INMUNOLOGÍA SISTEMA INMUNOLÓGICO

Transcripción

1 INMUNOLOGÍA SISTEMA INMUNOLÓGICO Mblgo. JOSÉ L. GUTIERREZ APONTE Mblgo. LUIS A. SÁNCHEZ ANGULO

2 1. INMUNIDAD Estado de resistencia, natural o adquirido, de un organismo vivo a los agentes extraños, ya sean agentes infecciosos, tóxicos o degenerativos. El Sistema Inmune es el conjunto de todos los elementos que intentan conseguir la inmunidad

3 DEFENSA DEL ORGANISMO ANTE LOS CUERPOS EXTRAÑOS A lo largo de la evolución los animales han desarrollado una serie de barreras defensivas que protegen el medio interno, estable y rico en nutrientes, de la potencial invasión por cuerpos extraños, principalmente microorganismos. Las barreras pueden ser: Según su posición en el cuerpo Externas Internas En función de la dependencia de la identidad del cuerpo extraño Específicas, cuando dependen del cuerpo extraño Inespecíficas, si su protección es independiente del tipo de agente invasor.

4 Teniendo en cuenta estos criterios de especificidad y localización, las barreras defensivas se reúnen en tres grupos: 1. Barreras externas, inespecíficas, también conocidas como primarias por ser las que frenan inicialmente la invasión. Pueden ser: Barreras físicas, como la piel, que por su grosor y su descamación natural no es fácilmente atravesada por los microorganismos; los cilios de las vías respiratorias; las secreciones mucosas que atrapan a las sustancias extrañas en las aberturas naturales del aparato digestivo, respiratorio, y reproductor y el efecto de arrastre de las lagrimas, saliva y micción. Barreras químicas, como el ph ácido del estómago e intestino delgado, de los fluidos del aparato urogenital y de las secrecciones de las glándulas sebáceas y sudoríparas y la lisozima, enzima presente en las lagrimas y saliva que rompe la pared bacteriana. Barreras biológicas, pues la flora bacteriana autóctona, normalmente inofensiva, compite y controla a muchas poblaciones de gérmenes invasores patógenos, especialmente en el tubo digestivo. Figura 1: Barreras primarias

5 2. Barreras inespecíficas internas o barreras secundarias. Es un conjunto de células sanguíneas con capacidad fagocítica, como los macrófagos, granulocitos y células NK (asesinas naturales o "natural killer") y de biomoléculas inactivadoras, como el sistema del complemento y ciertas citocinas, que reaccionan indiscriminadamente ante cualquier elemento extraño en el interior del cuerpo. 3. Barrera interna específica. Las células responsables, los linfocitos, reaccionan ante ciertas sustancias extrañas, los antígenos, fabricando moléculas especializadas que solo neutralizan al antígeno iniciador, los anticuerpos. Esta repuesta tiene memoria, originando dos tipos: la respuesta primaria, tras el primer contacto con el antígeno y la respuesta secundaria, tras un nuevo contacto con el antígeno, es más rápida e intensa que la primaria. Ante los agresores colaboran los tres tipos de barreras.

6 Un antígeno es aquella sustancia que, siendo reconocida como extraña por el sistema inmune, es capaz de inducir en este una respuesta específica encaminada a su neutralización. La respuesta inmune consiste en la síntesis de un tipo de moléculas, los anticuerpos, que se unen específicamente al antígeno, desencadenando esta unión el proceso destructivo del Ag. Según la procedencia, los antígenos pueden ser: Nombre Autoantígen o Aloantígeno Procedencia Del propio individuo De individuos de la misma especie Ejemplo Células cancerosas Glóbulos rojos, transplante de corazón Xenoantígen o De especies distintas al receptor Virus, bacterias, ácaros

