Inmunologa Es la ciencia que estudia la inmunidad

Inmunología Es la ciencia que estudia la inmunidad Conjunto de mecanismos, adquiridos antes del nacimiento y madurados en los primeros años de vida, que un individuo posee para enfrentarse a la invasión de cualquier cuerpo extraño y para hacer frente a la invasión de tumores. El sistema inmune es el responsable de conferir la inmunidad Se distribuye por todos los órganos y fluidos vasculares e intersticiales, excepto el cerebro, y se concentra en médula ósea, bazo, timo y nódulos linfáticos. • Componentes celulares • Linfocitos Presenta • Macrófagos • Granulocitos • Moléculas solubles • Anticuerpos • Linfocinas • Sistema del complemento 1

Defensas frente a la infección Existen dos tipos de mecanismos defensivos: Innatos Adquiridos 1. Mecanismos innatos = Respuesta inespecífica Defienden al organismo contra todo tipo de invasiones y presentan dos barreras: 1. 1. Barreras primarias, naturales o anatómicas Impiden la entrada de forma indiscriminada y, a su vez, pueden ser: • Físicas. Son la piel y las mucosas. La piel es impermeable para la mayoría de los microorganismos gracias a su capa córnea que actúa como barrera mecánica. Las mucosas actúan en las cavidades internas. • Químicas. Ciertas secreciones de las mucosas como la saliva, saliva mocos y lágrimas contienen lisozima (disuelve mureina de Gram+) con acción bactericida. El sudor y las secreciones sebáceas contienen sustancias antivíricas y antibacterianas. El p. H ácido de la vagina y estómago es antimicrobiano. Las secreciones mucosas de las vías respiratorias (junto con cilios) evitan la entrada de microbios en pulmones. • Flora bacteriana. Estos microorganismos presentes en nuestro organismo impiden que se instalen otros que pueden ser perjudiciales. 2

Defensas frente a la infección 1. Mecanismos innatos = Respuesta inespecífica 1. 2. Barreras secundarias = Respuesta celular inespecífica Se activa cuando los microorganismos atraviesan las barreras naturales y penetran en los tejidos profundos. En ese momento entran en acción diversos agentes transportados por la sangre y la linfa; unos son de tipo celular (células fagocitarias) y otros de tipo humoral (interferon y el sistema de complemento). Los fagocitos que actúan son cierto tipo de glóbulos blancos formados en la médula ósea roja: • Neutrófilos. Leucocitos granulocitos muy abundantes y de vida media corta (6 horas). Son los primeros en actuar, llegando a los tejidos infectados al abandonar los vasos sanguíneos. • Monocitos. Son leucocitos agranulocitos atraídos hacia el lugar de la infección por toxinas emitidas por los microbios. Llegan después de los neutrófilos y en el lugar de la infección se transforman en Macrófagos, más grandes y ameboides. Estos fagocitos interactúan con las células del sistema inmunitario, los Linfocitos. 3

Defensas frente a la infección También se consideran respuestas inespecíficas: • La de las células asesinas o NK (Natural Killer), linfocitos especiales que secretan citotoxinas que actúan sobre células infectadas por virus, ciertas células tumorales, células invasoras… Carecen de receptores antigénicos en su superficie. • La del Interferón que es un grupo de glucoproteínas producidas y secretadas por las células infectadas por virus y no actúan directamente sobre ellos, sino que estimulan a las propias células para resistir a su ataque. • La del sistema del complemento, formado por proteínas que atacan a las membranas del agente patógeno, inducen la fagocitosis por macrófagos y colaboran en las respuestas específicas 4

Defensas frente a la infección Todos estos mecanismos se ponen de manifiesto en la respuesta inflamatoria, inflamatoria señal de la llegada de los agentes patógenos a los tejidos. Las reacciones de las que consta son: • Las células afectadas por la invasión liberan sustancias, como la histamina por los basófilos. Estas sustancias incrementan el flujo sanguíneo (dilatación vasos) y la permeabilidad de los capilares en el área • Los neutrófilos y macrófagos atraviesan la pared de los capilares y se acumulan en el área infectada atraídos por dichas sustancias y fagocitan los agentes patógenos. • Se acumulan neutrófilos macrófagos tanto vivos como muertos, los cadáveres de los microorganismos y el suero sanguíneo formando el pus. • Aumenta la temperatura local, lo que dificulta la reproducción de los microbios En consecuencia, el área afectada manifiesta los 3 síntomas de la respuesta inflamatoria: calor, rubor y dolor 5

