Immunologia Jordi Rib 2005 06 Continguts Immunologia sistema

Immunologia Jordi Ribó 2005 -06

Continguts - Immunologia, sistema immune i immunitat. - Defenses de l’organisme: barreres externes i barreres internes. - Concepte d’antígen. - Les cèl·lules del sistema immune. - Mecanismes de defensa: inespecífics i específics. - Els anticossos: estructura, tipus i funció. - Disfuncions i deficiències del sistema immunitari: autoimmunitat, immunodeficiències i hipersensibilitat. - Sèrums i vacunes. Importància industrial.

1. Immunologia, sistema immune i immunitat Disciplina de la Biologia que estudia el reconeixement “d'allò que és estrany”. Immunologia estudia els elements implicats en la defensa de l’organisme enfront els cossos estranys, processos de transformació de cèl·lules sanes en tumorals, malalties autoimmunes, al·lèrgies i fenòmens de rebuig.

o El sistema immune és un sistema difós, format per un gran nombre d’òrgans i teixits disseminats per tot el cos. S’encarrega d’elaborar la resposta immune enfront un antígen. o La capacitat de resistir a un agent infecciós, sigui per la defensa que realitza el sistema immune o sigui per la barrera que defensa l’organisme de la infecció, s’anomena immunitat.

2. Defenses de l’organisme o Humans i altres animals tenim una sèrie de barreres de defensa: n Externes: pell i mucoses. n Internes: macròfags i limfòcits.

o Segons la seva acció les barreres de defensa poden ser: n Inespecífiques: com les llàgrimes, que ataquen qualsevol tipus d’agent infectant. n Específiques: com les immunoglobulines, que són sintetitzades per un agent infectant concret.

n Segons la seva aparició en l’organisme les barreres de defensa poden ser: n Innates: s’originen en el procés de desenvolupament embriològic de l’individu, independentment de la presència d’antígens. n Adquirides: només es formen quan apareix un antígen, com succeeix en el cas de la formació d’immunoglobulines.

3. Barreres externes o o o Epitelis com l’epidermis de la pell i interns com els que recobreixen el tub digestiu. L’epidermis de la pell està formada per una gruixuda capa de cèl·lules amb queratina, amb continua descamació de les cèl·lules mortes la qual coca impedeix la fixació dels microorganismes. Mucoses (boca, anus, vagina. . . ) obertes a l’exterior. El mucus segregat impedeix fixació microorganismes. Flora microbiana boca, intestí, vagina impedeix el creixement de fongs o bactèries alienes a aquesta flora.

4. Barreres internes o Constitueixen el Sistema Immune, un sistema difós format pels: n n vasos limfàtics òrgans limfàtics teixits limfàtics cèl·lules i molècules distribuïdes pel torrent sanguini cap a altres teixits.

o Els vasos limfàtics: n n Els vasos limfàtics formen part del sistema circulatori limfàtic. Formen una xarxa oberta de vasos per on circula la limfa. La limfa és drenada en els ganglis limfàtics, on es detecten els antígens, que posaran en marxa el sistema immune.

o Òrgans del sistema immune: n n Òrgans limfoides primaris: on es formen les cèl·lules del sistema immune, la medul·la òssia i el timus. Òrgans limfoides secundaris: és el lloc on les cèl·lules del sistema immunitari acaben de madurar o bé s’activen produint la resposta immune. Són la melsa i els ganglis limfàtics.

o La medul·la òssia: Es troba a l’interior dels ossos curts i plans i a la zona esponjosa dels ossos llargs. Té capacitat hemotopoyètica i en el seu interior apareixen les cèl·lules mare, indiferenciades i pluripotents, capaces d’originar un cop madurades les cèl·lules que circulen per la sang. En la mèdul·la òssia es formen les cèl·lules del sistema immune, com els limfòcits, els macròfags o els monocits.

o El timus: Es troba en la part superior del tòrax. És un òrgan que redueix molt la seva grandària després dels primers 7 anys de vida. Està format per dos lòbuls que es subdivideixen en lòbuls més petits separats per un teixit conjuntiu (travècules). En cada lòbul petit es diferencia un córtex i una medul·la. En el córtex, les cèl·lules que venen de la medul·la òssia proliferen, convertint-se en timòcits, que un cop han madurat s’emmagatzemen en la mèdul·la dels lòbuls petits del timus. Són els limfòcits T o cèl·lules T, que migren cap a la sang a través dels vasos limfàtics.

