Anatomia del sistema immunitario e linfatico

Midollo osseo rosso e leucociti

Il midollo osseo rosso è un tessuto altamente vascolare che si trova negli spazi tra le trabecole dell’osso spugnoso . Si trova principalmente nelle estremità delle ossa lunghe e nelle ossa piatte del corpo. Il midollo osseo rosso è un tessuto ematopoietico contenente molte cellule staminali che producono le cellule del sangue. Tutti i leucociti, o globuli bianchi, del sistema immunitario sono prodotti dal midollo osseo rosso. I leucociti possono essere ulteriormente suddivisi in 2 gruppi in base al tipo di cellule staminali che li producono: cellule staminali mieloidi e cellule staminali linfoidi.

Cellule staminali mieloidi

Le cellule staminali mieloidi producono monociti e leucociti granulari: eosinofili, basofili e neutrofili.

I monociti sono leucociti agranulari che possono formare 2 tipi di cellule: macrofagi e cellule dendritiche.

1. I macrofagi . I monociti rispondono lentamente all’infezione e una volta presenti nel sito dell’infezione si sviluppano in macrofagi. I macrofagi sono fagociti in grado di consumare agenti patogeni, cellule distrutte e detriti dalla fagocitosi. In quanto tali, hanno un ruolo sia nella prevenzione delle infezioni sia nella pulizia delle conseguenze di un’infezione.
2. Le cellule dendritiche . I monociti si sviluppano anche in cellule dendritiche in tessuti sani della pelle e delle mucose. Le cellule dendritiche sono responsabili della rilevazione di antigeni patogeni che vengono utilizzati per attivare le cellule T e B.

I leucociti granulari includono quanto segue:

1. Eosinofili . Gli eosinofili sono leucociti granulari che riducono l’infiammazione allergica e aiutano il corpo a combattere i parassiti.
2. Basofili . I basofili sono leucociti granulari che scatenano l’infiammazione rilasciando le sostanze chimiche eparina e istamina. I basofili sono attivi nel produrre infiammazioni durante reazioni allergiche e infezioni parassitarie.
3. Neutrofili . I neutrofili sono leucociti granulari che agiscono come i primi soccorritori nel sito di un’infezione. I neutrofili utilizzano la chemiotassi per rilevare le sostanze chimiche prodotte da agenti infettivi e spostarsi rapidamente verso il sito di infezione. Una volta lì, i neutrofili ingeriscono i patogeni attraverso la fagocitosi e rilasciano sostanze chimiche per intrappolare e uccidere i patogeni.

Cellule staminali linfoidi

Le cellule staminali linfoidi producono linfociti T e linfociti B.

• Linfociti T . I linfociti T, anche comunemente noti come cellule T, sono cellule coinvolte nella lotta contro specifici patogeni nel corpo. Le cellule T possono agire direttamente come aiutanti di altre cellule immunitarie o di attaccare i patogeni. Dopo un’infezione, le cellule T della memoria persistono nel corpo per fornire una reazione più rapida alla successiva infezione da parte di patogeni che esprimono lo stesso antigene.
• Linfociti B . I linfociti B, anche comunemente noti come cellule B, sono anche cellule coinvolte nella lotta contro specifici patogeni nel corpo. Una volta che le cellule B sono state attivate dal contatto con un agente patogeno, formano delle plasmacellule che producono anticorpi. Gli anticorpi quindi neutralizzano i patogeni fino a quando altre cellule immunitarie possono distruggerli. Dopo un’infezione, le cellule B della memoria persistono nell’organismo a produrre rapidamente anticorpi contro l’infezione successiva da parte di patogeni che esprimono lo stesso antigene.
• Cellule natural killer . Le cellule natural killer, note anche come cellule NK, sono linfociti in grado di rispondere a una vasta gamma di agenti patogeni e cellule cancerose. Le cellule NK viaggiano nel sangue e si trovano nei linfonodi, nella milza e nel midollo osseo rosso dove combattono la maggior parte dei tipi di infezione.