Defensas frente a la infección 2. Mecanismos adquiridos = Respuesta específica Es llevada a cabo por el sistema inmunitario formado por células y por moléculas de proteína Linfocitos Anticuerpos Características de este sistema inmunitario son: • Nos provee de defensas contra parásitos, órganos transplantados, células cancerosas y sustancias producidas por ellos al tomar contacto con estos agentes extraños • Distingue lo propio de lo extraño • Aprende durante las primeras fases del desarrollo embrionario (tolerancia inmunológica). Si se pierde se producen las enfermedades autoinmunes. • Las moléculas capaces de activar el sistema inmunitario (cualquier molécula ajena al organismo) se denominan antígenos. 6

Defensas frente a la infección 2. Mecanismos adquiridos = Respuesta específica Los linfocitos son un tipo de glóbulos blancos formados en la médula ósea roja a partir de células madre hematopoyéticas pluripotenciales (dan lugar a todo tipo de células). No son fagocitos y circulan de forma ameboidea por el sistema linfático y sanguíneo. Existen dos tipos de linfocitos Linfocitos T Maduran y se diferencian en el Timo Realizan la respuesta inmunitaria celular que supone la destrucción de los antígenos, bien por los propios linfocitos bien porque éstos inducen a hacerlo a otras células. Linfocitos B Se diferencian independientemente del Timo; en las aves en la bursa y en mamíferos no se conoce exactamente (se sugiere: amígdalas, placas de Péyer o médula ósea) Realizan la respuesta inmunitaria humoral, ya que fabrican anticuerpos, anticuerpos proteínas que reaccionan específicamente con un antígeno. 7

Defensas frente a la infección 2. Mecanismos adquiridos = Respuesta específica Respuesta inmunitaria celular Al contacto con el antígeno los linfocitos T se sensibilizan y unos adquieren memoria inmunológica, permaneciendo en reposo durante mucho tiempo, pero siendo capaces de responder muy rápidamente a una nueva invasión. Otros se convierten en linfocitos efectores que pueden ser de tres tipos: Linfocitos T citotóxicos Tc Destruyen por contacto en breves minutos células extrañas, cancerosas o de tejidos transplantados. Linfocitos T supresores Ts Actúan en el control de los circuitos celulares, evitando la excesiva producción de linfocitos B y, por tanto, la sobreproducción de anticuerpos específicos. Linfocitos T colaboradores Th Activan a los linfocitos B T dependientes para que se transformen en células plasmáticas que segregan anticuerpos específicos. Además son necesarios para que los linfocitos Tc y los Ts respondan a los antígenos Producen también linfoquinas, proteínas que actúan como mensajeros químicos para reclutar células linfoides no sensibilizadas y llevarlas a la zona de infección. 8

Defensas frente a la infección 2. Mecanismos adquiridos = Respuesta específica Respuesta inmunitaria celular La forma en que los linfocitos T reconocen a los antígenos depende de su tipo: Si el linfocito es Tc sólo reconoce al antígeno si éste está en la superficie de una célula diana o célula propia. Si el linfocito es Th sólo reconoce al antígeno si éste está en la superficie de una célula presentadora. Éstas son células especiales, principalmente macrófagos que fagocita el antígeno y lo digieren parcialmente, trasladándose los fragmentos hasta la superficie del macrófago y así se los presentan a los linfocitos Th que los pueden entonces reconocer Tanto los linfocitos Th como los Tc, antes de reconocer al antígeno sobre una célula diana o sobre una presentadora, deben asegurarse que ambas células son propias y para ello exigen la prueba de reconocimiento de los antígenos del complejo principal de histocompatibilidad (CPH) 9

