profesora: maría antonia rojas...
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Profesora: María Antonia Rojas Serrano
INTRODUCCIÓN
Estamos rodeados de microorganismos potencialmente dañinos. Para evitar esto, los organismos poseemos un sistema defensivo o sistema inmunitario.
El sistema inmunitario es un sistema difuso constituido por células, moléculas y órganos difundidos por todo el organismo.
El sistema inmunitario se encarga de diferenciar los elementos propios de nuestro cuerpo, de los elementos extraños a él. Puesto que la gran mayoría de elementos extraños serán agentes patógenos causantes de enfermedad.
Sin embargo, esta característica del sistema inmunitario, puede ocasionar problemas, como en el caso de las alergias (respuesta inmune ante una sustancia inocua a nuestro organismo) y en el rechazo de trasplantes (introducción de un órgano o tejido procedente de un donante en un receptor).
Marcadores de lo propio: MHC Complejo Principal de Histocompatibilidad
El complejo principal de histocompatibilidad o MHC son unas glucoproteínas situadas en las membranas celulares que actúan como señales indicativas de lo propio.
Los componentes del sistema inmune al entrar en contacto con estructuras propias reconocen el MHC y bloquean su actuación. De no ser así, el sistema inmune atacaría a las células propias del organismo destruyéndolas.
Hay dos tipos de MHC:
- MHC I: presente en todas la células nucleadas.
- MHC II: presente en células presentadoras de antígeno (macrófagos, células dendríticas y linfocitos B).
Marcadores de lo extraño: Antígenos Los antígenos son moléculas extrañas al organismo, que se unen a anticuerpos específicos.
Suelen ser de naturaleza proteica y no son células ni organismos completos, sino que solo son fragmentos de moléculas externas presentes en organismos patógenos (bacterias, hongos, protozoos, gusanos parásitos, etc.) o en sus toxinas, así como también pueden ser fragmentos de virus o formar parte de moléculas externas de células tumorales o células procedentes de trasplantes.
Antígenos son moléculas de
naturaleza proteica presentes en
- Microorganismos (bacterias, hongos, protozoos…)
- Parásitos (gusanos) - Virus - Toxinas - Células tumorales - Células trasplantadas
Algunas moléculas de bajo peso molecular por sí solas no tienen carácter antigénico, pero cuando se unen a otras de mayor tamaño actúan como tales, a estas moléculas se denominan haptenos.
CÉLULAS DEL SISTEMA INMUNITARIO Todas las células que participan en la respuesta inmune proceden de células madre hematopoyéticas pluripotentes situadas en la médula ósea (o en el hígado fetal, durante las etapas embrionarias).
A partir de esta célula madre inicial se diferencian dos estirpes celulares:
- ESTIRPE MIELOIDE, origina las células que intervienen en la inmunidad innata. Estas células son:
• Megacariocitos: son células de gran tamaño, cuyos fragmentos citoplasmáticos originan las plaquetas.
• Basófilos: presentan gránulos en su citoplasma (granulocitos) y se tiñen con colorantes básicos, de ahí su nombre. Se diferencian en otro tipo de células, los mastocitos que son células situadas en el tejido conectivo que liberan histamina (respuesta inflamatoria).
• Eosinófilos: también presentan gránulos en su citoplasma (granulocitos) y se tiñen con colorantes ácidos. Intervienen en las infecciones frente a parásitos.
• Monocitos: son fagocitos que se diferencian en dos tipos celulares:
oMacrófagos: tienen capacidad fagocítica y son células presentadoras de antígeno (APC).
o Células dendríticas: con las mismas funciones que los macrófagos, pero estas están localizadas en los tejidos del cuerpo en contacto con el ambiente como la piel y los epitelios digestivos, respiratorios, urinarios y vaginales.
• Neutrófilos: son granulocitos, se tiñen con colorantes neutros y presentan función fagocítica.
- ESTIRPE LINFOIDE, a partir de ella se diferencian:
• Linfocitos B: son linfocitos productores de anticuerpos.
• Linfocitos T: que a su vez se diferencian en dos tipos:
o Linfocitos TC: que destruyen células infectadas o cancerosas.
o Linfocitos TH: estimulan a los linfocitos B y a los linfocitos Tc.
• Células NK (Natural Killer): al igual que los linfocitos Tc, destruyen células infectadas o cancerosas; pero las células NK pertenecen a la inmunidad innata.
Célula dendrítica
LAS CITOQUINAS Como ya sabemos, el sistema inmunitario es un sistema difuso, cuya eficacia está en función de la coordinación que exista entre todos sus componentes.
