Difese aspecifiche e risposta immunitaria

DIFESE ASPECIFICHE E RISPOSTA IMMUNITARIA

La prima linea di difesa è costituita da una barriera, la pelle, che blocca gli invasori patogeni. L'epidermide rappresenta il primo avamposto di difesa contro i microrganismo patogeni. Le cellule più esterne dell'epidermide sono per lo più cellule morte e hanno la funzione di proteggere le cellule dello strato sottostante, il derma. Nel derma e nel tessuto sottocutaneo sono immersi peli, muscoli, vasi sanguigni etc. La pelle e i suoi microrganismi costituiscono una barriera così efficiente che la maggior parte degli agenti patogeni non riesce ad entrare se non attraverso la bocca, il naso o gli occhi. Anche quelli che riescono ad entrare, con le particelle di cibo o di polvere, di solito muoiono perché non sopravvivono all'azione del lisozima, un enzima presente nella saliva e nelle lacrime. I microrganismi che riescono comunque a raggiungere l'apparato respiratorio vengono intrappolati dal muco e spazzati verso l'esofago con il movimento delle ciglia.

La seconda linea di difesa è l'emostasi. Qualunque ferita danneggia i vasi sanguigni, può comportare due pericoli: l'emorragia e l'infezione. L'emostasi coinvolge tre meccanismi: la vasocostrizione, cioè la contrazione dei muscoli lisci nel vasi danneggiati; l'aggregazione delle piastrine nel sito della ferita; la formazione di un coagulo. Le piastrine sono piccoli frammenti cellulari di forma ovale che stimolano la vasocostrizione e la formazione di un coagulo, formato da una rete di fibrina. La fibrina deriva da un precursore, il fibrinogeno, che si trasforma nella forma attiva solo con l'intervanto di un enzima, la trombina. Il plasma non contiene trombina, ma protrombina. Tutti questi processi impediscono eccessive perdite di sangue e l'ingresso dei microrganismi nell'apparato circolatorio. Un danno come una ferita stimola i granuli presenti nei mastociti a liberare istamina. I mastociti liberano anche citochine, che attirano i neutrofili e innescano la risposta immunitaria. Chi soffre di allergie conosce bene gli effetti dell'istamina che possono essere contrastati con l'uso di farmaci antistaminici. Le osservazioni microscopiche rivelano che la risposta infiammatoria è formata da una sequenza di eventi cellulari:

• dilatazione dei capillari nella regione danneggiata;
• adesione dei neutrofili, attirati da sostanze chimiche liberate dai mastociti, alle pareti dei capillari;
• passaggio dei neutrofili, attraverso la parete dei capillari, nel tessuto danneggiato;

fagocitosi dei microrganismi da parte dei neutrofili.

L'immunità è caratterizzata da quattro attributi:

Specificità: le cellule del sistema immunitario riconoscono specifici invasori e non altri. Gli anticorpi riconoscono gli antigeni dai loro epitomi. La specificità del sistema immunitario lo distingua dalle risposte non specifiche della coagulazione, delle proteine del complemento, dell'infiammazione e degli interferoni.

Memoria: il sistema immunitario ha anche una memoria. La ricomparsa di un invasore stimola la risposta immunitaria secondaria, di solito più potente della prima.

Varietà: il sistema immunitario può difendere l'organismo da una varietà di invasori, ma tollera molte cellule del corpo.

Riconoscimento self-nonself: la capacità di distinguere i componenti dell'organismo da quelli estranei si chiama riconoscimento self-nonself.

