Terapia della germofobia: edizione di controllo della realtà

Quello che segue è un estratto dal capitolo 1 del Paura di un pianeta microbico: Come una cultura della sicurezza germofobica ci rende meno sicuri.

Quando mia sorella entra per la prima volta in una stanza d'albergo, porta con sé un contenitore di salviette disinfettanti e pulisce ogni superficie che potrebbe essere entrata in contatto con un essere umano nel recente passato. Non fa nient'altro prima che ciò accada. Non sedersi, non disfare le valigie. Niente.

"Perché lo fai?" Le ho chiesto.

"Non si sa mai cosa o chi è stato lì dentro", rispose.

Questo vale ovunque tu vada, ho pensato, ma in quel momento non ho insistito oltre. Mia sorella è una germofoba e sapevo che non si sarebbe lasciata convincere da nient'altro che il suo fratellino avrebbe potuto dire, anche se fossi un ricercatore di malattie infettive. Ma forse lo farai.

I germofobi vivono nella negazione

I germofobi (che potrebbero anche essere scritti germofobi) vivono nella negazione perché i microbi sono ovunque e non possono essere evitati. Si stima che sulla Terra vi siano in ogni momento circa 6×10^30 cellule batteriche. Sotto ogni punto di vista, si tratta di un’enorme quantità di biomassa, seconda solo alle piante, e superiore a quella di tutti gli animali di oltre 30 volte. I microbi costituiscono fino al 90% della biomassa dell’oceano, con 10^30 cellule, equivalenti al peso di 240 miliardi di elefanti africani. L’aria che respiri contiene una quantità significativa di particolato organico che comprende oltre 1,800 specie di batteri e centinaia di specie di funghi presenti nell’aria sotto forma di spore e frammenti di ife. Alcuni microbi possono rimanere in volo per giorni o settimane, di solito facendosi trasportare dalla polvere o dalle particelle di terreno. L’enorme densità dell’aria che respiriamo significa che inaliamo migliaia di particelle microbiche per ogni ora trascorsa all’aperto. Entrare all'interno non è molto diverso, poiché l'aria interna è generalmente associata all'ambiente esterno immediato, con differenze dovute alla ventilazione e all'occupazione. È quasi impossibile trovare un luogo, interno o esterno, che sia completamente sterile, anche se alcuni luoghi sono più sporchi di altri.

Se lavori in uno scantinato ammuffito e danneggiato dall'acqua senza un respiratore protettivo, rimuovere il muro a secco ammuffito potrebbe esporti molto facilmente a centinaia di milioni di spore fungine aerosolizzate, irritando la gola, i seni paranasali e i polmoni. Le foglie che hai rastrellato in autunno, quelle che hai ignorato per un po' finché non sono diventate un pasticcio bagnato e marrone finché il tempo non è diventato finalmente secco e caldo, avrebbero potuto rilasciare una nuvola di batteri e funghi quando finalmente sei riuscito a rastrellare o soffiare loro. E più tardi, mentre ti rilassavi sull'amaca, potresti aver avuto un po' di tosse. Erano i tuoi polmoni che cercavano di sbarazzarsi di tutti quei microbi che hai agitato e inalato. Ma probabilmente l'hai superato. I polmoni sono piuttosto bravi a eliminare la maggior parte delle particelle, anche quelle viventi.

In precedenza, in estate, quando nuotavi in ​​un lago, eri esposto a trilioni di microbi nel momento in cui entravi in ​​acqua. Batteri e altri organismi unicellulari erano già fioriti nell’acqua calda e ricca di sostanze nutritive a livelli astronomici per la stagione estiva. Anche se pensavi di tenere la bocca chiusa, non l'hai tenuta completamente fuori. Nessun problema, dici, nuoterò semplicemente nelle piscine ed eviterò tutti quei germi. Eppure le piscine, nonostante contengano livelli antimicrobici di cloro, possono ancora contenere feci E.coli e Pseudomonas aeruginosa. Non farmi nemmeno iniziare con la piscina per bambini. Pensavi che i pannolini da bagno si fermassero molto? Ehm, no. La cacca e i microbi che ne derivano trovano un modo.