o La melsa: Es troba a la zona subtoràcica, darrera de l'estómac. En ell apareixen dos tipus de teixits, la pulpa vermella i la pulpa blanca. La pulpa vermella filtra la sang i captura i destrueix els eritròcits vells. La pulpa blanca conté el teixit linfoide, en forma de beina, al voltant d’una arteriola. Aquest teixit rep el nom de PALS (beina arteriolar linfoide-periarteriolar lymphoid shealth). En el PALS es troben els limfòcits T i els limfòcits B, que s’activen en presència d’antígens.

o Els ganglis limfàtics: Es troben repartits per tot el sistema circulatori limfàtic. En un gangli es distingeix l’escorça, on es troben els linfòcits B, una paraescorça per sota amb els limfòcits T i una medul·la en posició central. Els ganglis limfàtics filtren la limfa, presentant els antígens als limfòcits B i T, amb la conseqüent activació d’aquestes cèl·lules.

o o Teixits del sistema immune: són els teixits limfoides, associats a altres aparells o sistemes. n GALT: associat al tub digestiu, inclou amígdales, l’apèndix vermiforme i plaques de Peyer. n BALT: associat a l’aparell respiratori. n MALT: associat a les mucoses. En tots aquests teixits es troben limfòcits B i T, a més d’altres tipus cel·lulars que pertanyen al sistema immune. Les cèl·lules B i T s’activen quan els antígens capturats per aquests teixits són presentats a elles.

5. Concepte d’antígen o Els antígens són molècules estranyes a l’organisme, que s’uneixen a anticossos específics, un per a cadascuna d’elles. n No són cèl·lules completes ni virus, són tant sols fragments de les molècules externes d’un virus o restes de membrana de cèl·lules estranyes com una bactèria o una cèl·lula tumoral. També poden ser toxines alliberades o molècules estranyes.

o L’antígen pot ser qualsevol tipus de molècula. n n n Les més abundants acostumen a ser les de naturalesa proteica. Només s’uneix a l'anticòs una part de la molècula de l’antígen: el determinant antigènic o epítop. La zona del anticòs que s’uneix a l’antígen s’anomena paràtop. A vegades l’antígen pot unir-se a l’anticòs però no generar resposta immune. Es tracta de molècules sense resposta immunogènica. Aquestes molècules s’anomenen haptens. Si un haptè s’uneix a una proteïna gran produeix inmunogenicitat.

Anticòs Antígen Paràtop Epítop

6. Les cèl·lules del sistema immune o o Totes les cèl·lules que intervenen en la defensa de l’organisme deriven de cèl·lules totipotents, existents en l’embrió. Aquestes cèl·lules es diferencien en cèl·lules mare hematopoyètiques que es situen a l’interior de la mèdul·la òssia. Aquestes cèl·lules mare poden formar qualsevol cèl·lula sanguínia, des de limfòcits a eritròcits. Per aquest motiu s’anomenen cèl·lules hematopoyètiques pluripotents.

Eritròcits Granulocits Neutròfils Eosinòfils Basòfils, Mastocits Estirp mieloide Monocits, Macròfags Megacariocits

Limfòcits B Estirp Limfoide Limfòcits T TCD 4 TCD 8 Cèl·lules assassines (Natural killers)

o Les estirps cel·lulars. La cèl·lula mare pot originar dos estirps cèl·lulars diferents: n n Estirp mieloide: genera diferents tipus cèl·lulars depenent de les molècules segregades per les cèl·lules de l’entorn. Si hi ha eritropoyetina*, eritrocits. Si hi ha interleucines**, o altres factors de creixement, granulòcits que a la vegada poden formar neutròfils, eosinòfils i basòfils. També poden originarse monòcits que a la vegada originaran macròfags. Estirp limfoide: origina limfòcits B i limfòcits T. *glucoproteïna activadora producció glòbuls vermells quan falten a la sang o disminueix concentració oxigen. **conjunt de molècules segregades pel sistema immune per la producció de resposta immunitària.

