Esercizi: Le difese dell'organismo

Nello schema sono rappresentate le tre linee di difesa dell'organismo. Scrivi il nome delle linee indicate con A, B e C, ordinandole dalla più esterna alla più interna, e indica quale di esse è specifica per ciascun agente infettivo.

Cita quattro barriere dell'organismo che ostacolano l'ingresso dei microrganismi (pelle, mucose, lacrime, acido gastrico...) e spiega come ciascuna di esse protegge.

Spiega che cos'è un anticorpo, quali cellule lo producono e perché ogni anticorpo agisce solo contro un determinato agente infettivo.

Spiega che cosa sono i fagociti, a quale gruppo di componenti del sangue appartengono e perché si dice che «mangiano» i microbi.

Spiega quale ruolo hanno il muco e le mucose delle vie respiratorie come barriera difensiva contro i microrganismi.

Spiega che cosa sono i linfociti e quali due grandi compiti svolgono all'interno della risposta specifica.

Indica se queste affermazioni sono vere o false e giustifica la tua risposta: a) la febbre va sempre abbassata subito con farmaci; b) gli anticorpi sono proteine prodotte dall'organismo stesso; c) la prima volta che un microbo entra, la risposta specifica impiega più tempo di quella aspecifica.

Spiega che cos'è l'infiammazione e quali sono i suoi quattro segni caratteristici nella zona colpita.

Quando ti si conficca una scheggia, la zona diventa rossa, calda e gonfia. Spiega che cosa sta succedendo, come si chiama questa risposta, quali cellule del sangue accorrono sul posto e perché questa reazione, anche se fastidiosa, è utile.

Confronta la risposta immunitaria aspecifica e quella specifica: rapidità di azione, cellule coinvolte, memoria nei confronti dello stesso agente e un esempio di azione di ciascuna di fronte a una stessa infezione.

La febbre è un aumento controllato della temperatura corporea durante molte infezioni. Ragiona sul perché può essere considerata un meccanismo di difesa e non solo un sintomo, e spiega in quali situazioni conviene invece trattarla.

Un piccolo graffio guarisce da solo, senza trattamento. Descrivi la catena di difese che agisce da quando la pelle si rompe fino a quando la ferita si chiude, indicando quale linea di difesa interviene in ogni momento.

Alle persone a cui viene asportata la milza si raccomanda di vaccinarsi di più e di tenere sotto controllo qualsiasi infezione. Spiega che relazione ha la milza con i globuli bianchi e perché la sua assenza indebolisce le difese senza annullarle.

Durante un'influenza, i linfonodi del collo si ingrossano. Spiega che cosa sono i linfonodi, che cosa accade al loro interno durante un'infezione e perché la loro infiammazione indica che le difese stanno lavorando.

Contro uno stesso batterio agiscono prima i fagociti e poi i linfociti. Confronta le due risposte: ordine di arrivo, modo di riconoscere l'invasore e che cosa rimane nell'organismo quando ciascuna ha terminato il suo lavoro.

Un'ustione estesa è un'urgenza grave anche se all'inizio non c'è infezione. Spiega, in relazione alle linee di difesa, perché la pelle ustionata mette a rischio la vita e quale rischio compare nei giorni successivi.

A un paziente che riceve la chemioterapia viene diagnosticata una polmonite causata da Pneumocystis jirovecii, un fungo innocuo che vive nelle vie respiratorie della popolazione sana senza causare alcun danno. Analizza questo caso clinico: a) Giustifica perché questa infezione viene definita «opportunista» basandoti sullo stato delle difese del paziente dopo il trattamento. b) Se un familiare sano convive strettamente con lui, prevedi se si ammalerà a causa dello stesso fungo e motiva la tua risposta. c) Progetta due misure preventive concrete che l'ambiente ospedaliero o familiare deve applicare per proteggerlo da altri patogeni comuni.

Passeggiando in un parco in primavera, Marco comincia a starnutire senza sosta, gli occhi lacrimano e la pelle del collo gli si arrossa. Un amico gli dice: «Hai preso un batterio molto aggressivo; prendi subito un antibiotico per guarire». a) Confuta i due errori scientifici dell'affermazione del suo amico, spiegando che cosa sta realmente accadendo nel sistema immunitario di Marco di fronte al polline. b) Il medico gli prescrive un farmaco «antistaminico». Prevedi e spiega quale effetto avrà questo medicinale sui suoi vasi sanguigni e sulle mucose a partire dall'azione che l'istamina esercita durante una reazione allergica.