Defensas frente a la infección 2. Mecanismos adquiridos = Respuesta específica Respuesta inmunitaria celular Este complejo principal de histocompatibilidad son varias decenas de glucoproteínas de membrana, de cada una de las cuales puede haber más de 100 versiones distintas en la población (en humanos se conoce como HLA = Human leucocito antigens) Los individuos tienen poca probabilidad de tener el mismo CPH, por lo que se consideran marcadores de identidad biológica. Gracias a ellas los individuos somos únicos, tanto química como genéticamente 10

Defensas frente a la infección 2. Mecanismos adquiridos = Respuesta específica Respuesta inmunitaria humoral Sobre la forma de actuar de los anticuerpos hay dos teorías: Hasta los años 40 se pensaba que la producción de anticuerpos específicos era inducida por el contacto del antígeno con el anticuerpo Confección a medida En los años 50 surgió la idea de que cada linfocito queda destinado a reaccionar con un antígeno concreto durante el desarrollo embrionario, antes de ser expuesto a ese antígeno. Cada linfocito presenta en su superficie proteínas receptoras que al adaptarse al antígeno hacen que prolifere y madure Selección clonal 11

Defensas frente a la infección 2. Mecanismos adquiridos = Respuesta específica Respuesta inmunitaria humoral Los linfocitos B vírgenes (sin contactar con antígenos) llevan anticuerpos en su membrana. La unión entre el anticuerpo del linfocito y el antígeno induce a los linfocitos B vírgenes a diferenciarse en Células plasmáticas Células con memoria Son las verdaderas productoras de anticuerpos solubles que pasan al torrente circulatorio (pueden Se dividen por mitosis dando clones de células formar 2000 moléculas/s) idénticas, parte de las cuales quedan en reserva para responder rápidamente en caso de reaparición den antígeno (respuesta inmunitaria secundaria) Para activar los linfocitos B T dependientes, además de la fijación del antígeno se necesita colaboración de los linfocitos Th 12

Defensas frente a la infección 2. Mecanismos adquiridos = Respuesta específica Respuesta inmunitaria humoral Inmunoglobulinas o Anticuerpos • Son todos proteínas denominadas inmunoglobulinas ( Ig ) H • Existen 5 tipos de Ig, aunque todos tienen una estructura básica en forma de Y Tienen cuatro cadenas polipeptídicas iguales dos a dos 2 cadenas pesadas o cadenas H 2 cadenas ligeras o cadenas L Además existe: L 1 cadena glucídica en las cadenas pesadas Las uniones entre cadenas se hacen por puentes disulfuro (S-S) entre aminoácidos cisteina y otros enlaces no covalentes 13

Defensas frente a la infección 2. Mecanismos adquiridos = Respuesta específica Respuesta inmunitaria humoral Inmunoglobulinas o Anticuerpos Los antígenos se unen al Anticuerpo de forma específica en una región variable denominada Zona Fab, Fab con dos anclajes para ligar a dos antígenos idénticos La Zona Fc es una zona de soporte que sirve de unión para los componentes del complemento o para receptores de superficie de membrana Algunos anticuerpos presentan unas Zonas bisagra que permiten cierta adaptación al antígeno, aumentando la afinidad antígeno-anticuerpo 14

Defensas frente a la infección 2. Mecanismos adquiridos = Respuesta específica Respuesta inmunitaria humoral Inmunoglobulinas o Anticuerpos Existen 5 tipos de inmunoglobulinas clasificadas por las regiones constantes de sus cadenas pesadas • Ig. M, las primeras secretadas en la infección; están en la superficie de linfocitos B; activan fuertemente el complemento • Ig. G o γ-globulinas, el más abundante, atraviesan la placenta protegiendo al feto y al recién nacido y también están en la primera leche materna (calosro). Activan el complemento • Ig. A, protege las mucosas y se encuentra en secreciones tales como saliva, lágrimas, leche, moco de vías respiratorias y digestivas • Ig. D, en la superficie de los linfocitos B antes de ser activados; parece que la unión inicial de los antígenos a ellos induce a estas células a producir anticuerpos específicos • Ig. E, intervienen en la expulsión de parásitos (lombrices intestinales…). Se encuentran en los tejidos y al unirse al Antígeno activan la liberación de histamina 15