Eritrocits, transport oxigen, sense nucli en mamífers, contenen hemogloibina Granulocits, tenen gran quantitat de grànuls en el seu interior Basòfils i Mastocits. Produeixen les mateixes substàncies. Origen comú a la medul·la òssia, però el seu precursor és diferent. Basòfils, leucòcits, molt poca quantitat a la sang. Contenen histamina (vasodilatador) i heparina (anticoagulant). Mastocits, es troben en el teixit conjuntiu, alliberen histamina quan són exposats a antígens. També alliberen heparina. Neutròfils, leucòcits que es tenyeixen amb colorants neutres. Nucli en forma de ronyó. Cèl·lules fagocítiques, les més nombroses i importants en la resposta immune innata. Eosinòfils, es tenyeixen amb colorants àcids. Poca quantitat a la sang (2 -3%). Essencials. Defensen infeccions agudes.

Monocits, són leucocits, agranulocítics, sense grànuls citoplasmàtics, circulen per la sang. Es diferencien en els teixits, formant macròfags. Aquestes són les principals cèl·lules fagocítiques del sistema immunitari. Els megacariocits originen les plaquetes o trombocits al trencar-se el seu gran citoplasma. La funció de les plaquetes és la de formar trombos per evitar pèrdues de sang en ruptures de vasos sanguinis de petita grandària.

Els limfòcits B es formen en la mèdul·la òssia. Allí s’activen en presència d’antígens, es transformen en cèl·lules plasmàtiques i circulen pel torrent circulatori alliberant anticossos. Els linfocits B madurs situats en la medul·la òssia presenten receptors específics de cèl·lules B. Aquests receptors s’anomenen BCR (B Cell Receptor). Aquests receptors són immunoglobulines, que seran alliberades en activar-se el limfòcit. També apareixen proteïnes reconeixedores d’antígens, conegudes amb el nom de Complex Principal de Histocompatibilitat, o MHC (Major Histocompatibility Complex). Quan el MHC reconeix l’antígen específic pels BCR del limfòcit B madur activat, aquest limfòcit B es transforma en cèl·lula plasmàtica, alliberadora de immunoglobulines.

Els limfòcits. T comencen la seva formació en la medul·la òssia. Després migren cap al timus i allí maduren. Entre les seves proteïnes de membrana tenen el receptor TCR (T Cell Receptor) que és molt similar al fragment de l’anticòs que reconeix l’antígen. També hi ha un altre receptor anomenat CD (Cluster Diferenciation). Aquest receptor CD s’utilitza per distingir les dues sèries de limfòcits T, els TCD 4 i els TCD 8. Els receptors TCR i els receptors CD reconeixen els antígens presentats pel complex principal d’histocompatibilitat (MHC) dels limfòcits B. TCD 4

Les cèl·lules assassines naturals (Natural Killers) són cèl·lules limfocítiques, però no pertanyen a estirps de limfòcits T o B. Es caracterítzen per ser cèl·lules grans i no presenten grànuls en el seu citoplasma. Es formen a la medul·la òssia, realitzant la seva funció en qualsevol teixit. Actuen en la resposta immunitaria innata, sent molt important la seva funció en infeccions víriques. Aquestes cèl·lules detecten canvis en la membrana de les cèl·lules infectades, unint-se aleshores la cèl·lula assassina a la cèl·lula infectada , alliberent-se substàncies citotòxiques que provoquen la mort cel·lular. També estan implicades en el reconeixement i lisis de cèl·lules tumorals. Aquest grup cel·lular és responsable de la immunitat contra el càncer, al presentar la cèl·lula cancerosa en la seva membrana molècules específiques que no presenten les cèl·lules sanes. Aquestes molècules són les que reconeixen aquestes cèl·lules assassines.

7. Mecanismes de defensa: inespecífics i específics o Mecanismes d’acció defensiva (un cop superades les barreres físiques): n Inespecífics: o o o n Resposta inflamatòria. Activació del complement. Acció de l’interferó. Específics (un cop han fallat els inespecífics): o o Resposta cel·lular. Resposta immune humoral.

o Mecanismes inespecífics: n n La resposta inflamatòria: quan la pell i mucoses pateixen una lesió. Efectes: envermelliment, inflamació, dolor i febre local. o o Envermelliment: a conseqüència de l’augment del flux sanguini de la zona degut a l’alliberament per les cèl·lules lesionades de substàncies piretogèniques com la histamina. A l’augmentar el flux de sang, el volum de la zona augmenta (inflamació dels teixits) i provoca pressió sobre les terminacions nervioses (dolor). La febre és conseqüència dels agents piretogènics (la temperatura elevada activa el metabolisme dels macròfags i inhibeix la divisió bacteriana).

