Quando gli agenti patogeni superano i meccanismi non specifici di protezione offerti dal sistema immunitario innato, subentra il sistema immunitario adattativo. Nel nostro esempio delle forze di polizia, consideriamo i componenti dell’immunità adattativa come le “forze speciali”.
Le “forze speciali” della risposta immunitaria adattativa hanno due lavori importanti:
- Fermare l’infezione corrente
- Generare la memoria immunologica
Le cellule della memoria controllano il corpo per fermare o ridurre l’impatto delle future infezioni dello stesso patogeno. Se si verifica una seconda infezione, è tipicamente più breve nella durata e meno grave di un primo incontro. I vaccini ci permettono di sfruttare i vantaggi della memoria immunologica senza i rischi di un primo incontro. Rimanendo al nostro esempio delle forze di polizia, i vaccini sono come le esercitazioni pratiche che gli agenti completano nel tentativo di essere pronti per un evento reale.
Chiamare le “forze speciali”
La risposta immunitaria adattativa è guidata dalle attività delle cellule chiamate cellule presentanti l’antigene (APC). Tre tipi di cellule possono servire come APC – cellule dendritiche, macrofagi e cellule B. Di queste, le cellule dendritiche sono il tipo di APC più comune e potente. Sono considerate il ponte tra le risposte immunitarie innate e adattative.
Le cellule dendritiche sono prodotte nel midollo osseo e migrano attraverso il sangue verso i tessuti dove controllano gli agenti patogeni. Quando incontrano un patogeno, lo fagocitano, lo fanno a pezzi e mettono i pezzi sulla loro superficie come “segnale” ad altri componenti del sistema immunitario. Mentre questo accade, la cellula dendritica migra dal tessuto al linfonodo più vicino dove questi segnali di superficie, chiamati antigeni, aiutano ad attivare le cellule T. Le cellule dendritiche possono elaborare e presentare la maggior parte dei tipi di patogeni, come virus, batteri, funghi e parassiti.
Se la presentazione dell’antigene è la funzione primaria delle cellule dendritiche, i macrofagi e le cellule B sono APC capaci, ma questa non è la loro funzione primaria. I macrofagi, come descritto nella sezione sul sistema immunitario innato, distruggono principalmente gli agenti patogeni, segnalano la risposta immunitaria innata e causano l’infiammazione. Quando funzionano come APC, è tipicamente per presentare antigeni da agenti patogeni che hanno ingerito e che si sono evoluti in modo da non essere uccisi dalle tipiche risposte immunitarie innate. Le cellule B sono una parte essenziale della risposta immunitaria adattativa (vedi la sezione “Prepararsi alla battaglia” qui sotto), ma a volte servono come APC per attivare risposte contro tossine o antigeni più piccoli, come le proteine. Similmente alle cellule dendritiche, i macrofagi e le cellule B, agendo come APC, devono viaggiare verso il linfonodo drenante per attivare la risposta immunitaria adattativa.
Prepararsi alla battaglia
Quando l’antigene viene presentato nei linfonodi drenanti, la risposta immunitaria adattativa inizia sul serio. Nel nostro esempio delle forze di polizia, la presentazione dell’antigene provoca una risposta “a tutto campo”. Queste risposte sono affascinanti in quanto sono principalmente guidate da piccole proteine e marcatori “corrispondenti” sulle superfici cellulari. Le piccole proteine sono chiamate citochine, e quando si legano alla superficie di una cellula, questa agisce di conseguenza. Le azioni sono di vasta portata, ma possono includere la crescita, il cambiamento, la riproduzione o l’interazione con altre cellule. Sono stati identificati più di 50 tipi di citochine. Affinché una particolare citochina si leghi alla superficie cellulare, la cellula deve avere un marcatore “corrispondente”, chiamato recettore. Diversi tipi di cellule hanno diversi recettori e, quindi, possono essere più o meno influenzati da particolari citochine. Inoltre, alcune citochine causano più di un’azione, e più citochine possono causare azioni simili. Questa apparente “sovrapposizione” è importante perché permette al nostro sistema immunitario di evitare le infezioni in più modi. Permette anche alle persone nate con carenze immunitarie di sopravvivere. Per saperne di più su questo aspetto del sistema immunitario, vedi la sezione intitolata “Cosa succede quando il sistema immunitario non funziona correttamente.”
Oltre alle citochine e alle APC, due tipi primari di cellule sono centrali per gli sforzi della risposta immunitaria adattativa: le cellule T e le cellule B.
Le cellule T
Queste cellule sono importanti per moderare la risposta immunitaria adattativa. Si può pensare a loro come ai capi della polizia e ai sergenti che si assicurano che il numero appropriato di personale risponda a una situazione. Tre tipi di cellule T hanno ruoli distinti:
- Le cellule T aiutanti sovrintendono alla segnalazione delle citochine per attivare le cellule B e aumentare l’efficienza di altre cellule immunitarie, come i macrofagi.
- Le cellule T citotossiche sono importanti nelle infezioni virali in quanto uccidono le cellule che sono state infettate dai virus.