Las moléculas que actúan como mensajeros químicos del sistema inmune son las citoquinas, que son las proteínas encargadas de la comunicación intercelular.
Existen varios tipos de citoquinas:
- Interleuquinas (IL): actúan como mensajeros entre leucocitos. Si están producidas por linfocitos se denominan linfoquinas.
- Factores de necrosis tumoral (TNF): estimulan la reacción inflamatoria y también actúan contra células tumorales.
- Interferones (IFN): son producidos por distintos tipos de células como respuesta a infecciones víricas o a la presencia de células cancerosas.
- Quimioquinas: atraen por quimiotaxis a los leucocitos al área de infección.
ÓRGANOS DEL SISTEMA INMUNITARIO
Los órganos que forman el sistema inmune, aparecen distribuidos ampliamente por todo el cuerpo y se clasifican en dos grupos:
- Órganos linfoides primarios: son aquellos donde se produce la maduración de los linfocitos. Dentro de este grupo encontramos la médula ósea roja, el timo y la bolsa de Fabricio en aves.
- Órganos linfoides secundarios: en ellos se reagrupan los linfocitos y tiene lugar gran parte de la respuesta inmunitaria. Comprenden los ganglios linfáticos, el tejido linfoide asociado a mucosas y el bazo.
Órganos linfoides primarios * Médula ósea roja: situada en los espacios dejados por el tejido
óseo esponjoso, en ella se encuentran las células madre que serán las precursoras de todas la células sanguíneas, incluyendo los linfocitos (glóbulos blancos). Los linfocitos B, maduran en la médula ósea.
* Timo: en este órgano se produce la maduración de los linfocitos T. Se sitúa en el tórax detrás del esternón. El timo se encuentra totalmente desarrollado en el momento del nacimiento y va creciendo a lo largo de la infancia, hasta alcanzar la pubertad donde comienza su involución, reduciendo su tamaño y llegando a atrofiarse a edades adultas.
* Bolsa de Fabricio: estructura linfoepitelial que se encuentra únicamente en las aves. En ella se lleva a cabo la maduración de los linfocitos B, por eso estás células se llaman así. B de bolsa de Fabricio y fue donde se descubrieron por primera vez.
Órganos linfoides primarios en ellos se produce la maduración de los linfocitos
Timo Médula ósea roja
Bolsa de Fabricio en aves
Órganos linfoides secundarios
* Ganglios linfáticos: se encuentran dispersos a lo largo de los vasos linfáticos por todo el cuerpo, los ganglios son abundantes en cuello, cerca de las glándulas mamarias y en las axilas e ingles. Se encuentran recubiertos por una cápsula de tejido conjuntivo y presentan gran concentración de linfocitos y macrófagos. Y su función es poner en contacto los antígenos con los linfocitos.
* Tejido linfoide asociado a mucosas: son concentraciones linfáticas que no están rodeadas por una cápsula de tejido conjuntivo. Las amígdalas, las placas de Peyer situadas en el intestino y el apéndice cecal, son tejido linfoide asociado a mucosas.
* Bazo: es un órgano oval y la masa más grande de tejido linfático del cuerpo, situado en la parte izquierda entre el estómago y el diafragma. El bazo, al igual que los ganglios y el tejido linfoide asociado a mucosas, presenta gran cantidad de linfocitos y células fagocíticas que atrapan partículas. En el bazo, los materiales extraños entran por la vía sanguínea y no por la linfática, motivo por el que este órgano es de máxima importancia en presencia de infecciones que se propagan por la sangre.
Órganos linfoides secundarios los linfocitos entran en contacto con el patógeno e
interactúan entre sí.
Bazo Ganglio linfático
Tejido linfoide asociado a mucosas
INMUNIDAD Y RESPUESTA INMUNITARIA
Se denomina inmunidad a la resistencia y capacidad, que tiene nuestro sistema inmune, de luchar contra los agentes patógenos.
La respuesta inmunitaria es un proceso global y coordinado, desencadenado por un antígeno y puede ser de dos tipos:
- INMUNIDAD INNATA O INESPECÍFICA: es la primera que interviene, la tenemos desde que nacemos, actúa de la misma forma frente a patógenos distintos (no es específica) y no tiene ningún sistema de recuerdo frente a infecciones posteriores (no presenta memoria).