n n n Les substàncies alliberades en la primera fase del procés d’inflamació atrauen per quimiotaxi als macròfags, neutròfils, basòfils i eosinòfils cap a la zona d’inflamació. El pas d’aquestes cèl·lules s’efectua per diapèdesi: les cèl·lules atretes s’enganxen a l’endoteli dels capil·lars i emeten pseudòpodes, movent-se cap a la zona infectada. Quan els macròfags i neutròfils arriben a la zona fagociten els agents patògens. La fagocitosi és facilitada pel procés d’opsonització* realitzat pel sistema del complement. *Opsonizació: procés d’aglutinació d’agents patògens provocat per proteïnes plasmàtiques, immunoglobulines, interleucines i proteïnes del sistema del complement que culmina amb la destrucció per fagocitosi dels agents patògens.

n n Quan els macròfags són estimulats segreguen citocines, com interleucina-1 o interleucina-6 i factor de necrosis tumoral. Aquestes molècules actuen sobre el fetge, estimulant la síntesi de proteïnes de fase aguda i sobre l’hipotàlam que produeix l’augment de la temperatura corporal (febre). En tota aquesta operació es produeix: o o Per una banda augment local de les defenses de l’organisme amb el que la resposta és més ràpida i eficaç. Per altra banda es produeix un mal tisular, amb la mort de cèl·lules que formen trombos taponant els vasos sanguinis i reduint la resposta inflamatòria.

Animació procés fagocitosi

n El sistema del complement: o o Està format per 21 proteïnes plasmàtiques sintetitzades pel fetge i localment per macròfags. Mecanisme d’actuació per activació en cascada (en cada pas de la reacció s’amplifica el procés, ja que cada enzim pot activar moltes molècules que a la vegada són activadores d’una altra reacció). L’activació suposa el trencament (proteolisi) de la proteïna inactiva en uns quants fragments (dos o més), que actuen sobre la proteïna següent. Existeixen dos mecanismes d’activació del sistema del complement, la via alternativa i la via clàssica.

Via alternativa: més antiga filogenèticament que la clàssica. Present en animals filogenèticament antics. Entra en funcionament quan es detecten estructures estranyes. Descoberta després de la via clàssica. Via clàssica: la primera en descobrirse. Mecanisme filogenèticament més modern. Per posar-se en marxa necessita la presència del complex Antígen-Anticòs, típic de vertebrats superiors. Encara que la formació del complex Antígen-Anticòs és un procés específic, aquesta via és inespecífica, ja que s’activa de la mateixa manera independentment de l’Antígen.

o o o El punt central de la cascada és l’activació de la proteïna C-3, que forma dues subunitats actives, C 3 a i C 3 b. C 3 a intervé en la resposta inflamatòria. C 3 b actua sobre la següent proteïna per, al final, formar el complex d’atac a les membranes. Aquest complex proteic perfora la membrana bacteriana, provocant un desequilibri osmòtic i en conseqüència la lisi cèl·lular. També actua sobre virus amb embolcall. Sistema inespecífic que actua sobre qualsevol cèl·lula bacteriana.

n L’interferó: o o o És una glucoproteïna de secreció alliberada per qualsevol tipus cel·lular. Molècules més conegudes: IFN-a, IFN-b, IFN-g. IFN-alfa, IFN-beta sintetitzats en resposta infecció vírica (presència d’ARN bicatenari). Inhibeixen la replicació viral i activen proteïnes degradadores de l’àcid nucleic víric. També incrementen el nombre de proteïnes presentadores de l’antígen viral, de manera que els TCD 8 (cèl·lules citotòxiques) i les cèl·lules assassines (natural killers) degraden ràpidament la cèl·lula infectada. Els interferons s’uneixen a les membranes cel·lulars adjacents, augmentant la resistència a ser infectades. Així s’aïlla la zona infectada. El IFN-g és alliberat per cèl·lules tumorals o per cèl·lules infectades de bactèries. La seva presència dispara l’acció de macròfags, cèl·lules assassines i limfòcits TCD-8

o o Mecanismes específics: es desencadenen quan un determinat antígen ha entrat a l’interior de l’organisme. Característiques: n n Especificitat: només actuen les cèl·lules activades per l’antígen. Només actuen sobre antígens externs, no sobre cèl·lules pròpies. Especialització: actuen cèl·lules o molècules que poden atacar a aquest antígen i no unes altres. Memòria immunològica: resposta ràpida, eficaç i duradora enfront a l’antígen presentat per segona vegada. Regulació de la resposta: el procés s’acaba de manera gradual, a mesura que la quantitat d’antígen va disminuint.