Defensas frente a la infección 2. Mecanismos adquiridos = Respuesta específica Respuesta inmunitaria humoral Reacciones Antígeno-Anticuerpo En cada antígeno existen varias zonas que se unen específicamente con el anticuerpo denominadas “determinantes antigénicos” antigénicos o “epítopo”. Son pues los responsables de la especificidad de la respuesta inmunitaria, ya que estimulan la producción de anticuerpos y la respuesta de los linfocitos T. Antígeno y anticuerpo se unen mediante enlaces no covalentes: • fuerzas de Van Waals • fuerzas hidrofóbicas… Esta unión es reversible. 16

Defensas frente a la infección 2. Mecanismos adquiridos = Respuesta específica Respuesta inmunitaria humoral Reacciones Antígeno-Anticuerpo Las reacciones más importantes que ocurren entre antígeno y anticuerpo son: • Precipitación. Cuando se unen antígenos con varios determinantes y anticuerpos solubles forman agregados insolubles que precipitan. • Aglutinación. Los anticuerpos se unen a antígenos presentes en la superficie de ciertas células (microorganismos …). Se forman así aglomerados de células. En este caso, los antígenos se laman aglutinógenos y los anticuerpos, aglutininas. • Neutralización. En este caso la unión del anticuerpo al antígeno provoca que éste no pueda realizar alguna función o actividad vital (se bloquea la acción). • Opsonización. La realizan los anticuerpos lamados opsoninas que recubren a las células con antígenos, facilitando su fagocitosis por un macrófago. 17

Defensas frente a la infección 2. Mecanismos adquiridos = Respuesta específica Respuesta inmunitaria humoral Reacciones Antígeno-Anticuerpo Si la unión antígeno-anticuerpo no es suficiente para eliminar el agente extraño, pueden colaborar otros elemetos tales como: • Sistema del complemento. Es un conjunto de proteínas del suero que coopera con la fagocitosis y los anticuerpos para combatir los antígenos (los complejos antígeno-anticuerpo son buenos activadores del complemento). Es un conjunto de 20 componentes denominados con la letra C seguida de un nº. Cuando comienza a funcionar se activa una cascada de reacciones enzimáticas que realizan varios efectos: • aumentar la permeabilidad vascular para dejar paso a fagocitos • atraer por quimiotaxis a los fagocitos a la zona de infección respuesta inflamatoria local) • destrucción de los microorganismos por lisis celular 18

Defensas frente a la infección Respuesta inmunológica primaria y secundaria Un antigeno es reconocido por primera vez Respuesta primaria Iniciado el contacto se forman clones de linfocitos B y T y células de memoria, aunque pasa aún un tiempo hasta que aparecen anticuerpos en sangre. Luego su concentración aumenta notablemente Por último, se produce una caída y al finalizar su concentración es tan baja que apenas se detectan en sangre El antigeno vuelve a penetrar al cabo de varios días e incluso años Respuesta secundaria Es mucho más rápida y más eficaz debido a la mayor concentración de anticuerpos y a que las células de memoria reconocen al antígeno 19

Defensas frente a la infección Tipos de inmunidad Inmunidad adquirida Inmunidad Innata Relacionada con los mecanismos inespecíficos Independiente del contacto previo con los patógenos Relacionada con los mecanismos específicos Requiere el contacto previo con los patógenos Se consigue a lo largo de toda la vida, protegiendo más que la innata Supone la adquisición de una memoria protectora específica Puede adquirirse de dos formas Inmunidad adquirida activa El propio individuo es capaz de generar rápidamente muchos Ac al haber adquirido memoria inmunológica por contactos anteriores con el Antígeno Puede conseguirse de dos formas Inmunidad natural activa Inmunidad artificial activa (Soportar con éxito una infección) (inducida mediante vacunas) Preparados antigénicos formados por microorganismos no virulentos o muertos desprovistos de toxicidad 2 propiedades Inmunidad adquirida pasiva Los anticuerpos son producidos por otro organismo. Su acción es poco duradera porque el indiv. inmunizado pasivamente no fabrica Antic. Puede conseguirse de dos formas Natural pasiva • Eficacia ocasionar una respuesta adecuada • Inocuidad sin poder patógeno Los Ac pasan de la madre al hijo: placenta, leche materna… Alcanza como máximo 1 año Artificial pasiva Los Ac se obtienen en preparados procedentes del suero de una persona o un animal La adquisición de inmunidad por sueros se llama SEROTERAPIA 20