7 La mayoría de los Ag son proteínas, aunque muchos polisacáridos tienen también este comportamiento. Identificación de las células propias. Como son macromoléculas, casi todas superiores a 5 dalton, pueden poseer más de una zona con actividad antigénica A estas regiones superficiales se las conoce como determinantes antigénicos o epítopos, y por ellas se unen con los anticuerpos. Dependiendo del número de epítopos, los antígenos serán: monovalentes, divalentes o polivalentes En las membranas de nuestras células tenemos unas proteínas conocidas como CMH ( Complejo Mayor de Histocompatibilidad ), que marcan la pertenencia de las células a un individuo, son sus señas de identidad. En la especie humana hay muchos grupos distintos de CMH, que condicionaran la compatibilidad o el rechazo en los trasplantes, pues en este caso se comportan como antígenos. Figura 2: Esquema de un antígeno

8 Todas las células encargadas de la defensa corporal son células sanguíneas, en especial leucocitos. Según su función principal la realicen en la respuesta específica o inespecífica se agrupan en los siguientes apartados Células que intervienen en la respuestas inespecífica. Células que responden mediante "armas químicas". Eosinófilos Basófilos Células fagocitarias, mediante seudópodos capturan las sustancias extrañas y las digieren gracias a los abundantes lisosomas que poseen Monocitos Granulocitos neutrófilos Células que intervienen en la respuestas específica. Linfocitos

9 Los Eosinófilos tienen actividad lítica contra sustancias grandes no fagocitables, permitiendo de esta manera que los neutrófilos y los macrófagos puedan digerirlas. Tienen función en los estados alérgicos en la hipersensibilidad retardada. Los Basófilos poseen gránulos de heparina (anticoagulante) e histamina (vasodilatador) y mensajeros intercelulares. Estas sustancias son mediadores químicos que modulan la inflamación.

10 Los neutrófilos son importantes para la defensa del organismo de bacterias y otros microorganismos. Son los glóbulos blancos más abundantes. Circulan unos tres días en sangre, tras lo cual pasan a los tejidos del bazo, hígado y pulmón y se transforman en macrófagos, que pueden fagocitar patógenos grandes.

11 Son los principales agentes de la respuesta inmune. Según el lugar en que maduren, distinguimos: Linfocitos T Figura 3: Esquema de un macrófago y de los linfocitos Linfocitos B

12 Todas las células de este sistema proceden de las células madres hematopoyéticas de la médula ósea. De ella se originan células precursoras de linfocitos, que pueden madurar en distintos órganos: Las células del sistema inmune, encabezadas por los linfocitos, se producen, maduran o diferencian en un conjunto de órganos y tejidos que forman una red difusa. Órganos linfoides primarios. En ellos maduran definitivamente los linfocitos. En la médula ósea maduran los linfocitos B y en el timo los linfocitos T. Órganos linfoides secundarios. En su interior interactúan los linfocitos con los antígenos, diferenciándose en sus diferentes modalidades. Son el bazo, situado en el abdomen, los ganglios linfáticos del sistema linfático, más abundantes en las regiones cervical, clavicular, axilar e inguinal y el tejido linfoide asociado a las mucosas (MALT) del tracto gastrointestinal, (apéndice y placas de Peyer), respiratorio (amígdalas) y Figura 4 a: Formación de las células inmunodependientes genitourinario.

13 Los anticuerpos son glucoproteínas secretadas por las células plasmáticas, capaces de unirse a un antígeno (de manera específica). Esto provoca la formación del complejo Ag-Ac, cuyo resultado final es la inactivación de ese antígeno, ya sean virus, bacterias, células cancerosas...

14 La formación del complejo Ag-Ac inactiva a los antígenos neutralizando su toxicidad, provocando su precipitación o aglutinación, activando el complemento, atrayendo a los macrófagos y aumentando la citotoxicidad de los linfocitos Tc y células NK.