o Resposta cel·lular (immunitat cel·lular): és la resposta específica en la que intervenen els limfòcits T en la destrucció dels agents patògens. Els limfòcits T ataquen i destrueixen cèl·lules pròpies, tumorals o infectades. n Tipus de limfòcits T: Tipus TCD 4: TH 1 o inflamatoris (activen o destrueixen cèl·lules infectades). TH 2 o cooperadors (estimulen als limfòcits B per produir l’alliberament d’anticossos). Tipus TCD 8 o citotòxics (destrueixen cèl·lules canceroses o que contenen patògens intracel·lulars). Indueixen a la apoptosi*. * Mort cel·lular programada. Aquest procés és provocat per senyals externes a la cèl·lula que activen enzims que destrueixen l’ADN de la cèl·lula.

El mecanisme d’actuació per cada limfòcit T és diferent. No obstant tots es disparen en presència d’antígens. L’agent patògen és capturat per les anomenades cèl·lules presentadores d’antígens (CPA), generalment macròfags que degraden aquests antígens. Al degradar-los, petits pèptids d’uns 10 AA de les proteïnes externes de l’agent patògen s’uneixen de forma específica en una esquerda existent en el MHC (Complex Principal d’Histocompatibilitat*) del macròfag. El tàndem MHC i el pèptid de la cèl·lula presentadora de l’antígen és exposat en la membrana. Aquest macròfag activat es movilitza pel torrent sanguini fins trobar limfòcits als que activarà. *Es un grup de proteïnes codificades per uns gens que es troben en el cromosoma 6 humà. Formen glucoproteïnes de membranes anomenades moléculas de CPH ó MHC. La funció d’aquestes proteïnas consisteix en presentar antígens als linmfòcits.

Els limfòcits TH 1 o inflamatoris són activats per les CPA que presenten MCH de classe II (pèptids de membrana). Només són activats els limfòcits TH 1 naïve o verges. Que tenen el receptor T complementari a l’antígen presentat per les CPA. Aquests limfòcits activats es divideixen i originen cèl·lules de memòria i cèl·lules efectores armades, que produeixen citocines, provocant la proliferació dels limfòcits TH 1, l’activitat fagocítica dels macròfags i, sobre tot, l’activitat citotòxica dels limfòcits TCD 8. Els limfòcits TH 2 o cooperatius són activats per les CPA, però en aquest cas són limfòcits B. El limfòcit B capta un antígen, el fagocita i el degrada. Després es presenta un pèptid de 13 AA que pertany a l’antígen degradat, unit al MHC de classe II en la membrana del limfòcit B. El CHM classe II unit al pèptid interacciona amb un limfòcit TH 2 naïve, activant-lo. El limfòcit TH 2 activat produeix limfocines, que actuen sobre els limfòcits B, estimulant la seva transformació en cèl·lules de memòria o cèl·lules plasmàtiques.

Els limfòcits. TCD 8 o citotòxics (LTC) són activats per cèl·lules que han estat infectades per virus. Com a conseqüència de la infecció, la cèl·lula activadora presenta en la seva membrana el MHC de classe. I unit a un pèptid de 10 AA que pertany a l’antígen. L’activació d’aquest limfòcit provoca la formació i proliferació de cèl·lules de memòria i cèl·lules actives. Les cèl·lules T citotòxiques actives segreguen perforina, que és un tipus de proteïna que forada la membrana de la cèl·lula infectada. Les perforines provoquen canvis en l’equilibri osmòtic, amb el que es produeix la lisi cel·lular. També les cèl·lules T citotòxiques alliberen enzims hidrolítics que provoquen la mort cel·lular programada (apoptosi) de la cèl·lula infectada.

o Resposta immune humoral: n n n Les cèl·lules no ataquen directament els antígens. Ho fan proteïnes anomenades ANTICOSSOS, alliberades per cèl·lules plasmàtiques. Aquesta resposta apareix en presència de patògens extracel·lulars o toxines bacterianes: els limfòcits B són activats per cèl·lules TH 2. Aquests limfòcits B activats proliferen i apareixen cèl·lules de memòria i cèl·lules plasmàtiques. Les cèl·lules plasmàtiques alliberen l’anticòs específic, que provocarà l’opsonització de l’antígen i la fixació dels sistema del complement.

