IMMUNITÀ UMORALE: TEORIA, MECCANISMI EFFETTORI, ESEMPI - SCIENZA - 2025

L' immunità umorale , nota anche come risposta immunitaria mediata da anticorpi, è uno dei più importanti meccanismi di difesa degli organismi contro l'invasione di microrganismi o tossine extracellulari.

In particolare, l'immunità umorale si riferisce all'immunità mediata dai fattori del sangue, che sono proteine ​​del siero note come "anticorpi" che funzionano in risposta alle infezioni e sono prodotte specificamente in risposta alla presenza di "antigeni".

Alcuni degli effetti degli anticorpi prodotti durante la risposta immunitaria umorale (Fonte: Becky Boone tramite Wikimedia Commons)

Il sistema immunitario di un mammifero può essere suddiviso in sistema immunitario innato e sistema immunitario adattativo. Il sistema immunitario innato è costituito da diversi elementi che fungono da barriere fisiche e chimiche contro l'ingresso di agenti invasori nel corpo.

Tra tali barriere vi sono gli epiteli e alcune delle sostanze da essi prodotte; sono coinvolti anche alcuni tipi cellulari specifici, che insieme rappresentano il primo sistema di difesa dell'organismo.

Il sistema immunitario adattivo o specifico è un po 'più complesso ed "evoluto", in quanto si attiva in risposta all'esposizione ad agenti infettivi o al contatto con determinati microrganismi, sebbene entrambi i sistemi di solito lavorino insieme.

Si dice che sia un sistema specifico perché si verifica in risposta a determinanti definiti ed è mediato da cellule altamente specializzate che hanno anche la capacità di "ricordare" e rispondere più rapidamente e con più "forza" o "efficienza" a ripetute esposizioni a stesso agente invasore.

L'immunità umorale è una delle sottocategorie dell'immunità adattativa o specifica, classificata anche sotto l'immunità cellulare. Entrambi i tipi di risposte differiscono l'uno dall'altro a seconda del componente del sistema immunitario coinvolto.

Teoria

La teoria dell'immunità umorale, che è stata il prodotto di anni intensi di ricerca e dibattito, propone che l'immunità sia mediata da sostanze presenti nei fluidi corporei o "umori".

Questa teoria è stata sviluppata da molti scienziati, che hanno studiato e descritto in modo indipendente molti degli effettori coinvolti in tali meccanismi di risposta.

Paul Ehrlich è stato forse uno dei più influenti, conducendo gli studi più approfonditi sulla complementarità antigene-anticorpo all'inizio del 1900.

Un po 'di storia

Il famoso immunologo Rudolph Virchow, nel 1858, stabilì che tutte le patologie corporee erano dovute al malfunzionamento degli elementi cellulari responsabili della protezione, piuttosto che a un "disadattamento degli umori solubili".

Poco più di 25 anni dopo, nel 1884, Eli Metchnikoff portò alla luce la prima pubblicazione della teoria fagocitica, che oggi plasma e sostiene le basi principali della teoria dell'immunità cellulo-mediata (immunità cellulare).

Molti detrattori di Metchnikoff cercarono di "smentire" le sue affermazioni e fu nel 1888 che George Nuttall, conducendo una serie di esperimenti progettati per testare le teorie di Metchnikoff, osservò che il siero di animali normali aveva una "tossicità naturale" contro alcuni microrganismi.

In tal modo, è diventato popolare nel mondo scientifico che i fluidi privi di cellule di animali "sani" o "appositamente immunizzati" potevano uccidere i batteri, in modo che non fosse necessario ricorrere alla teoria cellulare per spiegare l'immunità innata e acquisita .

I primi a verificare sperimentalmente l'esistenza di una risposta immunitaria umorale furono Emil von Behring e Shibasaburo Kitasato alla fine del 1800. Von Behring e Kitasato dimostrarono che le risposte immunitarie innescate da difterite e tetano erano dovute alla presenza di anticorpi contro exotoxin.

All'inizio del 1900, Karl Landsteiner e altri ricercatori si resero conto che altre tossine e sostanze di origine non batterica potevano produrre immunità umorale.

Il termine "anticorpo" è stato coniato poco dopo come generalità, per riferirsi a quelle sostanze specifiche che potrebbero funzionare come antitossine contro "antigeni".

La parola antigene era il termine usato per definire le sostanze che innescano la produzione di anticorpi umorali.

Meccanismi effettori

Sia le risposte immunitarie umorali che le risposte immunitarie cellulari sono mediate da un tipo di cellula nota come linfociti.

I principali protagonisti dell'immunità cellulare sono i linfociti T, mentre sono i linfociti B che rispondono alla presenza di antigeni estranei e si trasformano nelle cellule produttrici di anticorpi caratteristiche dell'immunità umorale.

L'immunità umorale è il principale meccanismo di difesa contro i microrganismi extracellulari e altre tossine, mentre l'immunità cellulare contribuisce all'eliminazione dei patogeni intracellulari, che sono “inaccessibili” al riconoscimento da parte degli anticorpi.

Fasi della risposta immunitaria umorale

Oltre alla risposta immunitaria cellulare, la risposta umorale può essere suddivisa in tre fasi: una di riconoscimento, un'altra di attivazione e un'altra di effetto.