- Le cellule T regolatrici regolano la risposta immunitaria. Segnalano un aumento dell’attività all’inizio di un’infezione e, al contrario, segnalano una diminuzione della risposta quando l’infezione è sotto controllo.
Cellule B
Una volta attivate, le cellule B iniziano a riprodursi, aumentando rapidamente di numero. Nel nostro esempio, le cellule B sono le truppe di agenti che scendono sulla scena del crimine. E, come le armi che portano gli agenti, anche le cellule B sono armate. L’unico scopo della maggior parte delle cellule B è quello di secernere grandi quantità di anticorpi. Le cellule B che secernono anticorpi sono note anche come plasmacellule.
Gli anticorpi secreti dalle cellule B sono un’arma cruciale della risposta immunitaria adattativa. Sono specifici per l’agente patogeno che sta attaccando, quindi possono legarsi ad esso e neutralizzarlo. Nelle persone esistono cinque diverse classi di anticorpi, noti anche come immunoglobuline (Ig): IgG, IgM, IgA, IgE e IgD. Ciascuna ha caratteristiche e ruoli unici.
- Le IgG sono le più abbondanti e si trovano nel sangue e nei tessuti. Sono state identificate quattro diverse sottocategorie di IgG. Gli adulti tipici hanno più di 70 grammi (o 17 cucchiaini da tè) di IgG che circolano nel sangue ogni giorno per controllare gli agenti patogeni. Le IgG circolano anche negli spazi tra i tessuti. Questo è anche il tipo di anticorpo che viene condiviso attraverso la placenta durante la gravidanza.
- Anche le IgM circolano nel sangue. Le IgM sono uno dei primi tipi di anticorpi a comparire durante un’infezione. Mentre questi anticorpi sono specifici per l’agente patogeno, sono meno efficaci degli anticorpi IgG che appaiono più tardi durante un’infezione. Poiché le IgM appaiono come un pentamero, cioè 5 molecole IgM che viaggiano insieme, non lasciano il sangue ed entrano nei tessuti come le IgG. Il raggruppamento di queste molecole compensa la minore efficacia rispetto alle IgG. Pensate a questo come cinque cittadini che impediscono a un sospetto di lasciare la scena di un crimine contro un agente di polizia con un’arma. I cinque cittadini possono circondare il criminale rendendone più difficile la fuga, ma quando arriva un solo agente con le risorse della polizia, la possibilità di fuga è ancora minore.
- Le IgA si trovano nel sangue, ma il loro ruolo più importante è proteggere le superfici delle mucose. Per questo motivo, gli anticorpi IgA tendono ad essere trovati a livelli più alti nel tratto digestivo e respiratorio. Le IgA si trovano comunemente anche nel latte materno.
- Gli anticorpi IgE si trovano appena sotto la pelle e lungo i vasi sanguigni. Sono più efficaci nel combattere le infezioni causate dai parassiti. Questo tipo di anticorpo è più comunemente associato alle reazioni allergiche.
- Gli IgD sono meno conosciuti, ma possono avere un ruolo nella protezione contro le infezioni respiratorie e nell’impedire al nostro sistema immunitario di attaccare le nostre stesse cellule e tessuti, conosciuti come antigeni “self”. Le IgD si trovano nel tratto respiratorio e a bassi livelli nel sangue.
Guarda questo breve video su come funzionano gli anticorpi.
Dopo il successo, prepararsi per il futuro
La maggior parte delle cellule che vengono attivate durante un’infezione muoiono durante o poco dopo. Tuttavia, un piccolo sottoinsieme di cellule B e T rimane indefinitamente. Sono chiamate cellule della memoria. Queste cellule della memoria riconoscono antigeni specifici. Per esempio, la maggior parte di noi ha cellule B e T di memoria che controllano il nostro corpo per l’influenza. Sia che il nostro primo incontro con l’influenza sia stato un’infezione o il risultato di una vaccinazione, il nostro sistema immunitario è passato attraverso il processo di attivazione e risposta all’aggressione. Questa prima risposta è chiamata risposta immunitaria primaria. Le cellule della memoria che rimangono dopo un’infezione primaria servono come guardie che aspettano che l’influenza appaia di nuovo. Se succede, queste cellule si attivano rapidamente permettendo al sistema immunitario di produrre una risposta immunitaria più veloce ed efficiente a questo secondo (o terzo o quarto, ecc.) attacco.
Le risposte immunologiche guidate dalle cellule di memoria sono chiamate risposte secondarie. Nel nostro esempio di polizia, pensate alle risposte di memoria come a degli agenti esperti. Gli agenti con più esperienza sono in grado di anticipare ciò che sta accadendo, permettendo loro di rispondere in modo più rapido, sicuro ed efficiente. Allo stesso modo, le cellule di memoria permettono al sistema immunitario adattativo di accelerare il suo attacco più rapidamente. Questa preparazione diminuisce il tempo di risposta di diversi giorni. I risultati possono essere realizzati in diversi modi. Alcune persone possono non avere alcun sintomo e non rendersi nemmeno conto di essere state esposte la seconda volta. Alcune persone avranno dei sintomi, ma non saranno così gravi. È probabile che stiano male per meno giorni.
Guarda questo breve video su come funziona il sistema immunitario adattivo.