Tutti i batteri nel lago e nella piscina non vivono e si moltiplicano naturalmente solo nell'acqua. Una quantità significativa ha avuto origine negli animali, compreso l’uomo. Ospitiamo trilioni di batteri sulla nostra pelle, nella nostra bocca e nel nostro intestino. La piscina non contiene microbi perché i trattamenti chimici non hanno funzionato, contiene microbi perché ci sono delle persone dentro. Noi siamo letteralmente fabbriche di germi. È tutto su di noi, dentro di noi e su tutto ciò che tocchiamo.

Quando ero al college, una confraternita locale ha organizzato una maratona di raccolta fondi nella vasca idromassaggio, in cui i partecipanti venivano sponsorizzati per sedersi nelle vasche idromassaggio il più a lungo possibile. Alcuni lo hanno fatto per ore. Nei giorni successivi, molti di loro svilupparono eruzioni cutanee pruriginose, rosse e irregolari con vesciche attorno ai follicoli piliferi. Non sorprende che tutto quel tempo trascorso nelle vasche idromassaggio li abbia trasformati in grandi brodi di coltura batterici, inoculati dai ragazzi della confraternita e dalle ragazze della confraternita nelle immediate vicinanze. L'acqua calda, anche trattata chimicamente, non è riuscita a sopprimere la crescita per sempre, e i batteri, probabilmente quelli che colonizzano la pelle e provocano eruzioni cutanee Pseudomonas aeruginosa, è cresciuto in modo esponenziale. Non c'era alcuna sinistra contaminazione esterna. La fonte di tutto ciò Pseudomonas, senza dubbio, erano le persone stesse.

Gli esseri umani come bioreattori microbici

I nostri corpi sono colonizzati da così tanti microbi che le nostre cellule (circa 10 trilioni in totale) sono superate in numero dai nostri abitanti microbici di un fattore dieci (circa 100 trilioni in totale). Il microbiota del nostro corpo è incredibilmente diversificato, con migliaia di specie di batteri e funghi che esprimono collettivamente 4.4 milioni di geni, rispetto al nostro magro genoma di 21,000 geni. Come ha notato la scrittrice scientifica ed ecologista Alanna Collen nel suo eccellente manuale sul microbiota umano 10% umano, geneticamente non siamo umani nemmeno al 10%, in realtà siamo più vicini allo 0.5%.

Quando e dove otteniamo tutti quei microbi?

Per chiunque abbia assistito a un parto naturale, è ovvio che il bambino non nasce in un ambiente completamente pulito. Innanzitutto, la vagina della madre è piena di batteri, prevalentemente del genere Lattobacilli. Potresti riconoscere Lactobacillus dal guardare l'elenco degli ingredienti dei prodotti a base di yogurt, perché spesso è un componente importante. Ecco perché alcune ostetriche dicono alle donne incinte di spalmare lo yogurt sulla loro vagina se pensano che potrebbero contrarre un'infezione da lievito. Quindi i bambini sono esposti ai batteri dello yogurt? Non c'è niente di sbagliato in questo! Ma non è tutto. Un altro evento comune: le donne in travaglio potrebbero defecare. A causa dell'intensa pressione addominale e pelvica inferiore, una donna in travaglio spesso inizia a perdere il controllo e talvolta può spingere fuori tutto. Di conseguenza, il bambino potrebbe essere esposto ai batteri fecali della madre oltre a quelli vaginali. Se questa esposizione non avviene alla nascita, potrebbe verificarsi anche successivamente in ospedale o in casa, poiché i batteri fecali vengono facilmente vaporizzati/dispersi nell'aria e inalati o ingeriti. In ogni caso, ogni bambino sano alla fine verrà colonizzato E. coli, Bacteroides, Clostridium, Staphylococcuse Streptococcus specie, solo per citarne alcune. Se una madre allatta al seno, il bambino sarà esposto anche a ulteriori lattobacilli e bifidobatteri.

