Sistema immunitario: caratteristiche e funzioni

Il sistema immunitario comprende due tipi fondamentali di risposta: innata e adattativa. Entrambe sono strettamente correlate e condividono persino alcuni tipi di cellule.

Scritto e verificato el biólogo Samuel Antonio Sánchez Amador.

Ultimo aggiornamento: 17 marzo, 2021

La vita degli esseri viventi è una lotta continua contro i microrganismi patogeni. Gli esseri umani, ad esempio, sono un perfetto terreno fertile per malattie e patologie contagiose, perché vivono in insediamenti popolosi dove virus e batteri potrebbero svilupparsi liberamente se non fosse per i farmaci e il sistema immunitario.

Non è un concetto astratto, perché secondo l’Institute for Health Metrics and Evaluation (IHME), il 95% della popolazione mondiale prima o poi si ammala. Il corpo è un vero e proprio agglomerato di complessità, che lo rende molto attraente per virus e batteri.

Per fortuna abbiamo un sistema immunitario innato e adattivo che ci permette di combattere le infezioni, prima e durante il loro sviluppo. Se volete conoscere le funzioni e gli elementi cellulari coinvolti in questa (quasi) perfetta macchina biologica, continuate a leggere.

Che cos’è il sistema immunitario?

Il sistema immunitario può essere definito come una rete di cellule, tessuti e organi (e sostanze prodotte) che aiuta l’organismo a combattere le infezioni e altre malattie. È necessario sottolineare quest’ultima distinzione perché, a volte, le minacce provengono dall’interno.

Quando pensiamo a questo insieme di barriere fisiche e cellulari, vengono in mente infezioni da virus, batteri, protozoi e parassiti più complessi (come i nematodi), ma non sempre è così. A volte il sistema immunitario reagisce a una sostanza chimica tossica, o a una cellula cancerosa, fagocitandole.

Si ipotizza che il sistema immunitario rappresenti una risposta evolutiva all’aggressione sia endogena che esogena. Le sue funzioni sono la difesa contro gli agenti patogeni e l’immunosorveglianza nei confronti di processi interni anomali, come i tumori, le malattie autoimmuni o le allergie.

Elementi del sistema immunitario

Da un punto di vista fisiologico e funzionale, il sistema immunitario viene suddiviso in due varianti. In realtà, nella pratica, questa distinzione non è del tutto vera, per due motivi:

1. Il sistema immunitario innato, in risposta alle infezioni, attiva il sistema acquisito. Ad esempio, le cellule Natural Killer (NK) della componente innata “presentano” gli antigeni dell’agente patogeno ai linfociti, attivandoli.
2. Il sistema immunitario acquisito utilizza i meccanismi effettori del sistema immunitario innato per eliminare i microrganismi patogeni.

Pertanto, siamo di fronte a due meccanismi strettamente correlati, che vengono distinti per comodità. Manterremo questa distinzione teorica, ma non bisogna dimenticare che sono due facce della stessa medaglia da un punto di vista fisiologico e funzionale. Ovunque ci siano differenze, si costruiscono ponti.

Sistema immunitario innato

Il sistema immunitario innato è la prima barriera fisiologica che i microrganismi devono superare se vogliono riprodursi all’interno del corpo. Tendiamo a pensare solo a corpi cellulari come i macrofagi o le cellule Natural Killer (NK), ma in realtà questo sistema comprende molti più meccanismi.

All’interno del sistema immunitario (sia innato che specifico), esistono due tipi di globuli bianchi, come indicato dal portale sanitario specializzato Radys Children.

1. Fagociti: cellule che distruggono i microrganismi invasori. Rientrano in questa categoria i monociti, macrofagi, neutrofili, cellule dendritiche e mastociti.
2. Linfociti: cellule che consentono al corpo di ricordare i patogeni con cui siamo già entrati in contatto e di eliminarli in modo più rapido ed efficace. I linfociti B e T rientrano in questa categoria.

Vedremo più avanti i meccanismi generali attraverso i quali il sistema immunitario innato impedisce l’ingresso di anticorpi nel corpo o, in mancanza di ciò, frena la loro moltiplicazione incontrollata.

Barriere fisiche

Sapevate che la saliva, la pelle, le mucose e il sudore sono considerati parte del sistema immunitario innato? Ad esempio, i fluidi biologici secreti da alcuni epiteli, come la saliva, il muco o l’urina, contengono le “defensine”, peptidi antimicrobici che impediscono la proliferazione di alcuni microrganismi sulle superfici del corpo.

Altri fattori, come il pH acido dello stomaco, il pH neutro della mucosa vaginale e della pelle sono altre difese chimiche che riducono le possibilità di crescita del patogeno. Queste barriere, sia fisiche (flusso d’aria e barriere cellulari, per esempio) che chimiche sono intrinseche all’uomo e sono la prima difesa contro virus e batteri.

Cellule specializzate

Come indica la British Society for Immunology, alcune tra le cellule specializzate del sistema immunitario innato sono le più comuni nel circolo sanguigno dell’uomo. È il caso dei neutrofili, che rappresentano il 62% del totale dei leucociti circolanti. Sono i primi a rispondere a un’infezione microbica.

I neutrofili sono responsabili della fagocitosi aspecifica dei patogeni e si trovano in gran numero nel pus. Altri esempi di cellule del sistema immunitario innato sono i macrofagi e le cellule Natural Killer (NK), ovvero globuli bianchi che hanno il compito di eliminare i microrganismi patogeni.

Sistema immunitario adattivo

Secondo il NIH, l’immunità adattativa è la risposta che si verifica quando il sistema immunitario reagisce in modo specifico a una sostanza esterna, come un virus o un batterio.