Capillari linfatici

Mentre il sangue passa attraverso i tessuti del corpo, entra nei capillari a parete sottile per facilitare la diffusione di nutrienti, gas e rifiuti. Il plasma sanguigno si diffonde anche attraverso le sottili pareti dei capillari e penetra negli spazi tra le cellule dei tessuti. Parte di questo plasma si diffonde nuovamente nel sangue dei capillari, ma una parte considerevole viene incorporata nei tessuti come fluido interstiziale. Per prevenire l’accumulo di liquidi in eccesso, piccoli vasi senza uscita chiamati capillari linfatici si estendono nei tessuti per assorbire i fluidi e restituirli alla circolazione.

Linfa

Il liquido interstiziale raccolto dai capillari linfatici è noto come linfa. La linfa ricorda molto da vicino il plasma che si trova nelle vene: è una miscela di circa il 90% di acqua e il 10% di soluti come proteine, prodotti cellulari di scarto, gas disciolti e ormoni. La linfa può contenere anche cellule batteriche prelevate da tessuti malati e globuli bianchi che combattono questi agenti patogeni. Nei pazienti con tumore in stadio avanzato, la linfa spesso contiene cellule cancerose che hanno metastatizzato dai tumori e possono formare nuovi tumori all’interno del sistema linfatico. Un tipo speciale di linfa, noto come chilo, viene prodotto nel apparato digerente in quanto la linfa assorbe i trigliceridi dai villi intestinali. A causa della presenza di trigliceridi, il chilo ha una colorazione bianca lattiginosa.

Vasi linfatici

I vasi capillari linfatici si fondono in vasi linfatici più grandi per trasportare la linfa attraverso il corpo. La struttura dei vasi linfatici ricorda da vicino quella delle vene: entrambe hanno pareti sottili e molte valvole di ritegno a causa della loro funzione condivisa di trasportare fluidi a bassa pressione. La linfa viene trasportata attraverso i vasi linfatici dalla pompa muscolo-scheletrica: le contrazioni dei muscoli scheletrici costringono i vasi a spingere il fluido in avanti. Le valvole di ritegno impediscono al liquido di fluire verso i capillari linfatici.

Linfonodi

I linfonodi sono piccoli organi a forma di rene del sistema linfatico. Ci sono  diverse centinaia di linfonodi trovati per lo più in tutto il torace e l’addome del corpo con le più alte concentrazioni nelle regioni ascellari (ascella) e inguinale (inguine). L’esterno di ciascun linfonodo è costituito da una capsula fibrosa densa del tessuto connettivo. All’interno della capsula, il linfonodo è riempito con tessuto reticolare contenente molti linfociti e macrofagi. I linfonodi funzionano come filtri di linfa che entra da diversi vasi linfatici afferenti. Le fibre reticolari del linfonodo agiscono come una rete per catturare tutti i detriti o le cellule presenti nella linfa. I macrofagi e i linfociti attaccano e uccidono tutti i microbi catturati nelle fibre reticolari. I vasi linfatici efferenti portano quindi la linfa filtrata fuori dal linfonodo e verso i dotti linfatici.

Condotti linfatici

Tutti i vasi linfatici del corpo portano la linfa verso i 2 dotti linfatici: il dotto toracico e i dotti linfatici giusti. Questi condotti servono a restituire la linfa all’erogazione di sangue venoso in modo che possa essere fatta circolare come plasma.

• Dotto toracico . Il dotto toracico collega i vasi linfatici delle gambe , addome, braccio sinistro e lato sinistro della testa, del collo e del torace alla vena brachio-cefalica sinistra .
• Dotto condotto linfatico . Il dotto linfatico destro collega i vasi linfatici del braccio destro e il lato destro della testa, del collo e del torace alla vena brachiocefalica destra .