Una volta che un bambino inizia a mangiare cibi solidi, il suo microbiota intestinale si adatterà alle nuove fonti di fibre, zuccheri, proteine ​​e grassi con una maggiore diversità e un microbioma più “simile a quello degli adulti”. Il microbioma adulto è meno dinamico come quello di un bambino nel primo anno di vita, ma può comunque essere alterato da cambiamenti nella dieta, nello stato di salute generale, dall’esposizione agli antibiotici o da infezioni. Nel capitolo 2 entrerò più in dettaglio su come questi cambiamenti possano alterare i microbiomi e su come possano essere associati ai moderni problemi di salute. Ma anche con queste interruzioni, le persone sono piene di microbi e sono quotidianamente esposte a un numero enorme di microbi aggiuntivi a casa, a scuola, in ufficio o praticamente in qualsiasi altro posto sulla Terra.

La casa è dove sono i germi

Quando la tecnologia di sequenziamento è stata utilizzata anche per determinare la diversità microbica nell’aria e nella polvere delle case e degli uffici, i risultati sono stati affascinanti. I microbi interni possono trovarsi sulle superfici o nell’aria come bioaerosol. Non sorprende che la principale fonte di microbi interni e bioaerosol sia l’ambiente esterno locale. Tuttavia, i bioaerosol provengono anche da animali e occupanti umani, a causa della respirazione, della perdita di cellule della pelle o dell’uso della toilette. Le particelle sulle superfici possono essere risospese nell'aria come bioaerosol camminando, passando l'aspirapolvere, pulendo e persino dormendo, poiché il tuo letto è pieno di cellule morte della pelle, funghi e batteri.

In ogni casa o edificio abitato da esseri umani, abbondano le specie di batteri che colonizzano l’uomo. Infatti, è possibile prevedere se una casa è occupata prevalentemente da maschi o da femmine in base al loro profilo microbico, poiché percentuali più elevate di maschi sono state associate ad una maggiore abbondanza di Corynebacterium, Dermabactere Roseburia specie, mentre le femmine erano associate ad un aumento Lactobacillus specie. Se una famiglia aveva un gatto o un cane potrebbe essere determinato anche mediante il sequenziamento dell'rRNA 16S. I cani portano una maggiore diversità di batteri, con 56 diversi tipi di batteri rispetto ai 24 dei gatti. I gatti almeno si puliscono da soli e passano molto meno tempo ad annusarsi il sedere a vicenda, quindi forse questo spiega la differenza.

Ciò che è ancora più impressionante è che, man mano che il microbiota di più individui veniva sequenziato, diventava ovvio che ogni individuo possiede una colonia unica di microbi, unica come un’impronta digitale. Sebbene più o meno stabili durante l’età adulta, questi microbiomi distinti possono essere alterati da fattori quali la dieta, l’età e gli ormoni. Inoltre, gli individui geneticamente imparentati e conviventi tendono ad avere anche conviventi microbici più simili. Uno studio ha stabilito che quando una famiglia lasciava la casa, i suoi microbi persistevano per alcuni giorni, diminuendo gradualmente fino a livelli non rilevabili. Questa perdita di impronte microbiche potrebbe essere utilizzata in futuro dagli scienziati forensi per aiutare a ricreare una sequenza temporale di quando un sospetto ha lasciato la propria casa o il proprio nascondiglio.

Non sorprende che il bagno sia il posto migliore in una casa o in un edificio per incontrare microbi sulle superfici o nell’aria. In un bagno, qualcosa di semplice come lo sciacquone può generare bioaerosol contenenti miliardi di batteri, alcuni dei quali rimangono nell’aria per ore, abbastanza a lungo da raggiungere ogni superficie vicina. Chiudere il coperchio può ridurre la nube batterica, ma non tanto quanto si potrebbe pensare. Anche i lavaggi ripetuti non possono eliminare completamente la generazione di bioaerosol carichi di batteri fecali. Di conseguenza, quando entri in un bagno, inalerai batteri e tutto ciò che toccherai ne sarà ricoperto. Questo non è di buon auspicio per il tuo spazzolino da denti. Eppure, in qualche modo, sei ancora vivo.

