Sistema immunitario, come funziona: barriere, cellule e memoria

Il corpo incontra microbi in continuazione, nell’aria che respira, nel cibo, sulla pelle, e nella maggior parte dei casi non se ne accorge nemmeno. Secondo il MSD Manual Professional Edition, la prima ragione è che pelle, cornee e mucose funzionano da prima linea di difesa: bloccano gran parte dei patogeni prima ancora che possano entrare nei tessuti.

Le barriere: la prima linea

L’epidermide è ricoperta di cheratina e i suoi cheratinociti secernono peptidi antimicrobici chiamati defensine; le ghiandole sebacee e sudoripare aggiungono sostanze come acido lattico e acidi grassi, che rendono la superficie della pelle poco ospitale per molti microrganismi. Le cornee sono protette dalle lacrime, che contengono a loro volta defensine e ospitano macrofagi, cellule dendritiche e linfociti T. Le mucose respiratoria, gastrointestinale e genito-urinaria sono rivestite di muco ricco di sostanze antimicrobiche: lisozima, lattoferrina e un anticorpo particolare, l’immunoglobulina A secretoria (SIgA).

Quando un patogeno riesce comunque a superare queste barriere, entra in gioco il resto del sistema immunitario, diviso in due strategie diverse ma coordinate: l’immunità innata e l’immunità adattativa.

Immunità innata e immunità adattativa

L’immunità innata è presente dalla nascita e, secondo il NIAID (National Institute of Allergy and Infectious Diseases), si attiva immediatamente quando le cellule circolanti riconoscono un problema. Queste cellule (neutrofili, monociti, macrofagi, cellule natural killer o NK, cellule dendritiche) portano recettori di riconoscimento dei pattern, i cosiddetti Toll-like receptor (TLR), capaci di individuare tratti comuni a virus, batteri e funghi senza bisogno di aver mai incontrato quello specifico invasore prima. È una risposta rapida e ad ampio spettro, che tipicamente produce infiammazione.

L’immunità adattativa, o acquisita, funziona diversamente. Si sviluppa dopo la nascita e richiede l’esposizione a un antigene, cioè qualsiasi molecola capace di essere riconosciuta dal sistema immunitario (per esempio una proteina sulla superficie di un virus), per diventare pienamente efficace. Le sue cellule protagoniste sono i linfociti B e T, ciascuno con recettori unici capaci di riconoscere un bersaglio specifico invece di un pattern generico: il primo incontro con un antigene nuovo richiede giorni, perché la risposta va costruita da zero su misura per quel bersaglio, e da quello stesso incontro nasce anche una memoria destinata a durare.

Le due linee non lavorano isolate: secondo il NIAID, innata e adattativa “rispondono in tandem”, con strategie diverse ma comunicando tra loro. Le cellule dendritiche, che fanno parte dell’immunità innata, sono un ponte concreto tra le due: dopo aver incontrato un patogeno, ne presentano frammenti ai linfociti T, dando così avvio alla risposta adattativa.

Linfociti T e B: due mestieri diversi

I linfociti B maturano soprattutto nel midollo osseo. Il loro compito principale è trasformarsi in plasmacellule, che secernono anticorpi solubili specifici per un antigene: è la base della cosiddetta immunità umorale. Le cellule B nel loro insieme, grazie al riarrangiamento casuale di alcuni segmenti genici dell’immunoglobulina (lo stesso tipo di meccanismo che rende possibile la straordinaria varietà scritta nel DNA di ogni individuo), hanno il potenziale di riconoscere un numero enorme di antigeni diversi, pur essendo solo il 5-10% dei linfociti circolanti nel sangue.

I linfociti T, invece, maturano nel timo. Al loro interno esistono sottopopolazioni con compiti distinti: le T helper CD4, per esempio, comprendono i sottotipi Th1 (che aiutano a controllare le infezioni intracellulari tramite cellule T citotossiche e macrofagi) e Th2 (particolarmente efficaci nel promuovere la produzione di anticorpi da parte delle cellule B). Le T citotossiche, per lo più CD8, quando pienamente attivate possono uccidere direttamente una cellula infetta inducendone l’apoptosi: è il meccanismo alla base della cosiddetta immunità cellulo-mediata. Esistono anche cellule T regolatorie, che moderano l’intensità della risposta immunitaria invece di alimentarla.

Accanto a linfociti T e B lavorano anche cellule dell’immunità innata come i macrofagi (in due varianti funzionali, M1 pro-infiammatori e M2 anti-infiammatori), i neutrofili, che da soli costituiscono il 40-70% dei globuli bianchi circolanti, e le cellule NK, che rappresentano il 5-15% delle cellule mononucleate del sangue periferico e sono considerate importanti nella sorveglianza contro tumori e infezioni virali.

Esempio pratico: un raffreddore causato da un rinovirus mai incontrato prima attiva quasi subito l’immunità innata, con l’infiammazione tipica di naso che cola e gola irritata. Nel frattempo, sullo sfondo, l’immunità adattativa impiega giorni per riconoscere in modo specifico quel virus e produrre anticorpi mirati: è anche per questo che i primi sintomi compaiono prima che il corpo “abbia capito” con precisione cosa lo ha colpito.

Tutte queste cellule nascono e maturano in organi e tessuti linfoidi precisi: midollo osseo e timo per la produzione e la maturazione dei linfociti, linfonodi e milza (tessuti linfoidi secondari) dove i linfociti incontrano gli antigeni provenienti rispettivamente dai tessuti e dal sangue, più i tessuti linfoidi associati alle mucose come tonsille, adenoidi e placche di Peyer.

La memoria immunitaria

Dopo che una risposta immunitaria si è risolta, non tutte le cellule coinvolte muoiono. Alcuni linfociti T e B si differenziano in cellule di memoria e vengono risparmiati dall’apoptosi: restano pronte, per anni, a riattivarsi molto più rapidamente se lo stesso antigene si ripresenta.

L’ISS, sul portale EpiCentro, definisce la memoria immunologica come la capacità del sistema immunitario di ricordare quali microrganismi hanno già attaccato l’organismo e di rispondere più in fretta alla loro ricomparsa; aggiunge anche che l’assenza di questa memoria è il motivo per cui i bambini piccoli vanno incontro alle malattie infettive comuni più spesso degli adulti, un tema che si intreccia con quanto succede nei primi 1000 giorni di vita, quando il sistema immunitario di un bambino sta ancora costruendo il proprio repertorio di memoria. Di fronte a un patogeno del tutto nuovo, senza memoria pregressa, il corpo può impiegare fino a due settimane per produrre anticorpi in quantità sufficiente a contrastarlo.

Legata alla memoria c’è un’altra distinzione da manuale: quella tra immunità attiva e immunità passiva. Nell’immunità attiva è il sistema immunitario della persona a costruire da sé una risposta di lunga durata, con memoria inclusa, che sia stata innescata da un’infezione naturale o da un vaccino. Nell’immunità passiva, invece, la protezione arriva da anticorpi già pronti, trasferiti da un’altra fonte: succede naturalmente quando gli anticorpi materni passano al neonato attraverso la placenta o il colostro, oppure artificialmente con siero di donatore o anticorpi monoclonali. È una protezione più rapida, perché non richiede tempo di produzione, ma anche più breve, perché non lascia dietro di sé cellule di memoria proprie.