Noduli linfatici

Al di fuori del sistema di vasi linfatici e linfonodi, ci sono masse di tessuto linfatico non incapsulato noto come noduli linfatici. I noduli linfatici sono associati alle mucose del corpo, dove lavorano per proteggere il corpo dai patogeni che entrano nel corpo attraverso le cavità del corpo aperto.

• Tonsille . Ci sono 5 tonsille nel corpo-2 linguali, 2 palatine e 1 faringeo. Le tonsille linguali si trovano nella radice posteriore della lingua vicino alla faringe. Le tonsille palatine si trovano nella regione posteriore della bocca vicino alla faringe. La faringe faringea, nota anche come adenoide , si trova nel rinofaringe all’estremità posteriore della cavità nasale. Le tonsille contengono molte cellule T e B per proteggere il corpo da sostanze inalate o ingerite. Le tonsille spesso si infiammano in risposta a un’infezione.
• Le placche di Peyer sono piccole masse di tessuto linfatico che si trovano nell’ileo dell’intestino tenue . Le placche di Peyer contengono cellule T e B che monitorano il contenuto del lume intestinale per i patogeni. Una volta rilevati gli antigeni di un patogeno, le cellule T e B si diffondono e preparano il corpo a combattere una possibile infezione.
• Milza . La milza è un organo appiattito di forma ovale situato nel quadrante in alto a sinistra dell’addome, laterale allo stomaco. La milza è costituita da una densa capsula fibrosa connettiva riempita con regioni note come polpa rossa e bianca. La polpa rossa, che costituisce la maggior parte della massa della milza, è così chiamata perché contiene molti seni che filtrano il sangue. La polpa rossa contiene tessuti reticolari le cui fibre filtrano consumate o danneggiano i globuli rossi dal sangue. I macrofagi nella polpa rossa digeriscono e riciclano l’emoglobina dei globuli rossi catturati. La polpa rossa immagazzina anche molte piastrine da rilasciare in risposta alla perdita di sangue. La polpa bianca si trova all’interno della polpa rossa che circonda le arteriole della milza. È fatto di tessuto linfatico e contiene molte cellule T, cellule B e macrofagi per combattere le infezioni.
• Timo . Il timo è un piccolo organo triangolare che si trova dietro allo sterno e sopra al cuore; è principalmente costituito da epitelio ghiandolare e tessuti connettivi ematopoietici.
  Produce e forma le cellule T durante lo sviluppo fetale e l’infanzia. Le cellule T formate nel timo e nel midollo osseo rosso maturano, si sviluppano e si riproducono nel timo durante l’infanzia. La stragrande maggioranza dei linfociti T non sopravvive al loro allenamento nel timo e viene distrutta dai macrofagi. Le cellule T sopravvissute si diffondono in tutto il corpo agli altri tessuti linfatici per combattere le infezioni. Nel momento in cui una persona raggiunge la pubertà, il sistema immunitario è maturo e il ruolo del timo è diminuito. Dopo la pubertà, il timo inattivo viene lentamente sostituito dal tessuto adiposo.

Fisiologia del sistema immunitario e linfatico

Circolazione della linfa

Una delle funzioni primarie del sistema linfatico è il movimento del fluido interstiziale dai tessuti al sistema circolatorio. Come le vene del sistema circolatorio, vasi e vasi linfatici muovono la linfa con pochissima pressione per aiutare con la circolazione. Per aiutare a muovere la linfa verso i dotti linfatici, c’è una serie di molte valvole di controllo unidirezionali trovate in tutti i vasi linfatici. Queste valvole di ritegno consentono alla linfa di muoversi verso i dotti linfatici e si chiudono quando la linfa tenta di defluire dai dotti. Negli arti, la contrazione dei muscoli scheletrici schiaccia le pareti dei vasi linfatici per spingere la linfa attraverso le valvole e verso il torace. Nel tronco, il diaframma spinge verso il basso nell’addome durante l’inalazione. Questa maggiore pressione addominale spinge la linfa nel torace meno pressurizzato.