La fase di riconoscimento consiste nel legame degli antigeni a specifici recettori di membrana sulla superficie cellulare dei linfociti B maturi.

Gli anticorpi funzionano come tali "recettori" e sono in grado di riconoscere proteine, polisaccaridi, lipidi e altre sostanze extracellulari "estranee".

La fase di attivazione inizia con la proliferazione dei linfociti dopo il riconoscimento degli antigeni e prosegue con la differenziazione, sia in altre cellule effettrici in grado di eliminare gli antigeni, sia in cellule di memoria capaci di indurre risposte più veloci dopo una nuova esposizione ad esso. antigene.

Durante la fase effettrice, i linfociti che esercitano funzioni di eliminazione dell'antigene sono noti come "cellule effettrici", sebbene di solito siano coinvolte altre cellule, che partecipano anche alla risposta immunitaria innata, e che fagocitano ed eliminano gli agenti estranei.

Linfociti e anticorpi

Gli anticorpi prodotti dai linfociti o dalle cellule B hanno la funzione fisiologica di neutralizzare ed eliminare l'antigene che ne ha indotto la formazione e il sistema immunitario umorale può rispondere a una molteplicità di antigeni differenti.

I linfociti B hanno origine nel midollo osseo in risposta a un antigene definito (sono specifici) e ciò si verifica prima della stimolazione antigenica. L'espressione di alcuni anticorpi innesca le risposte di proliferazione e differenziazione di più cellule B che secernono anticorpi.

Segnalazione tra linfociti T e linfociti B per l'attivazione di questi ultimi (Fonte: Manuel Mellina Vicente, via Wikimedia Commons)

Tuttavia, a seconda della natura dell'antigene, è necessario un segnale aggiuntivo per la differenziazione e la proliferazione che è dato da uno speciale tipo di linfocita T chiamato "linfocita T helper" che secerne fattori attivanti per le cellule B.

immunoglobuline

Poiché si trovano principalmente nei fluidi sanguigni, gli anticorpi prodotti dai linfociti B sono chiamati immunoglobuline. Queste molecole proteiche hanno due catene glicoproteiche pesanti e due leggere collegate tra loro tramite ponti disolfuro (SS).

Struttura di un'immunoglobulina G (IgG) (Fonte: w: Utente: AJVincelli tramite Wikimedia Commons)

Le catene leggere sono conosciute come "kappa" e "lambda", ma ci sono 5 tipi di catene pesanti che sono state chiamate gamma (G), mu (M), alfa (A), delta (D) ed epsilon (E ).

La combinazione di catene leggere e pesanti termina con la formazione delle immunoglobuline IgG, IgM, IgA, IgD e IgE. L'anticorpo più abbondante nel siero dei mammiferi è l'immunoglobulina IgG (circa il 70%).

Ciascuna catena di un anticorpo ha un terminale amminico e un'estremità terminale carbossilica. La porzione in grado di legare gli antigeni si trova all'estremità terminale amminica, ma la regione terminale carbossilica è ciò che determina l'attività biologica.

Risposta immunitaria umorale

La regione terminale carbossilica degli anticorpi IgG-simili è specificamente riconosciuta dalle cellule fagocitiche come i neutrofili e i macrofagi, che hanno recettori speciali per essa.

Questo riconoscimento implica il contatto tra il recettore e l'anticorpo, ed è questa unione che facilita la fagocitosi e la degradazione degli antigeni all'interno delle cellule fagocitiche.

A differenza delle IgG, le altre classi di immunoglobuline non si trovano nelle secrezioni e nei tessuti. Tuttavia, sono altrettanto utili per stimolare la risposta immunitaria.

Le immunoglobuline IgM (10% delle immunoglobuline sieriche) sono potenti attivatori del sistema del complemento, quindi funzionano nella lisi dell'antigene e aumentano la resistenza.

Le immunoglobuline IgA (20% delle immunoglobuline sieriche) sono prodotte nei tessuti linfoidi e vengono processate e trasportate alla mucosa dei polmoni e del tratto gastrointestinale. Agiscono per neutralizzare i virus e altri antigeni che penetrano nelle superfici mucose.

L'IgD è legato ai linfociti B e funziona come un recettore dell'antigene, mentre l'IgE (noto come anticorpo allergico) è legato alla superficie dei mastociti e dei basofili attraverso specifici recettori. Entrambe le immunoglobuline sono in concentrazioni molto basse nel siero.

Esempi

Gli anticorpi prodotti dai principali effettori della risposta immunitaria umorale (linfociti B) hanno la capacità di "indurre" o "attivare" diversi meccanismi di risposta contro diversi tipi di minacce.

Ad esempio, le immunoglobuline IgG sono attivatori di quella che è nota come "cascata del complemento", che agisce per neutralizzare le particelle virali, impedendo così il loro legame alle cellule ospiti.

Durante la gravidanza, la madre trasferisce gli anticorpi al feto attraverso le cellule trofoblastiche della placenta, che hanno recettori con elevata affinità per il terminale carbossilico delle immunoglobuline come IgG.

La risposta umorale ai batteri che hanno "capsule" composte da polisaccaridi è mediata dall'immunoglobulina M, che promuove la fagocitosi di questi microrganismi.

Un altro importante esempio di immunità umorale è la risposta sistemica ai parassiti, dove le IgE "dirigono" la loro distruzione attraverso le cellule eosinofile.

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