHC) indica un insieme di proteine che distinguono le cellule self da quelle estranee (con molecole MHC diverse). I recettori dei linfociti T non si legano agli antigeni se non sono associati alle MHC self. Esistono MHC di classe I e di classe II. 30 Curtis et al. , Il nuovo Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2017

I linfociti T citotossici hanno il compito di demolire le cellule che sono diventate cancerose o sono state infettate da un microrganismo. 31 Curtis et al. , Il nuovo Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2017

I linfociti T helper /1 Recettori CD 4: riconoscono gli antigeni estranei in associazione con le MHC di classe II presenti sui linfociti B e sulle APC (macrofagi e le cellule dendritiche). Producono cloni attivi, cellule della memoria e citochine che stimolano il differenziamento e la proliferazione dei linfociti B e T citotossici. Il legame diretto con i linfociti B stimola la produzione di plasmacellule. 32 Curtis et al. , Il nuovo Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2017

I linfociti T helper /2 33 Curtis et al. , Il nuovo Invito alla

Lezione 6 Le malattie da immunodeficienza 34 Curtis et al. , Il nuovo Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2017

Le SCID (severe combined immune deficiencies) sono un gruppo di malattie che derivano da un’anomalia genica che compromette la funzionalità dei linfociti B e T. Le terapie comprendono il trapianto di midollo osseo o di cellule staminali linfocitarie sane. È stato sperimentato il trapianto genico. 35 Curtis et al. , Il nuovo Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2017

L’AIDS /1 L’AIDS (acquired immune deficiency syndrome) è una forma di immunodeficienza secondaria causata dall’infezione del virus HIV. Il virus entra nei T helper, l’RNA viene retrotrascritto e il DNA incorporato nel cromosoma ospite, dove può restare latente. 36 Curtis et al. , Il nuovo Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2017

L’AIDS /2 Fasi dell’infezione: • fase dell’infezione acuta (sieropositività); • latenza clinica; • AIDS conclamato, il paziente diventa più vulnerabile ad altre malattie. Trasmissione del virus dell’HIV: • tramite rapporti sessuali non protetti; • per contatto tra fluidi biologici infetti e mucose; • con scambi di sangue; • per via verticale (gravidanza, parto, allattamento). 37 Curtis et al. , Il nuovo Invito alla biologia. blu © Zanichelli editore 2017