Defensas frente a la infección Autoinmunidad y enfermedades autoinmunes La autoinmunidad es la habilidad de distinguir lo propio de lo extraño En el cigoto hay varios centenares de genes para la síntesis de Inmunoglobulinas Durante el desarrollo embrionario se diferencian los Linfoblastos Variedad de Linfocitos que producen Anticuerpos específicos Recombinación y mutación de su material genético En las enfermedades autoinmunes el sistema inmune no reconoce a las células propias. Algunos ejemplos son: • Esclerosis múltiple: Afecta a la sustancia blanca del cerebro y la médula espinal; el sistema inmunitario ataca a las células productoras de la vaina de mielina que recubre los axones, provocando entre otros síntomas: hormigueos, dolores y falta de fuerzas en piernas y brazos, anomalías de la visión, problemas de equilibrio. . • Artritis reumatoide: Afecta al revestimiento de las articulaciones • Diabetes mellitus juvenil: Afecta a las células secretoras de insulina • Miastenia gravis: Se destruyen las conexiones entre nervios y músculos • Lupus eritematoso sistémico: Puede originar erupciones cutáneas, artritis, anemia, convulsiones o problemas psiquiátricos y, a menudo, afecta a otros órganos internos entre los que se incluyen el riñón, los pulmones y el corazón. 21

Defensas frente a la infección Fenómenos de hipersensibilidad. Alergias La respuesta alérgica es una intensa reacción por parte del sistema inmunitario contra una sustancia extraña, en general inofensiva, llamada alérgeno. Comienza cuando el sistema inmune se SENSIBILIZA al ponerse en contacto por primera vez con el alérgeno En posteriores contactos con el alérgeno se desencadenan una serie de reacciones que provocan la producción y liberación rápida de histamina y otras sustancias que desencadenan síntomas alérgicos. Si el alérgeno llega a la sangre puede provocar una ANAFILAXIS La anafilaxia es una reacción general del organismo ante el contacto con un alergeno con el que anteriormente ya había reaccionado. Requiere atención médica inmediata puesto que, si no se controla, puede llevar a situaciones irreversibles, incluyendo la muerte. Ppuede afectar a varias partes del cuerpo tales como: La piel: Erupciones cutáneas… El tracto respiratorio En el superior produce estronudos y congestión nasal = rinitis alérgica En el inferior puede causar constricción y obstrucción de los bronquios = síntomas asmáticos El tracto intestinal Provoca náuseas, espasmos abdominales, diarrea y vómitos El sistema cardiovascular… 22

Defensas frente a la infección Rechazo de transplantes La técnica de los transplantes requiere la eliminación de tejido o del órgano dañado y la implantación de otros que reúnan las condiciones adecuadas para la supervivencia del receptor Donante y receptor el mismo individuo Se trata de un Autoinjerto Si las técnicas quirúrgicas y asépticas son adecuadas siempre tendrá éxito. Donante y receptor de la misma especie Donante y receptor de diferente especie Se trata de un Xenoinjerto, Xenoinjerto como entre cerdo y humanos Donante y receptor son genéticamente diferentes Donante y receptor son gemelos genéticamente iguales Riesgo de contraer enfermedades infecciosas en el postoperatorio El tejido transplantado generará en el receptor una respuesta inmune destructiva (=RECHAZO). Esto obliga a tratar al paciente con inmunosupresores inespecíficos (a veces también con específicos) 23

Presentación fecha nel Colexu Marista Auseva d’Uviéu por J. F. Castro Basándose nos apuntes ellaboráos pol IES de Pando n’Uviéu Delles imáxenes proceden de los apuntes citáos Entamu

Respuesta humoral 25

Macrófagocitando un virus y presentando los antígenos a un linfocito Th 26

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