In uno studio si misura la quantità di anticorpi nel sangue di una persona contro un batterio patogeno in due momenti diversi: dopo il primo contatto (giorno 1), gli anticorpi impiegano 10 giorni a comparire e raggiungono un livello massimo di 15 unità; dopo un secondo contagio un anno dopo (giorno 365), in soli 2 giorni gli anticorpi raggiungono 250 unità. a) Interpreta questi risultati giustificando la differenza di velocità e di quantità a partire dalla funzione dei linfociti di memoria. b) Giustifica come i vaccini sfruttano questo stesso principio biologico per proteggerci senza che dobbiamo subire la malattia.

Una persona afferma: «Vaccinarsi contro l'influenza non serve a niente; mia zia si è vaccinata a novembre e a gennaio ha passato l'influenza a letto con malessere e tosse». Confuta la sua conclusione utilizzando le tue conoscenze sulla risposta immunitaria: a) Giustifica perché il virus dell'influenza può infettare una persona vaccinata se ha subito piccole mutazioni nei suoi antigeni di superficie e perché ciò obbliga a cambiare il vaccino ogni anno. b) Prevedi e giustifica come sarebbe stata l'evoluzione dell'infezione in sua zia se non fosse stata vaccinata, spiegando il ruolo degli anticorpi e dei linfociti generati con il vaccino precedente.

I linfociti T helper agiscono come coordinatori centrali del sistema immunitario, poiché danno il segnale chimico per attivare sia i linfociti B (che producono anticorpi) sia i macrofagi e i linfociti citotossici. Il virus HIV infetta e distrugge specificamente queste cellule. a) Prevedi quali conseguenze a catena subisce il sistema di difesa perdendo questi particolari linfociti e deduci perché i pazienti con AIDS avanzato non muoiono a causa del virus in sé, ma per altre infezioni. b) Se una combinazione di farmaci antiretrovirali frena la moltiplicazione del virus fino a renderlo non rilevabile, prevedi che cosa accadrà alla conta dei linfociti e alla salute del paziente.

Nel diabete di tipo 1, i linfociti distruggono in modo selettivo le cellule beta del pancreas (incaricate di produrre insulina) scambiando le loro proteine di membrana per quelle di un patogeno pericoloso. a) Analizza questo processo utilizzando con precisione i termini «antigene», «autoanticorpo» e «tolleranza al self», spiegando in che cosa questo attacco differisce da quello che si produce contro un batterio invasore. b) Uno studente propone: «Poiché è un attacco cellulare, potremmo curare definitivamente il diabete somministrando antibiotici o distruggendo tutto il sistema immunitario del paziente». Confuta in modo argomentato entrambe le proposte.

A Elena hanno trapiantato un rene e deve assumere ogni giorno farmaci immunosoppressori. Dopo alcuni mesi, i suoi medici regolano la dose con grande cautela: se aumentano molto la quantità, Elena contrae spesso infezioni batteriche e fungine; se abbassano la dose, il rene trapiantato comincia a perdere la sua funzione di filtrazione. a) Giustifica il dilemma biologico che spiega questo delicato equilibrio, individuando quali componenti del sistema immunitario intervengono in ciascuno dei due rischi. b) Se Elena deve recarsi in un centro sanitario durante un'epidemia di influenza, prevedi quali rischi specifici corre e giustifica due misure di autoprotezione indispensabili che deve adottare.

Un adolescente presenta una temperatura corporea di 37,9 °C e mal di gola con lieve infiammazione. Sua madre vuole somministrargli subito dosi elevate di antipiretici e antinfiammatori per far scendere subito la temperatura a 36,5 °C. a) Partendo dal ruolo difensivo della febbre moderata e dell'infiammazione (arrivo di fagociti, aumento del metabolismo cellulare e rallentamento della riproduzione microbica), giustifica perché sopprimere totalmente questi sintomi lievi potrebbe prolungare l'infezione. b) Prevedi e motiva quale pericolo per la vita si verificherebbe se la febbre superasse i 41,5 °C in modo continuato, spiegando l'effetto del calore estremo sulle proteine e sugli enzimi delle nostre cellule.