Definizione: Che cos’è l’immunologia?
L’immunologia, nata come uno sforzo per comprendere e intervenire in vari stati di malattia, è la scienza che si concentra sullo studio sia della struttura che del funzionamento del sistema immunitario.
Oltre allo studio di base che si concentra sul funzionamento del sistema immunitario, gli immunologi studiano anche il modo in cui i disturbi del sistema immunitario stesso influenzano (attaccando le cellule sane) il corpo in immunologia clinica.
Da quando il termine immunologia è stato coniato all’inizio del 1900, un certo numero di sotto-discipline sono state aggiunte alla disciplina dando attenzione a specifici campi di interesse.
Le sottodiscipline includono:
- Immunologia molecolare
- Immunologia cellulare
- Immunologia umorale
- Immunogenetica
Alcune delle più recenti novità della disciplina includono:
– Una mutazione genetica associata alla prevenzione dell’infezione da HIV ha dimostrato di provocare una morte precoce.
– Nei topi, il cambiamento della dieta ha dimostrato di influenzare l’interazione tra cellule T e batteri.
– Un linfocita ibrido canaglia è stato identificato in pazienti con diabete di tipo I – Questo nuovo tipo di cellula è stato collegato all’autoimmunità.
– Batteri simbionti (ad esempio nell’intestino) hanno dimostrato di aiutare gli animali a tollerare determinate malattie.
– È stato dimostrato che l’esposizione ai batteri inizia nel grembo materno – Questo ha dimostrato di aiutare il feto a sviluppare precocemente il suo sistema immunitario.
Il sistema immunitario
Il sistema immunitario è un sistema complesso composto da una serie di organi specializzati, cellule e molecole (proteine). Insieme, questi attori difendono il corpo dagli attacchi di vari invasori stranieri, in particolare microbi, che tendono a causare infezioni.
Microbi/germi diversi infettano ospiti specifici grazie alle condizioni favorevoli che l’ospite (cellule/tessuti specifici dell’ospite) fornisce per la crescita e la riproduzione. Tuttavia, dato che questi organismi finiscono per causare danni all’ospite, è il ruolo del sistema immunitario di proteggere il corpo contro di loro.
Anche se il sistema immunitario gioca un ruolo importante nel proteggere il corpo da vari invasori stranieri, ci sono casi in cui attacca le cellule sane del corpo causando malattie e allergie ecc.
* Il sistema immunitario agisce in risposta a un antigene (ad esempio virus o molecole su un microbo ecc) che sono riconosciuti come marcatori stranieri. È per questa ragione che i trapianti di tessuto sono rifiutati in alcuni casi.
La struttura del sistema immunitario è composta dai seguenti componenti:
Immunità Innata e Adattiva
Nel corpo, varie cellule, proteine e tessuti/organi che proteggono il corpo dagli invasori sono divisi in due sistemi principali.
Questi includono:
Sistema immunitario innato
Il sistema immunitario innato è la prima linea di difesa contro gli invasori. È descritto come non specifico e protegge il corpo attraverso i seguenti meccanismi:
Barriera fisica – Le strette giunzioni tra le cellule epiteliali (della pelle) rendono difficile agli agenti patogeni di entrare nel corpo. In altre parti del corpo (naso, bocca, ecc.) la cellula epiteliale contiene caratteristiche protettive come le ciglia che intrappolano il materiale estraneo impedendogli così di entrare nel corpo.
Barriera chimica – Fattori chimici come le condizioni acide del tratto digestivo creano un ambiente sfavorevole in cui alcuni microrganismi invasori non possono sopravvivere.
Risposte cellulari – A differenza di altre cellule del sistema immunitario, quelle del sistema immunitario innato sono aspecifiche. Come tali, non solo rispondono a una gamma di microbi invasori e di materiale nel corpo, ma attivano anche cellule più specifiche.
Esempi di cellule del sistema immunitario innato includono:
– Neutrofili – Circolano nel corpo e distruggono i microbi invasori ingerendoli (attraverso la fagocitosi).
– Macrofagi – Possono essere trovati in molti tessuti del corpo. Intrappolano e distruggono i microbi invasori attraverso la fagocitosi. Secernono anche segnali che reclutano altre cellule nel sito colpito.
– Cellule dendritiche – Si trovano in vari tessuti e servono a collegare i due sistemi di immunità (innata e adattativa). Tuttavia, distruggono anche i microbi invasori attraverso la fagocitosi.
– Cellule Killer Naturali – Rilasciano sostanze chimiche che distruggono l’organismo invasore.
Immunità adattativa
Anche noto come sistema immunitario acquisito, il sistema immunitario adattativo subentra quando le infezioni superano la prima linea di difesa. Questa linea di difesa è più lenta, rispetto alla prima linea di difesa.
A differenza dell’immunità innata, l’immunità adattativa è antigene-specifica, il che significa che le cellule del sistema immunitario adattativo rispondono a molecole specifiche sull’agente patogeno.
Le cellule del sistema immunitario adattativo includono:
– cellule T – Le cellule T includono: Cellule T helper (attivano le cellule B), cellule T citotossiche (distruggono le cellule infette), e cellule T regolatrici (regolano la risposta immunitaria)
– Cellule B – Secernono grandi quantità di anticorpi (IgG, IgA, IgD, IgE, IgM) che legano e neutralizzano microbi specifici.