In altre parole, questo meccanismo è specializzato nell’individuare specifiche molecole del germe (antigene) e nel migliorare la capacità di difesa in caso di successive esposizioni ad esso.

I linfociti (B e T) e gli anticorpi svolgono un ruolo essenziale nell’immunità adattativa. L’immunità adattativa a un antigene può durare settimane, mesi o persino per l’intera vita di una persona. Questo tipo di risposta è caratterizzato da:

1. Specificità: il sistema immunitario adattativo riconosce diversi tipi di antigeni e risponde in modo specifico ad essi.
2. Diversità antigenica: risponde anche a un gran numero di antigeni espressi da microrganismi diversi.
3. Memoria: amplifica l’intensità e l’efficacia delle risposte immunitarie a successive esposizioni allo stesso antigene già combattuto. I vaccini, essenziali per evitare focolai epidemiologici, si basano su questa premessa.
4. Specializzazione: genera risposte ottimali in base al microrganismo che deve essere combattuto.
5. Non reattività al self: evita danni all’ospite stesso quando reagisce agli antigeni esterni. Gli autoantigeni localizzati sulle membrane delle cellule impediscono di reagire alle sostanze antigeniche proprie dell’organismo. A volte questi meccanismi possono fallire.

Vediamo brevemente le caratteristiche dei leucociti specializzati nel sistema adattativo.

Linfociti B.

I linfociti B sono un tipo di globuli bianchi in grado di produrre anticorpi. Sono formati da cellule staminali del midollo osseo e sono anche conosciuti come cellule B.

Sono le uniche cellule in grado di produrre e rilasciare anticorpi nel flusso sanguigno. Hanno quindi un’importanza fondamentale. Si stima che i linfociti B rappresentino fino al 30% dei leucociti circolanti nel sangue di un individuo adulto.

I linfociti B sono la base della risposta immunitaria umorale. Quando gli antigeni (sostanze presenti nell’agente patogeno che provocano una risposta immunitaria) interagiscono con una piccola popolazione di linfociti B, questi proliferano, portando all’espansione clonale.

Successivamente, si differenziano in plasmacellule in grado di produrre anticorpi specifici contro detto antigene.

I linfociti B comprendono anche le cellule di memoria, in grado di  ricordare l’agente infettivo e di rispondere efficacemente contro di esso nelle infezioni successive. Questa è la base del processo di vaccinazione.

Linfociti T.

Anche i linfociti T sono globuli bianchi. Si formano nel midollo osseo e aiutano l’organismo a combattere le infezioni e i processi lesivi come il cancro. Combattono in modo diretto. Producono inoltre le citochine, sostanze che aiutano ad attivare altri componenti del sistema immunitario, tra cui i macrofagi.

Le cellule T sono classificate in due tipi in base ai loro marcatori di superficie: CD4 + T e CD8 + T. In generale, si potrebbe dire che questo tipo di cellula aiuta altri elementi del sistema immunitario ad attivarsi e ad agire contro l’antigene in questione. Sono cellule molto complesse.

Anticorpi

Li abbiamo nominati più volte, quindi non possiamo concludere senza descriverli brevemente. Gli anticorpi e le immunoglobuline sono definiti come prodotti dei linfociti B capaci di legarsi in modo specifico a un frammento dell’antigene.

Gli antigeni sono qualsiasi sostanza riconosciuta come estranea o pericolosa dal sistema immunitario. Inoltre, se l’antigene in questione è in grado di produrre una risposta immunitaria specifica, è considerato un immunogeno.

Sebbene il ruolo del sistema immunitario sia riconoscere solo le sostanze estranee, a volte questo meccanismo protettivo può fallire, portando a reazioni autoimmuni.

Gli anticorpi o immunoglobuline sono glicoproteine in grado di legarsi al loro antigene specifico nella loro porzione variabile, mentre la porzione invariabile rappresenta il punto di attacco di altri elementi delle cellule immunitarie. Per darvi un’idea, gli anticorpi pattugliano il sangue e si legano agli agenti patogeni, segnalando alle altre cellule dove attaccare.

In generale, le funzioni degli anticorpi possono essere così riassunte:

1. Neutralizzano le tossine, cioè le sostanze nocive per l’essere umano prodotte da diversi organismi.
2. Attivano un gruppo di proteine chiamate del complemento, anch’esse parte del sistema immunitario. Questa funzione prende il nome di sistema del complemento.
3. Attivano gli elementi cellulari che uccidono gli agenti patogeni, come i macrofagi o i mastociti.

Esistono diversi tipi di anticorpi o immunoglobuline: IgA, IgG, IgM, ecc. A volte, gli anticorpi stessi possono riconoscere tessuti o cellule innocui del corpo come sostanze nocive, portando a malattie autoimmuni.

Riepilogo: l’importanza del sistema immunitario

Vi abbiamo fornito una rapida e superficiale rassegna del sistema immunitario, ma abbiamo lasciato molti termini specifici in cantiere. Per avere un’idea generale, il sistema immunitario innato e acquisito lavorano fianco a fianco per combattere le infezioni esterne e altri elementi interni che sono dannosi per l’ospite.

Purtroppo a volte il sistema immunitario può sbagliare. Esistono patologie (come la trombocitopenia immunitaria), in cui le nostre difese reagiscono erroneamente contro cellule benefiche per l’organismo (in questo caso piastrine), marcandole e favorendone l’eliminazione.

Alcuni disturbi autoimmuni possono essere gravi e, a lungo termine, deleteri.

Come tutte i macchinari complessi, il sistema immunitario non è esente da errori. L’importante è che, nella maggior parte dei casi, agisca a nostro favore e ci difenda da attacchi esterni e interni. Senza di esso, la vita come la conosciamo sarebbe impossibile, soprattutto con gli standard di salute a cui siamo abituati.