Le difese dell'ospite che proteggono contro le infezioni comprendono
Barriere naturali (p. es., pelle, mucose)
Risposte immunitarienon specifiche (innate) (p. es., fagociti [neutrofili, macrofagi] ed i loro prodotti)
Risposte immunitarie specifiche (adattative) (p. es., anticorpi, linfociti B eT)
(Vedi anche Panoramica sul sistema immunitario.)
Barriere naturali contro l'infezione
Cute
La cute generalmente blocca l'invasione da parte dei microrganismi a meno che non sia fisicamente danneggiata (p. es., da vettori di artropodi, lesioni, cateteri EV, incisioni chirurgiche). Le eccezioni comprendono le seguenti:
Papillomavirus umano, che può infettare la cute integra, causando le verruche
Alcuni parassiti (p. es., Schistosoma mansoni, Strongyloides stercoralis, quelli che causano infezione da anchilostomi)
Mucose
Molte mucose sono bagnate da secrezioni che hanno proprietà antimicrobiche. Per esempio, il muco cervicale, il liquido prostatico e le lacrime contengono il lisozima, che rompe il legame dell'acido muramico delle pareti cellulari batteriche, specialmente nei batteri Gram-positivi; i batteri Gram-negativi sono protetti da lipopolisaccaridi presenti nella loro membrana esterna.
Anche le secrezioni locali contengono immunoglobuline, principalmente IgG e IgA secretorie, che impediscono l'adesione dei microrganismi alle cellule ospiti e alle proteine che si legano al ferro, che è essenziale per molti microrganismi.
Tratto respiratorio
L'apparato respiratorio è provvisto di filtri a livello delle alte vie respiratorie. Se i microrganismi invasori raggiungono l'albero tracheobronchiale, l'epitelio mucociliare li spinge verso l'esterno allontanandoli via dal polmone. Anche la tosse rappresenta un utile meccanismo per rimuovere i microrganismi. Quando i microrganismi raggiungono gli alveoli questi vengono fagocitati dai macrofagi alveolari e dagli istiociti tissutali. Tuttavia, queste difese possono essere superate a causa dell'elevato numero di microrganismi che raggiungono l'alveolo, per una compromissione dell'efficienza di tali difese che può essere dovuta alla presenza di agenti inquinanti dell'aria (p. es., fumo di sigaretta), per fattori che interferiscono con i meccanismi di difesa (p. es., intubazione endotracheale o tracheotomia), o per difetti congeniti (p. es., fibrosi cistica).
Tratto gastrointestinale
Le barriere del tratto gastrointestinale sono rappresentate dal pH acido dello stomaco e dall'attività antibatterica degli enzimi pancreatici, bile e secrezioni intestinali.
La peristalsi e la fisiologica desquamazione delle cellule epiteliali o intestinali contribuiscono alla rimozione dei microrganismi. Quando la peristalsi è rallentata (p. es., in quei soggetti che hanno utilizzato sostanze come la belladonna o gli alcaloidi oppiacei), la rimozione dei microrganismi ne risulta ritardata, prolungando quindi la durata di alcune infezioni come la shighellosi sintomatica e colite indotta da Clostridium difficile.
La compromissione dei meccanismi di difesa gastrointestinale può predisporre i pazienti a particolari infezioni (p. es., l'acloridria gastrica predispone alle infezioni da Salmonella, Campylobacter, e C. difficile).
La flora normale intestinale può inibire i patogeni; alterazioni della flora in seguito all'assunzione di antibiotici può permettere un'eccessiva proliferazione di microrganismi patogeni, come (p. es., Salmonella Typhimurium), la crescita eccessiva e la formazione di tossine di C. difficile, o sovrainfezioni da normali commensali dell'apparato digerente (p. es., Candida albicans).
Tratto genitourinario
Le barriere del tratto genitourinario sono rappresentate dalla lunghezza dell'uretra (20 cm) negli uomini, dal pH acido della vagina nelle donne, lo stato ipertonico della midollare renale, e la concentrazione di urea nelle urine.
Il rene inoltre produce grandi quantità di mucoproteine di Tamm-Horsfall, che legandosi a determinati batteri ne facilita la loro rimozione (1).
Riferimento relativo alle barriere naturali
1. Wu TH, Li KJ, Yu CL, Tsai CY. Tamm-Horsfall Protein is a Potent Immunomodulatory Molecule and a Disease Biomarker in the Urinary System. Molecules. 2018;23(1):200. Pubblicato il 22/01/2018. doi:10.3390/molecules23010200
Risposte immunitarie aspecifiche (risposte immunitarie innate)
Le citochine (tra cui l'IL-1 e l'IL-6, il TNF-alfa, l'interferone-gamma) prodotte principalmente da macrofagi e linfociti attivati mediano una risposta di fase acuta che si sviluppa indipendentemente dal microrganismo scatenante. Tale risposta comprende la febbre e l'aumento della produzione di neutrofili da parte del midollo osseo. Anche le cellule endoteliali producono grandi quantità dell'IL-8, che richiama i neutrofili.
La risposta infiammatoria dirige le componenti del sistema immunitario verso i siti di danno o di infezione e manifesta la sua azione con un aumento dell'irrorazione sanguigna e della permeabilità vascolare, consentendo ai peptidi chemiotattici, ai neutrofili e ai leucociti mononucleati di abbandonare il compartimento intravascolare.
I fagociti (p. es., neutrofili e macrofagi) limitano la diffusione microbica fagocitando i microrganismi. Questi si muovono per chemiotassi verso i microrganismi e li inglobano, rilasciando il contenuto lisosomiale fagocitario che serve a distruggerli. I fagociti generano dei prodotti di ossidazione, come il perossido di idrogeno, che uccidono i microrganismi ingeriti. In presenza di difetti quantitativi o qualitativi dei neutrofili, un'infezione può essere caratterizzata da una maggiore durata (p. es., malattia granulomatosa cronica), un andamento recidivante e una più lenta risposta agli antibiotici. Gli agenti patogeni principalmente responsabili sono stafilococchi, batteri Gram-negativi e funghi.
Risposte immunitarie specifiche (Risposte immunitarie adattative)
Dopo l'infezione, l'ospite può produrre svariati anticorpi (ovvero glicoproteine complesse note come immunoglobuline) che si legano a degli specifici bersagli antigenici microbici. Gli anticorpi possono contribuire a eliminare il microrganismo infettante richiamando i globuli bianchi dell'ospite e attivando il sistema del complemento.
Il sistema del complemento distrugge la parete della cellula batterica dei microrganismi infettanti, generalmente attraverso la via classica. Il complemento può anche essere attivato sulla superficie di alcuni microrganismi attraverso la via alternativa.
Gli anticorpi possono anche promuovere la deposizione di sostanze dette opsonine (p. es., la proteina C3b del complemento), sulla superficie dei microrganismi che promuovono la fagocitosi. L'opsonizzazione è un importante meccanismo per l'eradicazione dei microrganismi capsulati, come pneumococchi e meningococchi.
Fattori genetici dell'ospite
Per molti patogeni, il corredo genetico dell'ospite influenza la suscettibilità dell'ospite e la morbilità e la mortalità conseguente. Per esempio, i pazienti che hanno carenze di componenti terminali del complemento (C5-C8, e forse C9) hanno una maggiore suscettibilità alle infezioni causate da specie appartenenti alle neisserie (p. es., meningococco, gonococco).