I linfociti iniziano il loro sviluppo nel midollo osseo. Quelli che migrano nel timo maturato diventano linfociti T che riconoscono le cellule infette o cancerose. Quelli che rimangono nel midollo osseo maturato diventano linfociti B che producono gli anticorpi. Le cellule killer, infine, attaccano le cellule tumorali e le cellule colpita da agenti patogeni. I discendenti di una singola cellula costituiscono un clone. E ciascun clone produce un solo tipo di anticorpi, che perciò vengono detti anticorpi monoclonali. Ciascun anticorpo si lega a un antigene, cioè a una molecola che innesca la risposta immunitaria. Ciascun antigene possiede una o più strutture tridimensionali complementari degli anticorpi, dette epitomi. Secondo la teoria della selezione clonale, un linfocita B prolifera quando viene esposto a un antigene che si lega al suo particolare anticorpo. Da esso derivano le plasmacellule, che producono ed esportano gli anticorpi e le cellule della memoria che in seguito possono sviluppare altre plasmacellule. Il riconoscimento delle cellule infette o di quelle cancerose che si moltiplicano senza controllo è il compito del linfociti T. I linfociti T sono anche coinvolti nel fenomeno del rigetto che si verifica nel caso dei trapianti di organi. I linfociti T non solo riconoscono le cellule dell'organismo alterate, ma le uccidono grazie a una loro particolare proprietà. Alcuni di essi sono infatti citotossici e perforano le membrane plasmatiche delle cellule infettate. Le cellule dell'organismo hanno combinazioni caratteristiche di proteine dell'MHC che le identificano come appartenenti al self. Le cellule immunitarie fagocitiche combinano le proteine dell'MHC delle cellule che stanno morendo con antigeni del virus o del microrganismo che ha causato l'infezione e formano antigeni esogeni. Gli antigeni esogeni inducono le cellule T helper ad attivare i linfociti B e i linfociti citotossici. Le singole cellule sono diverse tra loro per il tipo di antigeni che portano, e ogni individuo può essere classificato in base al proprio gruppo sanguigno. La classificazione più importante e quella che viene fatta in base ai gruppi sanguigni AB0. la presenza degli antigeni A determina sangue di gruppo A, la presenza dell'antigene B sangue di gruppo B, la presenza di antigeni A e B sangue di gruppo AB, l'assenza di antigeni sangue di gruppo 0. altro antigene presente sulla superficie dei globuli rossi di alcuni individui è il fattore Rh.