o Resposta immunitaria primària i secundària. o Primària: quan per primer cop un antígen es posa en contacte amb l’organisme. Secundària: quan passat un temps el mateix antígen torna a activar el sistema immune. Primària: els nivells d’immunoglobulines s’assoleixen després d’un cert període de latència (llarg, d’ 1 a 14 dies) un cop s’ha produït l'estímul antigènic. Es de menor intensitat que la secundària. Predominen les Ig. M. Es creen limfòcits B de memòria (activats per cèl·lules TH 2). Secundària: Predominen les Ig. G. És una resposta més persistent en la seva acció que la primària, molt més ràpida (existeixen limfòcits B de memòria), els anticossos tenen més afinitat per l’antígen que en la primària, i se’n produeixen molts més. Aquests fets són la forma d’actuació de les vacunes basades en la resposta humoral que s’han d’administrar en repetides ocasions per aconseguir que el nivell d’anticossos protectors perduri en el temps. o o

8. Els anticossos: estructura, tipus i funció. n n n Són glucoproteïnes plasmàtiques globulars anomenades immunoglobulines. Les formen els limfòcits B madurs. La seva funció és unir-se a l’antígen i presentar-lo a les cèl·lules efectores del sistema immune.

n Estructura de les immunoglobulines: o Proteïnes globulars de gran pes molecular, formades per: n 4 cadenes polipeptídiques unides per ponts disulfur, un entre les cadenes L i H i 2 entre les cadenes H. Aquestes cadenes tenen radicals glucídics. n Hi ha 5 tipus de immunoglobulines: A, D, E, G i M. n Les cadenes H i L presenten dos regions o dominis: el domini variable, V, i el domini constant C. n El domini variable és el responsable de reconèixer l’antígen i unir-se a ell (allí es troba el paràtop). n El domini constant s’uneix a les cèl·lules del sistema immune per activar-les. n A les cadenes H apareix la regió frontissa que permet adquirir diferents angles entre les regions V i C i entre els braços de la immunoglobulina. 2 pesades (H) l, k 2 lleugeres (L) a, e, d, g, m Regions variables Regions constants

n Hi ha una gran varietat d’anticossos, tants com antígens. o n Reordenació i recombinació somàtica a l’inici de la vida dels limfòcits B o o n n Varietat deguda a la reordenació i mutació gens que codifiquen la regió V. Els gens V i C es troben separats en totes les cèl·lules, es reordenen per ajuntar-se en el cas dels limfòcits B: segments gènics. Fins a 3. 400. 000 regions V diferents: diversitat combinatorial. Mutació o hipermutació somàtica: addiccions o subtraccions de bases nitrogenades que codifiquen per la regió V. Reordenament no productiu: immunoglobulina no funcional. El procés de recombinació està molt regulat. Cada limfòcit només expressa un gen reordenat de la cadena H i un altre de la cadena L. Així, cada limfòcit produeix només un tipus d’anticòs.

Immunoglobulina G: la més abundant (80%) del total. S’uneix ràpidament amb macròfags i neutròfils provocant la destrucció del microorganisme. Pot travessar la barrera placentària i es segrega en la llet materna. Responsable de la immunitat fetal i la del nadó. Immunoglobulina A: correspon al 13 % del total d’immunoglobulines. Es troba específicament en secrecions seroses i mucoses, com la llet i les llàgrimes. Protegeix la superfície corporal i els conductes secretors. Es troba a la llet i participa en la immunitat del nadó. Immunoglobulina M: representa el 6 %del total de la immunoglobulina. Es troba en els limfòcits B naïve unida a la seva membrana plasmàtica. Es manifesta en la resposta primària activant el sistema del complement.

Immunoglobulina D: es presenta en molt baixa concentració (1%). Són les primeres immunoglobulines sintetitzades pels limfòcits B naïve. La seva funció és l’activació d’aquestes cèl·lules. La seva estructura és similar a l’estructura de la immunoglobulina G, encara que varia en la posició de les restes glucosídiques de les cadenes proteiques. Immunoglobulina E: es troba en concentracions molt baixes en el sèrum i secrecions a l’exterior (0, 002%). La seva concentració augmenta en processos al·lèrgics.

o Funcions de les immunoglobulines: la principal funció és la de reconèixer i unir-se a l’antígen per la seva destrucció. Per aconseguir aquesta finalitat, el domini constant de la immunoglobulina pot activar els següents mecanismes: n n n Activació del sistema del complement, que finalitza amb la lisi del microorganisme. Opsonització dels microorganismes: els anticossos s’uneixen a l’antígen, presentant-lo a un macròfag per la seva destrucció. Precipitació de toxines dissoltes en el plasma, d’aquesta manera són fàcilment destruïdes per macròfags. Aglutinació d’antígens en una determinada zona, facilitant l’acció dels fagocits i els limfòcits. Activació de limfòcits.