- INMUNIDAD ADQUIRIDA O ESPECÍFICA : actúa después de la respuesta innata, cuando esta no ha sido suficiente, no nacemos con ella sino que se va desarrollando y perfeccionando a lo largo de la vida, actúa de manera específica frente a un antígeno en concreto y se vuelve más eficaz tras sucesivas infecciones por parte de ese patógeno, por lo que posee memoria inmunológica.
RESPUESTA INMUNITARIA
ACTUACIÓN ESPECIFICIDAD MEMORIA
INNATA O INESPECÍFICA
Es la primera que actúa frente a partículas
extrañas y lo hace de manera inmediata.
No es específica, actúa de la misma
manera ante diferentes agentes
patógenos.
Al ser una respuesta general no presenta
memoria, puesto que no reconoce a los
antígenos y siempre actúa de la misma
manera.
ADQUIRIDA O ESPECÍFICA
Actúa después de la respuesta innata,
siempre que esta no haya sido efectiva. Y
tarda en producirse de 3 a 4 días.
Es específica, se desencadena frente
a un patógeno concreto.
Tiene memoria, es decir, produce células inmunes capaces de
reconocer a un antígeno concreto de ese patógeno y que
perduran en el tiempo, por lo que en una
segunda infección con ese mismo patógeno la
respuesta es más rápida y efectiva.
Inmunidad innata o inespecífica
Es la primera barrera defensiva que presenta nuestro organismo frente a las infecciones externas.
En algunos casos esta inmunidad es suficiente para combatir el patógeno.
Sus mecanismos de protección funcionan siempre de la misma manera, sin importar el tipo de invasor que actúe. Entre dichos mecanismos se incluyen las barreras externas que forman la piel y las mucosas, así como las barreras internas constituidas por los procesos de inflamación y fiebre, los fagocitos, el sistema de complemento, las células NK y las citoquinas o proteínas antimicrobianas (como los interferones).
Barreras externas La primera línea de defensa de los organismos contra invasores extraños es la envoltura constituida por la piel y las membranas mucosas.
La piel cuando está intacta es inquebrantable. Los microorganismos solo pueden penetrar a través de heridas o quemaduras.
Las mucosas son lugares más frágiles que la piel, pero están cubiertas de sustancias como el moco (retiene a los agentes patógenos), la saliva y las lágrimas que contienen sustancias antimicrobianas (lisozima). El pH extremadamente ácido del estómago impide el desarrollo de microorganismos patógenos que pueden acompañar al alimento ingerido. Además, el tubo intestinal alberga poblaciones resistentes de bacterias que defienden su territorio contra otros microorganismos. A pesar de todas estas defensas, las membranas mucosas son los sitios de entrada más comunes de los microorganismos o de sus toxinas.
Barreras internas
Cuando los microorganismos patógenos logran atravesar las barreras externas, se topan con una segunda línea defensiva, las barreras internas que son:
La inflamación es un proceso que evita que el patógeno que ha superado las barreras externas, se expanda por el organismo. Para ello, se incrementa el aporte de sangre a la zona infectada, aumentando la permeabilidad vascular, que origina hinchazón de la zona. Así se favorece la afluencia de leucocitos al foco de infección capaces de atravesar los capilares por diapédisis (deformación de la membrana plasmática y salida de los vasos sanguíneos al tejido infectado).
Entre las sustancias que contribuyen a la vasodilatación y aumento de la permeabilidad se encuentra la histamina liberada por los mastocitos, basófilos y plaquetas en respuesta a la lesión.
La fiebre ayuda al organismo a combatir la infección, el aumento de la temperatura corporal interfiere en el crecimiento y multiplicación de algunos microorganismos como las bacterias, favorece la actuación de las células inmunes, incrementando la fagocitosis.
La fiebre es un síntoma de infección, y viene determinada por la actuación de la interleuquina 1 (IL 1) producida principalmente por macrófagos. La IL 1 actúa sobre el centro de control de la temperatura corporal, situado en el hipotálamo, originando el incremento de unos grados de esta.
El sistema de complemento son una serie de proteínas que se unen a lo agentes patógenos y pueden destruirlos o favorecer su fagocitosis.
Al activarse, estas proteínas actúan de manera secuencial en cascada, amplificando la señal y aumentando la velocidad de respuesta, para eliminar al patógeno.
La activación del sistema de complemento puede darse por dos vías:
- Vía alternativa: la activación se debe a moléculas antigénicas del patógeno (forma parte de la respuesta inmunitaria innata).
- Vía clásica: la activación se desencadena debido a la unión antígeno-anticuerpo, por lo que pertenece a la inmunidad adquirida.