A parte l’esposizione microbica che riceviamo dalle nostre madri e dal nostro ambiente immediato durante e dopo la nascita, le fonti più importanti di microbi che colonizzano il nostro intestino sono determinate dal cibo che mangiamo. Nei neonati allattati al seno, il latte materno è sia una fonte di batteri che un alimento che questi batteri ameranno. Alcuni batteri presenti nel latte materno possono provenire dall’intestino e vengono trasportati alle ghiandole mammarie dalle cellule immunitarie circolanti, oltre ai microbi che colonizzano la pelle attorno all’areola.

Inoltre, quando il bambino beve il latte direttamente dal seno, anche alcuni batteri orali si uniscono ai microbi associati al latte nel loro viaggio verso l’intestino. I tipi di batteri trasferiti in questo modo dipendono dalla dieta della madre e dalla modalità di allattamento (ad esempio direttamente attraverso il seno o indirettamente tramite estrazione). Il microbioma infantile cambia quando vengono introdotti cibi solidi, fino a quando non inizia ad assomigliare a un microbioma adulto più o meno stabile intorno ai 2 anni e mezzo di età. I risultati di numerosi studi hanno dimostrato che le fasi dei primi anni di vita sono le più critiche per lo sviluppo dei microbiomi adulti.

Due ore e cinque secondi per il disastro gastrointestinale

Conosciamo tutti persone ossessionate dall’idea di mantenere il cibo “pulito”. Gettare via il cibo che rimane su un tavolo più a lungo del tempo necessario per consumare un pasto o qualsiasi cosa che cade sul pavimento sono diventate pratiche piuttosto comuni nel primo mondo. Di conseguenza, ci sono poche euristiche o regole scorciatoie che sono diventate popolari, come la “regola delle due ore” per lasciare fuori il cibo e la “regola dei cinque secondi” per mangiare il cibo che ha toccato il pavimento. A mio avviso, la regola dei cinque secondi è più vantaggiosa per aiutare i genitori a sentirsi meno in colpa quando i loro bambini gettano sul pavimento del cibo perfettamente buono dal seggiolone. Il mio bambino non se ne frega dell'igiene alimentare, quindi perché dovrei? Lo stesso vale per la regola delle due ore: a volte ci diamo da fare e dimentichiamo che il peperoncino è rimasto sul fornello freddo tutta la sera. Ciò significa che va ancora bene se lo riscaldiamo di nuovo? Come si sopravviveva prima della refrigerazione?

Se sei uno scienziato o un microbiologo della sicurezza alimentare, il tuo compito è identificare i potenziali pericoli nella conservazione e preparazione degli alimenti che potrebbero portare a contaminazione e malattia. Questo è principalmente per la produzione e la preparazione di alimenti industriali e commerciali. È chiaro a chiunque controlli i ristoranti che hanno un'ampia varietà di procedure e alcune sono migliori di altre. Una volta un ispettore locale mi ha detto quali ristoranti evitava (non mi ha fermato, però, perché uno di quei posti mi piace troppo). Nel suo caso, e nel caso dei microbiologi alimentari, anche il potenziale di contaminazione è problematico. Molto meno preoccupante è il rischio relativo, ovvero la probabilità che determinate pratiche portino a contaminazione e malattia. Pertanto, anche il minimo rischio potrebbe essere considerato una violazione. Per dirla in altro modo, anche il minimo rischio che gli ispettori sembrino non svolgere il proprio lavoro potrebbe essere un problema per loro.