RIPRODUZIONE E SVILUPPO

Le ovaie sono due organi ovoidali situati nella cavità bassa addominale. Il processo dell'oogenesi, cioè la produzione delle cellule uovo, avviene in gran parte prima della nascita. L'oocita primario, che è una cellula diploide, si divide per meiosi producendo quattro cellule apolidi, gli ootidi e i globuli polari. Uno degli ootidi contiene praticamente tutto il citoplasma dell'oocita originario e diventa la cellula uovo. Le altre tre cellule, i globuli polari, si distaccano. Ciascun oocita primario forma, insieme alle cellule che lo circondano, un follicolo. Alla fine il follicolo scoppia e libera l'oocita: si ha cioè l'ovulazione. Prima dell'ovulazione, l'oocita primario completa la prima divisione meiotica, producendo due cellule apolidi, un oocita secondario e un piccolo globulo polare. Appena prima dell'ovulazione, l'oocita secondario entra nella seconda fase meiotica. Alla fine della meiosi II, si divide ancora formando la cellula uovo e un altro globulo polare. All'interno dell'ovaia i follicoli primordiali si ingrossano formando i follicoli secondari. All'interno dei follicoli gli oociti primari maturano in oociti secondari. Dopo la rottura del follicolo, l'oocita secondario migra nelle tube di Falloppio. Se l'oocita si fonde con uno spermatozoo, termina la meiosi II e si divide formando un oocita matura e un secondo globulo polare. Lo zigote inizia a dividersi. Dopo circa una settimana, la blastocisti si insedia nella parete uterina. Nell'ovaia il follicolo scoppiato matura formando il corpo luteo. Dalle ovaie, gli oociti arrivano all'utero passando lungo le tube di Falloppio. Gli spermatozoi entrano dalla vagina, attraverso l'utero ed entrano nelle tube, dove può avvenire la fecondazione. Lo zigote risultante passa quindi nell'utero dove si sviluppa. L'utero ha più o meno la forma e le dimensioni di una pera rovesciata. La parte inferiore dell'utero si chiama cervice uterina e si restringe collegando l'utero alla vagina. La vagina collega l'apparato riproduttore all'esterno e durante il rapporto sessuale accoglie il pene e il liquido seminale. Gli spermatozoi si formano e maturano nei testicoli, quindi passano attraverso l'epididimo dove restano fino all'eiaculazione, quando passano nei vasi deferenti e nel pene. Tutti gli spermatidi maturano diventando spermatozoi, formati da una testa, un tratto intermedio e dalla coda, e sono privi di citoplasma. All'interno dei testicoli si trovano centinaia di tubuli seminiferi. Sulla parete interna di ogni tubulo si trovano cellule diploidi dette spermatogoni, che si dividono, per meiosi, formando quattro spermatici. In due mesi e mezzo, gli spermatici maturano in spermatozoi,. Le cellule del Sertoli riforniscono gli spermatozoi di sostanze nutritive, mentre le cellule interstiziali secernono il testosterone. Il testosterone stimola l'impulso sessuale e il comportamento aggressivo e inibisce la secrezione degli ormoni che inducono la liberazione del testosterone stesso nelle cellule interstiziali. Gli spermatozoi lasciano i testicoli tramite l'epididimo, i vasi deferenti e l'uretra che corre nel pene. Lungo il tragitto agli spermatozoi si aggiungono le sescrezioni delle vescicole seminali, della prostata e delle ghiandole bulbouretrali che contribuiscono alla formazione dello sperma. La fecondazione avviene di solito nell'ovidutto, prima che l'oocita secondario arrivi nell'utero. Un unico spermatozoo si fonde con la membrana dell'oocita e vi introduce il suo nucleo apolide. Solo allora l'oocita completa la seconda divisione meiotica e forma una cellula uovo matura e un secondo globulo polare. I cromosomi dei due gameti si allineano, e la cellula uovo si trasforma in uno zigote. Il pene è formato dal corpo spugnoso che si allarga a ciascuna estremità, dai corpi cavernosi che corrono per tutta la lunghezza del pene e sono responsabili dell'erezione, e del glande che rende il pene molto sensibile alla stimolazione meccanica. I genitali esterni femminili sono formati dalla vulva, che comprende le piccole e le grandi labbra, e dal clitoride. L'eccitazione sessuale è caratterizzata da un aumento del flusso sanguigno al clitoride, alle piccole labbra e alle mammelle, nella femmina, e al pene e ai testicoli, nel maschio. In entrambi i sessi i tessuti si riempiono di sangue causando l'erezione del pene o del clitoride. La fase seguente è l'orgasmo, che con esso si verifica nel maschio l'eiaculazione, indispensabile perché possa avvenire la fecondazione. Tra il nucleo dello spermatozoo e la membrana esterna si trova l'acrosoma che, sotto l'influenza dell'ormone femminile progesterone, libera l'enzima contenuto al suo interno, il quale demolisce gli strati della cellula uovo, la corona radiata e la zona pellucida. Una volta che uno spermatozoo ha oltrepassato la zona pellucida, questa diventa impenetrabile per altri spermatozoi. La secrezione degli ormoni sessuali steroidei è regolata dalle gonadotropine che agiscono sulle gonadi: l'ormone follicolostimolante e l'ormone luteinizzante. Il feedback regola la produzione degli spermatozoi nei maschi degli esseri umani e degli altri mammiferi. L'LH e l'FSH stimolano la produzione di spermatozoi. L'inibina, il testosterone e altri androgeni la inibiscono. La concentrazione di testosterone nel sangue dei maschi umani aumenta drasticamente alla pubertà, poi diminuisce gradualmente dai vent'anno in poi. A partire dalla pubertà nella femmina ha inizio il ciclo mestruale. Esso viene diviso in tre fasi: fase premestruale, preovulatoria e postovulatoria. Le mestruazioni e l'ovulazione cessano con la menopausa. Il feedback regola la produzione delle cellule uovo nelle femmine della specie umana e degli altri mammiferi. Come nel maschio, l'LH e l'FSH prodotti dall'ipofisi stimolano la produzione degli oociti. Inibina e progesterone inibiscono la produzione di LH e FSH. Gli estrogeni, l'LH e l'FSH regolano l'ovulazione, mentre il progesterone e l'inibina regolano la fase premestruale.