En ambas vías, aunque los componentes iniciales sean distintos, confluyen en un mismo punto, que es la rotura de la proteína C3 originando dos fragmentos C3a y C3b.
El fragmento C3a favorece la reacción inflamatoria (actúa sobre los mastocitos que liberan histamina).
El fragmento C3b se une a la superficie microbiana produciendo dos efectos:
• Opsonización: recubre a los microorganismos para facilitar su reconocimiento por parte de los fagocitos.
• Citolisis: junto a otros componentes del complemento, forma poros en las membranas plasmáticas de los patógenos, lo que favorece la entrada de agua y la lisis celular.
Las células fagocíticas, como neutrófilos, monocitos, macrófagos y células dendríticas, realizan la fagocitosis que es el proceso de captura e ingestión de las partículas infectivas.
Los interferones (IFN) son polipéptidos que interfieren en las infecciones víricas.
Las células infectadas por virus liberan interferones que son detectados por las células vecinas sanas, las cuales activan un mecanismo de defensa que impide la replicación del virus dentro de la célula. El interferón, además, favorece la destrucción de células infectadas.
(proteína antivírica)
Algunos interferones poseen actividad antitumoral, ya que son producidos en respuesta a la presencia de células cancerosas, activando a macrófagos y células NK capaces de destruir las células tumorales.
Las células NK (asesinas por naturaleza), al igual que los interferones, suelen destruir células infectadas por virus o células tumorales. Esto lo realizan segregando perforinas y otras sustancias citotóxicas que forman poros transmembranales, lo que ocasiona la destrucción de la célula por lisis directa o por inducción de la apoptosis (muerte celular programada). Las células NK representan las defensas naturales contra el cáncer.
Inmunidad adquirida o específica
Cuando los microorganismos burlan los mecanismos de la inmunidad innata, se activa la inmunidad adquirida, en la que el sistema inmune reconoce un antígeno en concreto y lo ataca.
La respuesta adquirida presenta las siguientes características: especificidad, tolerancia (o reconocimiento de lo propio) y memoria.
Hay dos tipos de respuestas de la inmunidad adquirida:
- La respuesta celular, que viene dada por los linfocitos T que presentan receptores (TCR) que permanecen unidos a la membrana plasmática de la célula. Los linfocitos T reconocen las células infectadas, se adhieren a ellas y las destruyen.
- La respuesta humoral, mediada por los anticuerpos producidos por los linfocitos B que se liberan a la sangre. Los anticuerpos son específicos para cada patógeno, se adhieren a él y lo bloquean o destruyen.
Respuesta celular Los linfocitos T se forman en la médula ósea y migran al timo, en donde ocurre su maduración, adquiriendo receptores de membrana propios de estas células llamados TCR (Receptor de la Célula T). Hay dos tipos de linfocitos T:
• Linfocitos TH (helper, auxiliares o colaboradores): presentan en su membrana plasmática una molécula llamada CD4 y se activan cuando una célula presentadora de antígeno (APC) les muestra el antígeno presentado en el MHC II. Las células que presentan MHC II son los macrófagos, las células dendríticas y los linfocitos B.
• Linfocitos TC (citotóxicos): presentan en su membrana celular la molécula CD8 y se activan cuando una célula presentadora de antígeno, les muestra un antígeno expuesto en un MHC I. Las células que presentan MHC I son todas las células nucleadas. Por lo que serán las células tumorales y las infectadas las que activen a los linfocitos TC .
Respuesta humoral
Los linfocitos B se forman y maduran en la médula ósea roja, adquiriendo sus receptores de membrana característicos llamados BCR (Receptor de la Célula B). Estos receptores reconocen directamente a los antígenos (sin necesidad de que los antígenos estén presentados en moléculas MHC), los introducen al interior celular por endocitosis y los procesan. Una vez procesados se los presentan a los linfocitos TH en sus moléculas MHC II, cuando los linfocitos TH reconocen el antígeno activan a los linfocitos B, transformándolos en células plasmáticas productoras de anticuerpos.
ANTICUERPOS Los anticuerpos o inmunoglobulinas, son glucoproteínas producidas por los linfocitos B.
La principal característica de los anticuerpos es unirse a un antígeno determinado.
La parte del antígeno a la que se une el anticuerpo se denomina epítopo o determinante antigénico, los antígenos suelen presentar varios epítopos distintos pero sólo uno de ellos será reconocido por un anticuerpo determinado.
