Il sistema immunitario delle Koi

ll sistema immunitario delle Koi ha il compito di proteggere l’ organismo contro una vasta gamma di patogeni.

Una risposta immunitaria efficace deve essere in grado di determinare rapidamente il proprio, dal non proprio ed indurre una risposta proporzionale al patogeno.

Conoscere, anche a grandi linee, i meccanismi della risposta immunitaria risulta fondamentale per l’attuazione di strategie efficaci di immunostimolazione.

La Koi, come nei mammiferi, possiede due tipi principali di immunità: l’immunità innata (non specifica) e l’immunità adattativa (risposte cellulari ed umorali indotte dall’antigene, con caratteristiche di specificità e memoria) anche se tale divisione tra i due sistemi immunitari non è così netta in quanto il sistema immunitario innato, oltre ad essere di primaria importanza nel combattere le infezioni nei pesci, è anche importante nell’attivazione della risposta immunitaria acquisita.

La prima barriera della Koi in costante contatto con l’ambiente sono le superfici mucosali della pelle, delle branchie e dell’intestino dei pesci che sono protette da meccanismi umorali e cellulo-mediati. Il muco stesso costituisce una barriera tra l’ambiente esterno ed interno, e pertanto rappresenta un’efficace linea di difesa contro l’attacco di batteri, funghi e parassiti in genere. Esso contiene vari parametri immunitari come le lectine, le pentraxine, il lisozima, le proteine del complemento, i peptidi antibatterici e le IgM.

Le branchie, oltre ad essere un organo respiratorio per i pesci, formano una barriera contro l’ambiente esterno, rappresentata dall’epitelio branchiale, da uno strato di glicocalice e da uno strato di muco. Alcuni studi hanno dimostrato la presenza nelle branchie di un sistema immunitario altamente sviluppato e attivo (Haugarvoll et al., 2008).

Quando la barriera fisica è violata il patogeno viene intercettato da un’ampia gamma di recettori presenti nel pesce ed ogni recettore è responsabile per la rilevazione di un gruppo specifico di agenti patogeni. Una volta che un potenziale agente patogeno è identificato, cellule e organi specifici hanno il compito di indurre una risposta specifica.

Poichè nei pesci è mancante il midollo osseo e quindi sono la testa del rene (nota anche come rene cefalico), il rene del tronco e il timo i principali siti di produzione di cellule staminali pluripotenti.

I pesci hanno una forte arsenale di tipi di cellule immuno-competenti, tra cui i macrofagi, mastociti e leucociti. I macrofagi sono in grado di fagocitare batteri ed insieme con neutrofili sono i due tipi di cellule più importanti coinvolte nella fagocitosi nei pesci. La fagocitosi è la capacità posseduta da diverse cellule di ingerire materiali estranei e di distruggerli, essa è ancora più importante per gli animali poichilotermici come le Koi in quanto questo processo è relativamente influenzato in negativo dalle variazioni di temperatura.

SISTEMA IMMUNITARIO : IMMUNITA’ INNATA

Il sistema immunitario innato è caratterizzato da risposte più semplici, di tipo non specifico e rappresenta la prima linea immunitaria dell’organismo contro un ampio spettro di agenti patogeni. Il riconoscimento delle sostanze xenogene è mediato da proteine o recettori che riconoscono molecole tipiche dei patogeni quali i polisaccaridi, i lipopolisaccaridi (LPS), il DNA batterico, l’RNA a doppio filamento e altre molecole che normalmente non si trovano sulla superficie degli organismi multicellulari. Il sistema immunitario innato può amplificare la propria attività attraverso la liberazione di citochine e prendere parte all’attivazione del sistema di difesa specifiche. Il sistema immunitario innato ha inoltre un ruolo fondamentale durante i primi stadi di sviluppo, in quanto già presente prima o appena dopo la schiusa delle uova, mentre il sistema immunitario acquisito impiega diversi giorni prima di svilupparsi completamente.

Nei pesci, il sistema immunitario innato consiste sia di componenti cellulari, sia di parametri umorali, che possono essere o recettori associati a cellule o molecole solubili del plasma, o di altri fluidi del corpo. Le molecole coinvolte nell’immunità innata sono i peptidi antibatterici, il lisozima, il complemento, gli inibitori di crescita come la transferrina, le chemochine e le citochine, l’interferone (IFN), le proteine della fase acuta, le lectine e i recettori Toll-like. Le cellule citotossiche non specifiche (NCC) sono presenti come cellule di piccole dimensioni, localizzate nel sangue periferico, nella milza e nel rene cefalico e costituiscono la prima barriera di difesa contro gli agenti infettivi attraverso il riconoscimento dell’antigene da parte del recettore presente sulla loro superficie, grazie al quale tali cellule prendono contatto fisico con il bersaglio. Il ruolo da loro svolto nella difesa non specifica del pesce sembra essere simile, ma non identico, a quello delle cellule “natural killer” (NK) dei mammiferi, facendo quindi ipotizzare che le NCC siano i precursori delle NK.

La fagocitosi, come abbiamo detto sopra, è un meccanismo di difesa la cui funzione principale è quella di limitare la diffusione e la crescita di agenti estranei. Le principali cellule fagocitarie dei pesci sono i fagociti mononucleati circolanti, detti monociti, ed i granulociti. L’origine dei macrofagi nei pesci sembra essere il sacco vitellino ed il parenchima renale.  Alcuni macrofagi e granulociti lasciano i siti di origine e tramite il torrente sanguigno raggiungono i tessuti. I granulociti sono caratterizzati dalla presenza di granuli citoplasmatici e partecipano alla prima fase della reazione infiammatoria. Nei pesci vengono suddivisi in tre sottotipi: basofili, neutrofili ed eosinofili. La carpa li possiede tutti i tre tipi.

SISTEMA IMMUNITARIO :  IMMUNITA’ ACQUISITA o ADATTIVA

L’immunità acquisita o adattativa costituisce un meccanismo di risposta immunitaria più evoluto rispetto all’immunità innata, in quanto stimolata solo dall’esposizione agli antigeni che accrescono la sua intensità e potenzialità difensiva ad ogni successiva esposizione. Le sue tre caratteristiche principali sono la specificità, la specializzazione e la memoria; i principali componenti cellulari sono i linfociti e le cellule accessorie.

La risposta immunitaria di tipo specifico può essere classificata in due tipologie, a seconda delle componenti del sistema immunitario implicate: l’immunità umorale è mediata dai linfociti B, che rispondono agli antigeni attraverso gli anticorpi, e l’immunità cellulare è mediata dai linfociti T.

I linfociti B sono le cellule che mediano l’immunità umorale e la loro maturazione avviene nel rene cefalico, organo linfopoietico ed ematopoietico. I linfociti B sono le uniche cellule in grado di produrre anticorpi fissati alla membrana cellulare che, quando legano l’antigene specifico, danno inizio ad una sequenza di attivazione di linfociti B che culmina nello sviluppo di cellule effettrici chiamate plasmacellule, che secernono attivamente anticorpi.

I linfociti T sono le cellule coinvolte nell’immunità cellulare, non producono anticorpi, ma legano l’antigene attraverso un recettore di membrana chiamato TcR e risiedono nel timo dove vanno incontro a maturazione. I linfociti T sono suddivisi in due sottopopolazioni: T helper (Th) e T citotossici (Tc). Queste cellule fungono da effettrici nell’eliminazione dei microrganismi intracellulari e sono in grado di riconoscere i componenti propri dell’organismo (self ) rispetto a quelli estranei (non-self ), svolgendo quindi una funzione regolatoria centrale nella risposta immune.