9. Disfuncions i deficiències del Sistema Immunitari. o Característica principal Sistema Immunitari reconeixement propi enfront estrany: s’anomena TOLERÀNCIA. n Actuació per defecte o per excés: tolerància afectada, malalties Sistema Immune: autoimmunitat, immunodeficiències i hipersensibilitat.

n Autoimmunitat: o o És un procés que es desencadena per una alteració en el reconeixement del propi. Un limfòcit o un anticòs reconeixen com a estranyes cèl·lules o molècules del propi organisme. Diabetis juvenil, esclerosi múltiple, artritis reumatoide, lupus eritematòs, la psoriasi. . . Utilització d’anticossos monoclonals, teràpia gènica. . .

n Immunodeficiències: o o Falta d’actuació del sistema immune. Dos tipus: Immunodeficiència primària o congènita que comporta la producció defectuosa de limfòcits T, limfòcits B o els dos alhora. n n n La més greu és la immunodeficiència Severa Combinada (SCIS). Apareix en la primera infantesa. Malaltia molt greu. Mort sense tractament. Protocol: Subministrar agents antimicrobians amb anticossos, trasplantament del moll de l'os i aïllament total del malalt en un recinte estèril Línies de recerca amb la teràpia gènica.

o Immunodeficiència secundària o adquirida que apareix al llarg de la vida d’un individu com a conseqüència d’infeccions víriques (SIDA), lesions greus que suposin una pèrdua de proteïnes, nutrició deficient, malalties que afectin al sistema immune (leucèmia) o derivades de tractaments mèdics (trasplantaments).

o Hipersensibilitat: es produeix una resposta immune enfront una substància pràcticament innòcua (pol·len, femtes àcars de la pols, maduixes, meló, . . . ). n n n Les substàncies enfront a les que hi ha resposta són els alèrgens i la reacció es coneix com al·lèrgia. El procés es desencadena amb una primera exposició a l’alèrgen. Els macrògags el degraden i el presenten en les seves membranes als limfòcits. Aquests produeixen immunoglobulines E, amb el que es produeix memòria immunològica. Una segona exposició pot provocar una hipersensibilitat immediata (fase aguda) i una sensibilitat retardada (fase retardada o cel·lular).

o En la hipersensibilitat immediata, la immunoglobulina E sintetitzada contra l’alèrgen s’uneix a aquest, activant-se els monòcits i basòfils. S’alliberen substàncies piretògenes (histamina, serotonina, heparina, . . . ) responsables de la resposta inflamatòria. o La sensibilitat immediata de gran intensitat rep el nom de shock anafilàctic. Es produeix un augment de la permeabilitat en els vasos sanguinis, amb el que el volum de líquid és més gran. D'aquesta manera la pressió arterial cau. A nivell respiratori els bronquis es contrauen, provocant asma i asfixia. A la zona intestinal apareixen contraccions, vòmits i mareig. Tot aquest quadre simptomàtic pot portar a una brusca baixada de la pressió sanguínia en la zona cerebral amb pèrdua de coneixement. També pot succeir en la zona cardíaca provocant un atac de cor i la mort. o

o La hipersensibilitat retardada s’anomena així, ja que apareix varies hores i fins i tot dies després. Es produïda per l’atac de limfòcits T a l’alèrgen quan aquest és transportat per la sang cap els diferents teixits.

o o o El tractament de la hipersensibilitat es fa amb antihistamínics. Aquests fàrmacs només són útils quan hi ha alliberament d’histamina. L'asma associada es tracta amb broncodilatadors. En els casos de shock anafilàctic la solució és una injecció intravenosa d’adrenalina. Les vacunes antial·lèrgiques consisteixen en inocular al pacient certa quantitat d’alèrgen. En posteriors dosis (inòculs) s’augmenta de manera progressiva la concentració d’alèrgen. El problema de les al·lèrgies és que no sempre es pot detectar l’alèrgen.

