Le difese interne si attivano nel caso che i patogeni superino le barriere rappresentate dalle difese esterne. Tali risposte consistono in una serie di processi biochimici e cellulari all’interno dell’organismo; si dividono in:
1. Sistema del Complemento
E’ formato da circa 20 proteine plasmatiche prodotte dal Reticolo Endoplasmatico Ruvido (RER) degli epatociti.
Vengono attivate mediante una cascata proteolitica simile a quella dei fattori della coagulazione, attraverso un processo che può essere diviso in tre fasi:
I Fase: Riconoscimento
E’ responsabile dell’attivazione del sistema e si verifica in seguito al riconoscimento di un patogeno. Può seguire tre diverse vie:
| VIA CLASSICA | Il fattore C1 riconosce il complesso antigene-anticorpo presente sulla superficie di un patogeno ed attiva a propria volta i fattori C4 e C2. |
| VIA DELLA LECTINA | Il fattore MBL (Mannose Binding Lectin) riconosce il mannosio, uno zucchero comune sulla superficie dei patogeni, ed attiva le proteasi MASP-1 e MASP-2, che agiscono a propria volta sui fattori C4 e C2. |
| VIA ALTERNATIVA | Numerosi antigeni presenti sulla superficie dei patogeni creano un ambiente attivante che converte spontaneamente il fattore C3, che attiva a propria volta i fattori B e D. |
II Fase: Attivazione di C3
L’attivazione del fattore C3 è il passaggio-chiave su cui convergono le 3 vie di attivazione del sistema del complemento.
E’ effettuata dalla proteasi C3-convertasi, normalmente presente in forma di proenzima inattivo, che effettua il taglio endonucleolitico del fattore C3: si formano così un frammento minore, chiamato C3a, ed un frammento maggiore, chiamato C3b.
III Fase: Fase effettrice
E’ responsabile degli effetti antimicrobici finali del sistema del comlemento.
Il frammento C3a, insieme ad altri frammenti minori, è responsabile dell’induzione di una risposta infiammatoria locale, determinando l’aumento della permeabilità vascolare ed un conseguente richiamo di fagociti nel luogo dell’infezione.
Il frammento C3b promuove il legame di anticorpi alla superficie dei patogeni, attraverso un processo chiamato opsonizzazione, che stimola la fagocitosi da parte dei fagociti richiamati dal fattore C3a.
Il frammento C3b è inoltre responsabile dell’attivazione dei fattori terminali del complemento (C5 – C9), che danno origine al complesso di attacco alla membrana (MAC): esso determina la formazione di pori e la conseguente fuoriuscita del citoplasma, determinando la lisi del patogeno.
2. Sistema dagli Interferoni
E’ formato da tre sottotipi di glicoproteine chiamate interferone α, β e γ.
Gli interferoni vengono prodotti da alcune categorie di leucociti e dalle cellule infettate da virus, esercitando un’azione anti-virale ed anti proliferativa. Possono inoltre manifestare un’azione anti-tumorale e partecipano alla comunicazione tra le cellule del sistema immunitario.
Il meccanismo d’azione è noto solo in parte. L’infezione virale stimola la trascrizione, da parte della cellula colpita dei geni per gli interferoni, con la conseguente produzione di IFN-α e β, rilasciati nello spazione extracellulare. Gli interferoni inducono quindi le cellule vicine, non ancora infette, a produrre proteine antivirali (AVPs), responsabili della degradazione dell’RNA virale e dell’inibizione della sintesi proteica.
Gli interferoni sono inoltre responsabili dell’attivazione della risposta immunitaria e infiammatoria da parte delle diverse categorie di leucociti.
3. Fagociti
Comprendono diverse categorie di leucociti, in particolare monociti/macrofagi, granulociti neutrofili ed eosinofili. Sono in grado, in caso di infezione, di fuoriuscire dai vasi sanguigni e penetrare nei tessuti infiammati, richiamati da specifici segnali chimici.
Esercitano diverse azioni antimicrobiche:
- Producono e rilasciano difensine, che si inseriscono nelle membrane delle cellule-bersaglio determinandone la lisi.
- Producono e rilasciano proteine-segnale chiamate citochine, che potenziano la risposta infiammazione tramite un processo definito chemiotassi, che richiama ulteriori fagociti al sito dell’infezione.
- Effettuano la fagocitosi dei patogeni e la successiva degradazione del patogeno. Tale processo risulta notevolmente potenziato dai processi di opsonizzazione, cioè dal legame con la superficie del patogeno di fattori proteici chiamati opsonine; esse comprendono gli anticorpi, il frammento C3b del complemento e proteine plasmatiche quali fibronectina, fibrinogeno e proteina C reattiva.
4. Linfociti Natural Killer
I linfociti Natural Killer (NK) sono una sottopopolazione di leucociti granulociti appartenenti alla linea linfoide, prodotti esclusivamente durante lo sviluppo embrionale fino alla 12a settimana di gestazione.
Sono responsabili del riconoscimento e dell’eliminazione di cellule infettate da virus e di cellule tumorali, che presentano delle anomalie molecolari vengono quindi riconosciute come non-self.
Meccanismo: Cellula normale
In caso di cellule normali appartenenti al self, si verifica un’interazione tra il recettore MHC I (Major Histocompatibility Complex I) ed un recettore inibitorio presente sulla membrana dei linfociti NK: tale legame esercita un’azione protettiva dato che inibisce il recettore stimolatorio, responsabile degli effetti citotossici del linfocita NK. Viene in tal modo bloccata la cascata di traduzione del segnale che porterebbe all’eliminazione della cellula-bersaglio, che viene in tal modo preservata.
Meccanismo: Cellula Anomala o Infettata
Nel caso di una cellula infettata da virus o tumorale si verifica un’anomalia molecolare che induce una regolazione negativa dell’MHC I: ciò determina il mancato effetto protettivo da parte del recettore inibitorio presente sui linfociti NK. In tali condizioni il recettore stimolatorio è in grado di innescare la risposta citotossica, che si attiva come conseguenza del mancato riconoscimento del self.
Tale risposta dipende dal rilascio di perforine, che danno origine a pori sulla membrana della cellula-bersaglio, e di granzimi, proteine che penetrano nei pori innescano un programma di morte cellulare per apoptosi.
La risposta immunitaria è inoltre sostenuta dal rilascio da parte dei linfociti NK di interferone γ, che attiva le risposte del sistema degli interferoni.