Rami dell’immunologia
Come branca della biologia che studia il sistema immunitario, l’immunologia si divide anche in diverse sottodiscipline che includono:
Immunologia molecolare – è una branca dell’immunologia che studia il sistema immunitario e i processi del sistema immunitario a livello molecolare. Qui, quindi, gli immunologi molecolari si occupano di processi come la segnalazione e l’attivazione delle cellule immunitarie, nonché della struttura e del funzionamento di molecole come i recettori e i mediatori tra gli altri.
Attraverso questo campo di studio, non solo è diventato possibile determinare come funziona il sistema immunitario a livello molecolare, ma anche manipolare vari aspetti del sistema a fini di immunoterapia.
Immunologia cellulare – A differenza della biologia molecolare, la biologia cellulare si concentra sui diversi tipi di cellule immunitarie che si trovano in vari tessuti e organi del corpo. Queste includono cellule come le cellule T e B.
Qui gli immunologi studiano le diverse funzioni delle cellule e come variano (riproduzione, funzioni ecc.). Questo ha permesso non solo di determinare come funzionano le diverse cellule immunitarie, ma anche di classificare le cellule del sistema immunitario in base a come si riproducono, le loro funzioni e altre caratteristiche generali.
Immunogenetica – Questa è la branca dell’immunologia che studia la relazione tra genetica (ereditarietà), malattia (o determinate condizioni genetiche) e sistema immunitario. Si tratta di un’importante branca della genetica che ha permesso di conoscere meglio la storia di varie malattie/condizioni legate al sistema immunitario.
Varie allergie e malattie autoimmuni possono avere aspetti ereditari. Attraverso l’immunogenetica, quindi, è possibile prevenire lo sviluppo di certe malattie nella prole dalla storia familiare.
Immunochemistry – Come l’immunologia molecolare, l’immunochimica è una branca dell’immunologia che si occupa dello studio dei vari meccanismi molecolari del sistema immunitario. Attraverso sezioni istologiche, gli immunologi di questa sottodisciplina ottengono conoscenze approfondite su proteine come gli antigeni e gli anticorpi che li legano.
Una serie di tecniche sono utilizzate per visualizzare queste strutture e processi al fine di capire come funzionano questi sistemi. Un buon esempio è la reazione enzima/substrato usata per studiare come le cellule immunitarie interagiscono e distruggono gli organismi invasori.
Immunologia clinica – è lo studio sia del sistema immunitario che delle malattie/microbi a cui reagisce. Le categorie principali dell’immunologia clinica includono l’autoimmunità, l’immunodeficienza e l’ipersensibilità.
Alcuni degli altri rami/sottodiscipline dell’immunologia includono:
– Immunofisica – un ramo dell’immunologia che usa vari approcci (biologico, fisico, ecc) per studiare e manipolare vari meccanismi immunitari.
– Immunopatologia – Branca dell’immunologia che studia come il sistema immunitario (cellule, proteine, ecc.) risponde a vari organismi nel corpo.
– Immunotossicologia – Si occupa dell’impatto delle tossine sul sistema immunitario. Questa branca dell’immunologia non solo guarda come le cellule immunitarie rispondono alle tossine, ma anche come queste sostanze chimiche influenzano le cellule e altri aspetti del sistema immunitario.
Test immunologici
I test immunologici sono utilizzati per testare varie condizioni e per conoscere meglio le varie reazioni e meccanismi coinvolti. Come tali, sono utilizzati per diversi tipi di test di routine negli ospedali e per scopi educativi nei laboratori.
Per la maggior parte, questi test sfruttano il sistema immunitario del corpo per rilevare molecole come ormoni, pigmenti e virus.
Osservare il tipo di molecole che si legano a specifici anticorpi nel corpo può aiutare a identificare la sostanza estranea e le sue caratteristiche. In laboratorio, per esempio, si usano anticorpi artificiali (che assomigliano agli anticorpi naturali) per questo scopo.
Esempi di test immunologici includono:
Test di agglutinazione – Esempi di test di agglutinazione includono il test di agglutinazione batterica, il test di agglutinazione delle particelle e il test di agglutinazione al lattice tra gli altri. Attraverso questi test, diventa possibile identificare le agglutinazioni (raggruppamento) come risultato delle reazioni tra l’antigene dato e gli anticorpi (agglutinine).
Saggi immunoenzimatici – Comunemente noti come test immunoassorbenti legati all’enzima (ELISA) i test immunoenzimatici sono test utilizzati allo scopo di identificare determinati anticorpi o antigeni in un campione. Questo test è anche usato per quantificare la molecola di interesse in un campione.
Western blot test – è una tecnica importante in immunologia molecolare usata per identificare certe proteine. Per esempio, nella diagnosi dell’HIV, la tecnica è usata per individuare gli anticorpi del virus attraverso la separazione delle proteine del sangue.
Fissazione del complemento – È uno dei metodi più usati per identificare o testare la presenza di un anticorpo nel siero usando un sistema indicatore.
Test allergici – Test usato per identificare/determinare determinati allergeni e per diagnosticare l’ipersensibilità a varie molecole.
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