Trasporto di acidi grassi

Un’altra importante funzione del sistema linfatico è il trasporto di acidi grassi dal sistema digestivo. L’apparato digerente spezza grandi macromolecole di carboidrati, proteine ​​e lipidi in nutrienti più piccoli che possono essere assorbiti attraverso i villi della parete intestinale. La maggior parte di questi nutrienti viene assorbita direttamente nel flusso sanguigno, ma la maggior parte degli acidi grassi, i mattoni elementari dei grassi, vengono assorbiti attraverso il sistema linfatico.

Nei villi dell’intestino tenue ci sono i capillari linfatici chiamati allattamenti. I lacteals sono in grado di assorbire gli acidi grassi dall’epitelio intestinale e trasportarli insieme alla linfa. Gli acidi grassi trasformano la linfa in una sostanza bianca e lattea chiamata chyle. Il chilo viene trasportato attraverso i vasi linfatici al dotto toracico dove entra nel flusso sanguigno e viaggia verso il fegato per essere metabolizzato.

Tipi di immunità

Il corpo impiega molti tipi diversi di immunità per proteggersi dall’infezione da una scorta apparentemente infinita di agenti patogeni. Queste difese possono essere esterne e impedire agli agenti patogeni di entrare nel corpo. Al contrario, le difese interne combattono gli agenti patogeni che sono già entrati nel corpo. Tra le difese interne, alcune sono specifiche per un solo agente patogeno o possono essere innate e difendersi da molti agenti patogeni. Alcune di queste difese specifiche possono essere acquisite per prevenire preventivamente un’infezione prima che un agente patogeno entri nel corpo.

Il corpo si difende dagli agenti patogeni in diversi modi; possiamo suddividere queste difese in due gruppi: esterne o interne.

Le difese esterne includono:

•  Le cellule epidermiche  che nascono,muoiono e si riproducono in continuazione  per creare una barriera contro gli agenti patogeni.
• Le secrezioni come sebo, cerume, muco, lacrime e saliva vengono utilizzate per intrappolare, spostare e persino uccidere i batteri che si depositano sul corpo.
  Il succo gastrico agisce da barriera chimica per uccidere i microbi nel cibo che entrano nel corpo, così come l’urina e le secrezioni vaginali.
• La flora batterica intestinale

Le difese interne comprendono febbre, infiammazione, cellule natural killer e fagociti. Esploriamole in maniera dettagliata.Febbre

In risposta a un’infezione, il corpo può scatenare la febbre alzando la temperatura interna fuori dal suo normale intervallo omeostatico. La febbre aiuta ad accelerare il sistema di risposta del corpo a un’infezione mentre allo stesso tempo rallenta la riproduzione dell’agente patogeno.

Infiammazione

Il corpo può anche iniziare un’infiammazione in una regione del corpo per fermare la diffusione dell’infezione. Le infiammazioni sono il risultato di una vasodilatazione localizzata che consente al sangue extra di fluire nella regione infetta. Il flusso di sangue in più accelera l’arrivo dei leucociti per combattere l’infezione. Il vaso sanguigno allargato permette al fluido e alle cellule di fuoriuscire dai vasi sanguigni per provocare gonfiore e il movimento dei leucociti nel tessuto per combattere l’infezione.

Cellule Natural Killer

Le cellule natural killer (NK) sono linfociti speciali in grado di riconoscere e uccidere le cellule infette da virus e le cellule tumorali.
Controllano i marcatori di superficie sulla superficie delle cellule del corpo, cercando cellule a cui manca il numero corretto di marcatori a causa della malattia; quindi uccidono queste cellule prima che possano diffondere l’infezione o il cancro.

Fagociti

Il termine fagocita significa “cellula che mangia” e si riferisce a un gruppo di tipi di cellule tra cui neutrofili e macrofagi. Un fagocita inghiotte agenti patogeni con la sua membrana cellulare prima di utilizzare enzimi digestivi per uccidere e dissolvere la cellula nelle sue parti chimiche. I fagociti sono in grado di riconoscere e consumare molti diversi tipi di cellule, comprese le cellule del corpo morte o danneggiate.