Nel corso degli anni, questa mentalità a rischio zero per quanto riguarda la preparazione e la conservazione degli alimenti si è diffusa in tutta la famiglia. La regola delle due ore è un buon esempio. La maggior parte delle persone non aspetterebbe nemmeno così tanto tempo per buttare via il cibo. Tuttavia, gran parte della preoccupazione per la crescita di agenti patogeni negli alimenti lasciati fuori per due ore è il risultato di alcune ipotesi importanti. Ciò include il presupposto che si inizi con una colonia vitale di uno o più microbi patogeni, che il cibo contenga basse quantità di sale e conservanti, un pH neutro e che si trovi a temperature ottimali superiori a 80 gradi Fahrenheit (~27°C). . Il classico caso di intossicazione alimentare utilizzata nelle lezioni di microbiologia è quello della nonna che prepara l'insalata di patate per il picnic estivo, usando le mani per mescolarla e inoculandola così con sostanze che colonizzano la pelle. Staphylococcus aureus. Poi resta sul tavolo da picnic tutto il pomeriggio (molto più di due ore) e BAM, tutti prendono un'intossicazione alimentare. Questo è certamente un buon modo per aumentare le possibilità di un'epidemia familiare, ma è la tempesta perfetta e molte cose dovevano accadere in quello scenario per far ammalare tutti.

La contaminazione incrociata può essere un problema, soprattutto se stai preparando qualcosa che verrà mangiato crudo nello stesso posto in cui hai appena tagliato il pollo. Anche essere puliti con il pollo ha i suoi limiti: il CDC mette in guardia dal lavarlo prima di cucinarlo, per non creare un mucchio di goccioline cariche di batteri attorno al lavandino. In realtà, la maggior parte del cibo cotto in modo ragionevole è abbastanza sicuro e quattro ore sono un tempo ragionevole per lasciare la maggior parte del cibo a temperatura ambiente. Come per ogni cosa, di solito le persone stanno bene se usano il buon senso e ripuliscono i pasticci che fanno in cucina.

Il buon senso funziona anche per valutare la regola dei cinque secondi. La regola dei cinque secondi afferma che se raccogli il cibo prima dei cinque secondi sul pavimento, puoi mangiarlo. Alcuni studi e resoconti dei media hanno effettivamente preso sul serio questo aspetto per sottolineare che i batteri in realtà si attaccano al cibo, non importa per quanto tempo rimangono sul pavimento. Ma quanto è utile? Mangerai batteri quando il tuo cibo tocca qualcosa che è entrato in contatto con una superficie non sterile. Ancora più importante, quali sono le probabilità che i batteri presenti su quel pezzo di cibo siano un ceppo batterico o virale patogeno o forniscano una dose sufficiente a causare malattie?

Come ho detto prima, i microbi in un ambiente interno imitano più o meno quelli dell’ambiente esterno più i microbiomi dei suoi abitanti, quindi è probabile che tu stia già ingerendo o inalando gran parte di quei batteri. Certo, se usi quel pezzo di cibo caduto sul pavimento per preparare un'insalata di patate e poi lo lasci fuori a una temperatura di 100 gradi tutto il giorno, potrebbe non essere l'idea migliore. Oppure, se hai tagliato il pollo il giorno prima e ti sei rifiutato di pulire tutti i succhi caduti sul pavimento, potresti assumere una dose maggiore di Campylobacter jejuni or Enteridite da Salmonella di quanto il tuo corpo si sentirà a suo agio. Altrimenti, le possibilità che tu muoia o addirittura ti ammali mangiando cibo caduto sul pavimento sono piuttosto remote. Non zero, ma più vicino ad esso di quanto la maggior parte delle persone sembri pensare. Solo non dire a nessuno che te l'ho detto e non lasciare che nessuno ti veda mentre lo fai.