Estructura de los anticuerpos
Cada molécula de anticuerpo consta de 4 cadenas polipeptídicas, dos de mayor tamaño llamadas cadenas pesadas o H y dos más pequeñas denominadas cadenas ligeras o L. Tanto las 2 cadenas pesadas como las dos cadenas ligeras son idénticas entre sí. Estas cadenas se unen mediante puentes disulfuro dando lugar a una estructura en forma de Y.
El tallo está formado por parte de las cadenas H, cuando se bifurca, se originan dos ramas integradas por las cadenas H y por las cadenas L adosadas a ellas. La zona de bifurcación o bisagra contiene varios puentes disulfuro, lo que confiere a la molécula cierta plasticidad. Unidas al tallo aparecen moléculas glucídicas.
Un anticuerpo consta de una región constante integrada por el tallo y una parte de ambas ramas, y de dos regiones variables constituidas por los extremos de las mismas.
La región variable constituye el sitio de unión al antígeno, denominado parátopo, y permite la unión de al menos dos moléculas de antígeno.
Tipos de inmunoglobulinas La región constante es la responsable de determinar los cinco tipos de inmunoglobulinas existentes:
* Ig G: son monoméricas, son las inmunoglobulinas más abundantes en la respuesta secundaria (segundo contacto con el antígeno),pueden atravesar la placenta inmunizando al feto de forma pasiva.
* Ig M: son pentaméricas, son los primeros anticuerpos que se producen tras la primera exposición (respuesta primaria).
* Ig A: son dímeros, aparecen en secreciones como lágrimas, saliva, mucus y la leche materna. Al estar presentes en la leche confieren inmunidad pasiva a los recién nacidos.
* Ig D: son monómeros, se localizan en la membrana de los linfocitos B (formando el BCR), por lo que participan en el reconocimiento de antígenos y en la selección clonal.
* Ig E: también son monómeros, intervienen en los procesos alérgicos y la lucha contra los parásitos.
Funciones de los anticuerpos Una vez que las regiones variables se unen al antígeno correspondiente, el anticuerpo realizará su función que viene determinada por las regiones constantes.
Las funciones de los anticuerpos son:
- Precipitación: cuando el antígeno tiene dos o más sitios de unión a los anticuerpos se forman agregados de ambos tipos de moléculas. Esto permite que los antígenos solubles precipiten, con lo que es más fácil el ataque de los fagocitos.
- Aglutinación: cuando los antígenos forman parte de las células o de partículas, la unión con los anticuerpos origina puentes entre ellas. Formando agregados de mayor tamaño que favorecen su destrucción.
- Neutralización: la unión de los anticuerpos a los virus, las bacterias y las toxinas bacterianas bloquea su unión con los receptores, impidiendo sus efectos patológicos.
- Opsonización y fagocitosis: los anticuerpos recubren los patógenos, uniéndose a ellos por las regiones variables; las regiones constantes se unen a los receptores de los fagocitos, favoreciendo la fagocitosis.
- Activación del complemento: la unión antígeno-anticuerpo activa la vía clásica del sistema de complemento.
SELECCIÓN CLONAL Los receptores BCR y TCR que reconocen a un antígeno determinado, están presentes en el organismo antes de que el patógeno que contiene ese antígeno lo haya infectado, es decir, el antígeno no hace que se fabriquen receptores que lo reconozcan, sino que los receptores capaces de reconocerlo ya existían antes.
Sin embargo, existe un número infinito de antígenos. ¿Cómo puede el organismo fabricar un número igualmente infinito de receptores que lo reconozcan?
Esto se consigue mediante un proceso llamado splicing alternativo del ARN, en donde se produce una barajamiento de exones, obteniéndose millones de posibilidades distintas.
Cada linfocito recibe un ARN único que codificará para un solo tipo de receptor. El linfocito que posea el receptor capaz de reconocer el antígeno presente en el patógeno que produce la infección, será seleccionado de entre todos los clones de linfocitos existentes.
el clon apropiado
MEMORIA INMUNITARIA Cuando un patógeno entra en el organismo por primera vez, se desencadena la respuesta inmune primaria que tarda varios días en aparecer. Es el tiempo necesario para que los linfocitos encuentren el patógeno, lo reconozcan, proliferen y se activen los linfocitos T y B oportunos.
Cuando termina la infección permanecen las células de memoria y si el mismo patógeno vuelve a infectar el organismo, estas células de memoria actuarán rápida y eficazmente destruyendo el patógeno antes de que se produzca la enfermedad. Por eso hay enfermedades infecciosas que sólo se sufren una vez en la vida.