Immunità specifica mediata da cellule

Quando un agente patogeno infetta il corpo, incontra spesso macrofagi e cellule dendritiche del sistema immunitario innato. Queste cellule possono diventare cellule presentanti l’antigene (APC) consumando e processando antigeni patogeni. Gli APC viaggiano nel sistema linfatico trasportando questi antigeni da presentare alle cellule T e B del sistema immunitario specifico.

Le cellule T inattive si trovano nel tessuto linfatico in attesa di infezione da parte di un patogeno. Alcune cellule T hanno recettori antigenici che riconoscono il patogeno ma non si riproducono fino a quando non vengono attivati ​​da un APC. La cellula T attivata inizia a riprodursi molto rapidamente per formare un esercito di cellule T attive che si diffondono nel corpo e combattono il patogeno. Le cellule T citotossiche attaccano direttamente e uccidono gli agenti patogeni e le cellule infette da virus usando potenti tossine. Le cellule T helper aiutano la risposta immunitaria stimolando la risposta delle cellule B e dei macrofagi.

Dopo che un’infezione è stata combattuta, le cellule T della memoria rimangono nel tessuto linfatico in attesa di una nuova infezione da parte delle cellule che presentano lo stesso antigene. La risposta delle cellule T della memoria all’antigene è molto più veloce di quella delle cellule T inattive che hanno combattuto la prima infezione. L’aumento della velocità di reazione delle cellule T porta all’immunità: la reintroduzione dello stesso patogeno viene combattuta così rapidamente che ci sono pochi o nessun sintomo. Questa immunità può durare anni o addirittura un’intera vita.

Immunità specifica mediata da anticorpi

Durante un’infezione, gli APC che viaggiano nel sistema linfatico per stimolare le cellule T stimolano anche le cellule B. Le cellule B sono linfociti che si trovano nei tessuti linfatici del corpo che producono anticorpi per combattere i patogeni (invece di viaggiare attraverso il corpo stesso). Una volta che una cellula B è stata contattata da un APC, elabora l’antigene per produrre un complesso antigene MHC. Le cellule T helper presenti nel sistema linfatico si legano al complesso antigene MHC per stimolare la cellula B a diventare attiva. La cellula B attiva inizia a riprodurre e produrre 2 tipi di cellule: le plasmacellule e le cellule B di memoria.

1. Le cellule al plasma diventano fabbriche di anticorpi che producono migliaia di anticorpi.
2. Le cellule della memoria B risiedono nel sistema linfatico dove aiutano a fornire l’immunità preparando l’infezione successiva dallo stesso patogeno presentante l’antigene.

Gli anticorpi sono proteine ​​che sono specifiche e si legano a un particolare antigene su una cellula o su un virus. Una volta che gli anticorpi si sono agganciati a una cellula oa un virus, rendono più difficile per il loro bersaglio muovere, riprodurre e infettare le cellule. Gli anticorpi rendono anche più facile e più attraente per i fagociti consumare l’agente patogeno.

Immunità acquisita

Nella maggior parte dei casi, l’immunità si sviluppa per tutta la vita dall’accumulo di cellule T e B di memoria dopo un’infezione. Ci sono alcuni modi in cui l’immunità può essere acquisita senza esposizione a un agente patogeno. L’immunizzazione è il processo di introduzione di antigeni da un virus o da un batterio al corpo in modo che le cellule T e B di memoria siano prodotte per prevenire un’infezione reale. La maggior parte delle vaccinazioni comporta l’iniezione di batteri o virus che sono stati inattivati ​​o indeboliti. I neonati possono anche acquisire una certa immunità temporanea dall’infezione grazie agli anticorpi che vengono trasmessi dalla madre. Alcuni anticorpi sono in grado di attraversare la placenta dal sangue della madre ed entrare nel flusso sanguigno del bambino. Altri anticorpi sono passati attraverso il latte materno per proteggere il bambino.