La teoria dei germi cattivi

Il concetto di microbioma “sano” esiste solo da pochi decenni, ma il concetto di “germe mortale che vuole ucciderci” esiste da molto più tempo. Come conseguenza di questo squilibrio storico, dedichiamo ancora molto tempo ai microbi patogeni e meno tempo a come il nostro normale ambiente microbico potrebbe tenere lontani i batteri che causano problemi. Come ho già detto, la tecnologia utilizzata dagli scienziati per studiare l’ecologia microbica è abbastanza nuova. Al contrario, la capacità di isolare e coltivare un singolo microrganismo patogeno esiste da più di un secolo.

Il concetto di malattia causata da microrganismi, noto come teoria dei germi, dovette superare diverse altre teorie concorrenti. Alcune delle più popolari erano le teorie del miasma e della sporcizia. La teoria del miasma spiegava che le malattie erano causate dai gas nocivi presenti nell’atmosfera, rilasciati dalla decomposizione della materia organica. La teoria della sporcizia, molto simile, si concentrava sulla contaminazione dell’acqua e dell’aria da parte dei rifiuti umani. Sebbene questi concetti sembrino primitivi rispetto agli standard moderni, furono sostenuti da molti scienziati tradizionali, anche fino agli anni ’1930. Anche alcuni termini che usiamo oggi hanno origine in queste teorie, come malaria, che significa essenzialmente 'aria cattiva'.

Non è stato fino alla fine del 19^th secolo in cui Robert Koch presentò i suoi criteri, ora conosciuti come I postulati di Koch, per dimostrare che una malattia è causata da uno specifico microrganismo filtrabile. Come la maggior parte dei progressi scientifici, Koch non ha sviluppato queste idee da zero. Altri pensavano sulla stessa linea. Ma riuscì dove altri fallirono con la sua chiara spiegazione di come riprodurre il suo lavoro e applicarlo a molte diverse malattie infettive. I postulati di Koch affermano che bisogna essere in grado di isolare un organismo da un individuo infetto, coltivarlo in coltura, reintrodurlo in un animale sano e reisolare e identificare il microbo come identico all'agente originariamente isolato e sospettato. Ha formulato questi postulati sulla base del suo lavoro con l'antrace e ha inoltre generato dati a supporto con la tubercolosi e il colera.

Sebbene il lavoro svolto da Koch e altri nell’isolare i batteri patogeni abbia innescato un’esplosione nell’identificazione dei germi mortali, altri agenti patogeni come i virus sono rimasti nascosti e sconosciuti. Erano troppo piccoli per essere visualizzati al microscopio ottico e non potevano essere coltivati ​​in coltura senza cellule ospiti da infettare. Si può immaginare la frustrazione degli scienziati quando hanno osservato malattie evidentemente infettive, ma non sono stati in grado di isolare l'organismo causale. Un esempio perfetto è l'influenza spagnola del 1918. Molti ricercatori erano ansiosi di applicare i postulati di Koch per scoprire l'agente infettivo dai polmoni dei pazienti affetti da influenza. A complicare le cose, i pazienti influenzali con malattia grave spesso sviluppano polmonite a causa di infezioni batteriche secondarie. Di conseguenza, inizialmente si credeva che questi organismi fossero organismi causativi dell'influenza. Ancora più importante, non è sempre possibile isolare lo stesso microbo dai polmoni dei pazienti influenzali. Il risultato fu un miscuglio di prove contrastanti e quando un virus fu identificato come agente eziologico dell’influenza, la pandemia era finita da tempo. Approfondirò molto di più sull'influenza e sugli altri virus nel capitolo 3.

Una volta compresa la teoria dei germi della malattia, i ricercatori hanno potuto isolare molti diversi microrganismi patogeni e reintrodurli negli animali da esperimento. Ma una cosa che è accaduta è che gli animali tendevano a essere resistenti a ulteriori sfide, a causa di una risposta immunitaria attiva. Utilizzando animali da esperimento, i meccanismi dell’immunità acquisita potrebbero essere studiati e applicati per migliorare la cura dei pazienti attraverso lo sviluppo di antisieri e vaccini che proteggano le persone dall’infezione o dalla reinfezione. E questo mi porta al mio argomento preferito!

