Il sistema immunitario innato: come funziona la prima linea di difesa contro i patogeni

Ogni giorno il nostro organismo entra in contatto con milioni di microrganismi: batteri, virus, funghi e parassiti pronti a sfruttare ogni occasione per moltiplicarsi. Prima ancora che il sistema immunitario adattivo, quello “con memoria”, possa entrare in azione, esiste una prima linea di difesa sempre attiva: il sistema immunitario innato. Rapido, aspecifico e presente fin dalla nascita, è il vero guardiano dell’organismo.

In questa guida vediamo come funziona, quali cellule lo compongono e perché negli ultimi anni la scienza ha scoperto che anche questa prima linea è molto più sofisticata di quanto si pensasse.

Le barriere: la prima difesa fisica

La prima linea del sistema immunitario innato è costituita dalle barriere fisiche: la pelle, le mucose e gli epiteli che rivestono le vie respiratorie, digestive e urogenitali. La pelle rappresenta una barriera meccanica quasi invalicabile, mentre le mucose producono muco, una matrice viscosa che intrappola i patogeni e li allontana grazie al movimento delle ciglia.

Alle barriere fisiche si aggiungono quelle chimiche: il lisozima presente nelle lacrime e nella saliva, le defensine, piccoli peptidi antimicrobici, e il pH acido dello stomaco, in grado di distruggere la maggior parte dei microrganismi ingeriti. Non meno importante è la barriera biologica rappresentata dal microbiota commensale: i batteri “buoni” che colonizzano pelle e intestino competono con i patogeni per spazio e nutrienti, impedendone l’insediamento.

PRR e PAMP: il riconoscimento del nemico

Quando un patogeno supera le barriere, il sistema immunitario innato deve riconoscerlo. Lo fa grazie ai PRR (Pattern Recognition Receptors), recettori di riconoscimento espressi dalle cellule immunitarie, che individuano i PAMP (Pathogen-Associated Molecular Patterns), strutture molecolari comuni a intere classi di microrganismi e assenti nelle cellule umane.

I PRR più studiati sono i TLR (Toll-like Receptors), i NLR (NOD-like Receptors), i RLR (RIG-I-like Receptors) e i CLR (C-type Lectin Receptors). Ogni famiglia è specializzata nel riconoscere un tipo di bersaglio: i TLR, ad esempio, riconoscono componenti batteriche e virali sulla superficie cellulare o negli endosomi, mentre NLR e RLR operano nel citoplasma e partecipano all’attivazione dell’infiammasoma, il complesso molecolare che orchestra la risposta infiammatoria.

Le cellule del sistema immunitario innato

Il sistema immunitario innato dispone di un arsenale cellulare variegato, con ruoli specifici e complementari:

• Neutrofili: i fagociti più numerosi del sangue. Inghiottono e distruggono i microrganismi e, in caso di infezioni gravi, rilasciano le NETs (Neutrophil Extracellular Traps), reti di DNA e proteine antimicrobiche che intrappolano i patogeni.
• Macrofagi: fagociti “spazzini” che eliminano detriti e microrganismi e, dopo la fagocitosi, presentano gli antigeni ai linfociti T, facendo da ponte con l’immunità adattiva.
• Cellule dendritiche: i migliori presentatori di antigeni. Dopo aver catturato i patogeni nei tessuti, migrano nei linfonodi per attivare i linfociti T vergini.
• Cellule NK (Natural Killer): linfociti dell’immunità innata in grado di uccidere le cellule infettate da virus e le cellule tumorali, senza bisogno di un riconoscimento antigenico specifico.
• Mastociti: cellule tissutali che, dopo il riconoscimento di un patogeno, rilasciano istamina e altri mediatori, avviando l’infiammazione e richiamando altre cellule immunitarie.

Neutrofili, macrofagi e cellule dendritiche condividono la capacità di fagocitare: inglobano il microrganismo in un vacuolo e lo distruggono con enzimi e specie reattive dell’ossigeno. La fagocitosi è uno dei meccanismi di difesa più antichi, presente in forme primitive già negli organismi invertebrati.

Il sistema del complemento

Un altro pilastro dell’immunità innata è il sistema del complemento, un insieme di oltre 30 proteine plasmatiche che si attivano a cascata secondo tre vie: classica, alternativa e lectinica. Il risultato finale è l’opsonizzazione dei patogeni, che vengono marcati per essere fagocitati, la formazione del complesso di attacco alla membrana (MAC), che perfora la membrana dei batteri, e il reclutamento dei fagociti nel sito di infezione.

Se vuoi approfondire, abbiamo dedicato un articolo completo a come funziona il sistema del complemento.

L’infiammazione: la risposta coordinata

L’infiammazione è la risposta coordinata del sistema immunitario innato a un danno tissutale o a un’infezione. Mastociti e macrofagi tissutali rilasciano mediatori infiammatori (istamina, prostaglandine, citochine come TNF-alfa e IL-1) che provocano vasodilatazione, aumento della permeabilità vascolare e richiamo di neutrofili e monociti dal sangue. I segni classici sono rossore, calore, gonfiore e dolore: non un danno collaterale, ma il meccanismo con cui l’organismo concentra le proprie difese sul punto di ingresso del patogeno.

Trained immunity: la memoria del sistema innato

Fino a pochi anni fa si riteneva che la memoria immunologica fosse un’esclusiva dell’immunità adattiva. Oggi sappiamo che anche il sistema immunitario innato possiede una forma di memoria, chiamata trained immunity (immunità addestrata): dopo un primo contatto con un patogeno o con un vaccino, monociti e macrofagi rispondono in modo più rapido ed efficace anche contro patogeni diversi, grazie a modifiche epigenetiche e metaboliche che persistono nel tempo.

Questa scoperta ha implicazioni importanti: spiega in parte gli effetti aspecifici di alcuni vaccini, come il BCG contro la tubercolosi, che sembra proteggere anche da altre infezioni, e apre nuove prospettive per vaccini e immunoterapie basate sulla modulazione dell’immunità innata. Anche nella ricerca sull’HIV, dove l’immunità adattiva viene progressivamente compromessa, lo studio della risposta innata sta diventando un fronte sempre più rilevante, come raccontato nell’articolo sui 40 anni di progressi nella terapia dell’HIV.

Fonti

• NCBI Bookshelf, Immunobiology: The Immune System in Health and Disease, capitolo sull’immunità innata: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26846/
• Netea MG et al., Trained immunity: A program of innate immune memory in health and disease, Science 2016: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26912889/

⚠️ Questo articolo ha scopo informativo e non sostituisce il parere medico. Consulta sempre il tuo medico per diagnosi e terapie.