10. Sèrums i vacunes. Importància industrial. o o Immunitat natural: immunitat del cos com a conseqüència d’una resposta immune no provocada. Immunitat artificial: s’adquireix subministrant a l’individu un sèrum o vacuna. Pot ser: n n Activa. Passiva.

o Immunitat artificial passiva: s’adquireix quan es subministren directament anticossos específics per un patògen determinat. n n Es produeix immunitat ràpidament (unes poques hores), però el seu efecte no és de llarga durada (només uns mesos), ja que no s’activa la memòria immunològica. Aquests anticossos es coneixen amb el nom de sèrum o antídot. Antigament aquests antídots s’obtenien d’animals domèstics. Actualment s’utilitzen immunoglobulines humanes. Aquest tipus de sèrums s’utilitzen per immunitzar contra el tètanus, la diftèria, l’hepatitis A i B, etc.

o Immunitat artificial activa es produeix per inoculació d’una vacuna. La immunitat generada és efectiva un cop han passat uns quants dies, però al generar memòria immunològica, la seva capacitat és duradora. La vacuna té antígens contra els que reacciona el sistema immune. Aquests antígens indueixen a la formació dels seus anticossos corresponents, que activaran els limfòcits B i T, creant cèl·lules de memòria. Si l’antígen torna a presentarse, l’organisme està preparat per actuar sobre el patògen de manera ràpida i selectiva.

o Tipus de vacunes: n Vacunes amb patògens vius atenuats: el patògen es tracta en un laboratori per què perdi virulència (es tracta de virus als que s’indueix mutacions per què perdin virulència). o o n Xarampió, rubèola, poliomelitis, . . . Risc de que una mutació origini virus infecciós que provoqui malaltia. Vacunes amb soques no perilloses: es tracta de virus o bactèries que per mutació espontània i natural no són capaços de provocar una determinada malaltia, però si desencadenen resposta immunològica. o A vegades s’utilitzen patògens que causen , malaltia en una altra espècie, per exemple les vaques, però no en l’home.

o Vacunes amb patògens morts (bactèries) o atenuats (virus): s’utilitzen mètodes físics (alta temperatura, llum ultraviolada, radiacions, . . . ). n o Vacunes de la grip, tosferina, còlera, . . . Vacunes d’antígens purificats: s’utilitzen tècniques d’enginyeria genètica, obtenint-se generalment una proteïna n Vacuna hepatitis B.

o Línies de recerca actuals per l’obtenció de vacunes: n n Utilització de pèptids sintètics: mitjançant complexos enzimàtics es poden crear pètids a la carta. Difícil aïllament i recollida del pèptid carta. Fabricació de vacunes gèniques: s’utilitza un organisme modificat genèticament per què produeixi antígens que seran utilitzats per crear la vacuna: o o o Identificació i aïllament de l’agent patògen. Identificació del gen productor de l’antígen en l’agent patògen (per exemple gen proteïna càpsida virus). Introducció del gen en el genoma d’una bactèria i reproducció d’aquesta bactèria genèticament modificada. Producció de les proteïnes cercades. Extracció i aïllament. Elaboració i injecció vacuna per generar immunitat.

Elkin Patarroyo, Premi Príncep d’Astúries, treballa per l’obtenció d’una vacuna contra la malària, cedint els drets de la patent a la ONU i la OMS.

Defenses organisme Resposta immunitària Activació complement Acció interferó Inespecífiques Específiques Internes Externes Vasos limfàtics Òrgans limfàtics Teixits limfàtics Cèl·lules i molècules torrent sanguni Segons acció Resposta cel·lular Resposta humoral Epitelis Mucoses Flora bacteriana Innates Adquirides Segons aparició

Agent infectant Activació complement Lisi cel·lular bactèria Inhibició replicació viral Interferó TCD 8 Cèl·lules assassines Resposta imflamatòria Fagocitosi macròfags i neutròfils Augment flux sanguini Inflamació Febre Resposta cel·lular Limfòcits T Resposta humoral Liberació anticossos per cèl·lules plasmàtiques Limfòcits B Destrucció cèl·lules pròpies, tumorals o infectades Degradació cèl·lula infectada Activats TH 2 Opsonització

Immunization Resources http: //www. who. int/vaccines/en/other websites. shtml http: //iris. cnice. mecd. es/biosfera/