Immunologia 101

Uscii da quel mio primo corso universitario di immunologia nel 1994 sicuro che sarei diventato un immunologo. Ciò è accaduto più di venticinque anni fa e da allora ho presentato il sistema immunitario a molti altri come insegnante e mentore. Il modo in cui l’ho fatto spesso, usando un esempio classico, è più o meno questo: lo scenario inizia quando qualcuno calpesta un chiodo. Mia moglie ha calpestato un chiodo sporgente del tappeto nel 2009 mentre alloggiavamo in un hotel tutt'altro che perfetto mentre eravamo in visita con suo padre in Cina. Non ne era contenta perché temeva che il chiodo potesse aver introdotto il batterio Clostridium tetani nel tessuto molle del piede. Se ciò accadesse e i batteri sopravvivessero per moltiplicarsi a livelli sufficienti, produrrebbe una brutta tossina che potenzia l’attività neuromuscolare chiamata tossina tetanica che causerebbe contrazioni muscolari incontrollabili, più frequentemente presentate come trisma.

Essendo un immunologo, le ho chiesto qualcosa del tipo: “Ma sei vaccinata, vero? Eri nel Corpo di Pace. Ti vaccinano per tutto”. Ha ammesso che era vero. «Allora non preoccuparti. Starai bene", dissi con sicurezza.

Potevo essere fiducioso perché avevo capito il concetto di memoria immunologica. Il sistema immunitario è in grado di attivare cellule specifiche per ogni patogeno immaginabile e, una volta che l'infezione è stata debellata, alcune di quelle cellule rimangono come cellule della memoria, cellule che si attivano molto più rapidamente e facilmente dopo la reinfezione con lo stesso o un simile. insetto. Questo è il principio alla base della vaccinazione: cerchiamo di ingannare il sistema immunitario facendogli credere che il corpo sia stato infettato utilizzando parti di agenti patogeni o un agente patogeno indebolito per stimolare la stessa reazione e lo sviluppo di specifiche cellule della memoria, senza il rischio di una grave infezione primaria.

Se la risposta infiammatoria precoce non previene l’infezione, le cellule immunitarie residenti nei tessuti vicini chiamate macrofagi avvertiranno il problema. Queste cellule restano nei nostri tessuti in attesa di un segnale di pericolo derivante dall'incontro con batteri simili C. tetania. Una volta attivati, i macrofagi diventano molto abili nella fagocitosi (cioè inglobano e degradano i germi in bolle intracellulari chiamate fagolisosomi) e sono in grado di uccidere molti microbi invasori e rimuovere le cellule ospiti che muoiono a causa dell'infezione.

In alcuni casi, la risposta immunitaria precoce non sarà sufficiente per eliminare la piccola ma significativa quantità di virus C. tetania o la tossina che produce dopo che una persona calpesta un chiodo. È allora che entra in gioco la risposta immunitaria adattativa. Questa inizia circa 4 giorni dopo l'infezione e raggiunge il picco a circa 10 giorni. La risposta adattativa inizia quando le cellule residenti nei tessuti chiamate cellule dendritiche (DC) vengono attivate con gli stessi segnali che attivano altre cellule immunitarie innate. Come i macrofagi, le DC fagocitano e scompongono gli agenti patogeni nelle loro parti componenti. Tuttavia, una volta attivati, lasciano il tessuto infetto e migrano verso un linfonodo, dove interagiscono direttamente con le cellule immunitarie adattative chiamate cellule T.

Poiché le cellule T sono così diverse, solo poche vengono attivate durante una determinata infezione e quelle cellule attivate si dividono freneticamente per produrre milioni di cloni di se stesse, dividendosi ogni 4-6 ore. Lo fanno per diversi giorni per generare un numero enorme di cellule identiche (ecco perché una risposta immunitaria adattativa richiede tempo per iniziare). Molte delle cellule T che vengono attivate in questo modo lasciano il linfonodo e migrano verso un sito di infezione, seguendo segnali chimici proprio come le altre cellule immunitarie.

Allo stesso tempo, alcune cellule T interagiscono con altre cellule del linfonodo chiamate cellule B. Le cellule B provengono dal midollo osseo e possono riconoscere parti di proteine ​​esterne al midollo osseo con recettori sulla loro superficie. Le cellule B secernono una forma solubile o il loro recettore di superficie che chiamiamo anticorpi. Gli anticorpi legano agenti patogeni o proteine ​​e ne promuovono l'uccisione, l'assorbimento e la degradazione da parte dei macrofagi. Se una cellula T riconosce la stessa parte dell’agente patogeno, o “antigene”, allora fornisce “aiuto” alla cellula B in modo che la cellula B possa produrre anticorpi leganti ancora più forti. Altre cellule T possono uccidere le cellule infette, prevenendo la diffusione di un’infezione. Attraverso questi processi, la risposta immunitaria adattativa genera una risposta altamente patogeno-specifica che è molto più mirata, meno dannosa e più regolata rispetto alla risposta infiammatoria innata precoce.

Alla fine, quando i microbi invasori e le tossine da loro prodotte vengono eliminati dalla risposta immunitaria adattativa, le cellule immunitarie nel sito dell’infezione smettono di ricevere segnali di attivazione e iniziano a ricevere segnali di “cessazione e desistenza”. La maggior parte di queste cellule muore e viene raccolta e degradata dai macrofagi che ripuliscono il caos. Alla fine, il tessuto guarisce, la pelle morta e le cellule muscolari vengono sostituite e le cose tornano alla normalità.

Ma non è tutto ciò che accade. Nei linfonodi e nella milza, alcune cellule T attivate diventano cellule della memoria. Le cellule della memoria possono essere attivate e dividersi molto più rapidamente se vedono di nuovo lo stesso antigene. In questo modo abbiamo memoria di ogni infezione che abbiamo avuto nel corso della nostra vita. Poiché i vaccini imitano questa risposta; abbiamo anche un ricordo di ogni vaccinazione che abbiamo mai avuto. A volte questa memoria si affievolisce un po’ e abbiamo bisogno di fare un’altra iniezione, altrimenti diventeremmo suscettibili a un’infezione lieve, ma l’aiuto che riceviamo dalle cellule della memoria durante una reinfezione o da una vaccinazione di richiamo è migliore che iniziare da zero . Ed è così che il sistema immunitario ci mantiene in vita in un mondo pieno di batteri, funghi e virus potenzialmente mortali.

Se il sistema immunitario è così bravo ad attaccare batteri, funghi e virus, perché non attacca sempre il numero ridicolo di microbi che vivono intorno a noi, su di noi e dentro di noi? Perché il nostro sistema immunitario non esplode grazie a tutti i segnali di rilevamento dei microbi nella nostra pelle, nei polmoni, nella bocca e nell'intestino?

Non lo fa perché anche il sistema immunitario ha una proprietà chiamata tolleranza immunologica, in cui i meccanismi immunitari vengono soppressi per evitare inutili danni collaterali. La tolleranza immunitaria non si estende solo alle nostre proteine, ma si estende anche al nostro ambiente microbico non minaccioso. I tessuti che hanno una costante esposizione microbica, come nel nostro intestino, sono ricchi di cellule che inducono tolleranza (chiamate cellule T regolatorie) che aiutano il sistema immunitario a controllarsi e a prevenire le malattie autoimmuni.

Ma a volte il sistema immunitario non tollera ciò che dovrebbe essere e le persone si ammalano di malattie autoimmuni o allergie o hanno una risposta inappropriata a un’infezione. È interessante notare che l’incidenza di queste condizioni sta aumentando ovunque nel mondo sviluppato, perché nonostante siamo circondati da microbi, in realtà stiamo migliorando nel nostro essere “puliti” di quanto pensiamo.