15 Estas defensas no son específicas, ni tienen memoria, es decir, responden siempre de la misma manera, con la misma intensidad y rapidez, independientemente del tipo de agente y del número de veces que haya penetrado. Intervienen todas las células con capacidad fagocítica y sustancias inactivadoras solubles. En este tipo de defensa intervienen: El sistema del complemento Respuesta inflamatoria Mediadores inmunitarios humorales: Las citocinas

16 El complemento es un conjunto de mas de 20 proteínas plasmáticas solubles, globulinas, siempre presentes de forma inactiva. Estas proteínas reciben el nombre de complemento porque ayudan y complementan los mecanismos de respuesta inmune. Se activan secuencialmente ante la presencia de complejos Ag-Ac o directamente por Ag Esta activación en cascada de sus componentes puede tener las siguientes consecuencias finales: 1. Formación de un complejo perforante que provoca la lisis del microorganismo invasor. 2. Inicio de un proceso inflamatorio, pues sus componentes provocan vasodilatación. 3. Opsonización (unión) de los patógenos, haciéndoles mas "atractivos" a los macrófagos. Figura 6: Esquema del complemento

17 La inflamación es una respuesta inespecífica del organismo cuya finalidad es aislar e inactivar a los agentes agresores y restaurar las zonas dañadas. Los síntomas de las regiones inflamadas son: Rubor o enrojecimiento, al presentarse más riego sanguíneo. Calor, con aumento de la temperatura, creando un ambiente desfavorable para los microorganismos, pues este aumento potencia la capacidad destructiva de los leucocitos y disminuye la cantidad de hierro, necesario para los patógenos. Tumor o hinchazón, por el aumento de la permeabilidad capilar. Dolor, por estimulación de las terminaciones nerviosas con el fin de inmovilizar esa zona. Todos estos cambios están provocados por la liberación de mediadores (histamina, tromboxanos,...) ya sea por las células dañadas, por los microorganismos o por componentes del plasma Entre ellos provocan los siguientes efectos citológicos

18 fectos citológicos de la inflamación Salida de los leucocitos, en los capilares sanguíneos. Migración y activación de los macrófagos. Desgranulación de los neutrófilos, que liberan productos líticos y moduladores de la inflamación. Las principales células que actúan son los macrófagos y los neutrófilos, que fagocitan a los agentes externos, muriendo en parte en este proceso. También pueden actuar células NK e iniciarse una respuesta inmune al ser atraídos a la zona los linfocitos que atacaran a los antígenos introducidos. Por ello inflamación y respuestas específicas pueden actuar conjuntamente. El acumulo de tejidos dañados y células muertas, tanto corporales como invasoras, es lo que conocemos como pus.

19 Las citocinas son unas proteínas secretadas por los leucocitos que sirven para comunicar a las diferentes células del sistema inmune. Las citocinas regulan las respuesta inflamatoria e inmune y amplifican sus efectos ante los antígenos. Variedades de citocinas son El interferón y las interleucinas, producidas por los linfocitos. Las monocinas, de los monocitos

20 Está formada por una serie compleja de reacciones en el que pueden actuar a modo de red todos los componentes del sistema inmune, y que tiene como principales características: Especificidad. Cada Ag solo estimula a los linfocitos que tienen capacidad para reconocerlo y estos solo responden ante ese Ag. 1 2 Clonalidad. El linfocito estimulado origina gran cantidad de linfocitos iguales (clon) capacitados para unirse al Ag e inactivarlo. Memoria. Posteriores contactos con el Ag iniciador, aunque se produzcan con una separación temporal grande, producen respuestas mas intensas y rápidas. Se debe a la formación de linfocitos de memoria y son la base de la respuesta secundaria Autorregulación. Su duración es coordinada por modalidades de linfocitos y mediadores. La respuesta específica abarca dos modalidades, la humoral y la celular, que tienen características propias, pero que suelen actuar conjuntamente. El que predomine una u otra modalidad depende de la naturaleza de los Ag. 6 Potenciación de respuesta. En sus etapas finales pueden colaborar células y mediadores no específicos que aumentan su efectividad. Tolerancia de lo propio. En la fase embrionaria son destruidos en el timo, antes de madurar, los linfocitos autorreactivos, los que reaccionarían contra las proteínas del propio organismo y por ello el sistema inmune no responde ante lo propio. Inmunidad humoral Inmunidad celular

21 Esta modalidad se conoce como humoral porque los linfocitos liberan los Ac que fabrican al medio extracelular líquido (humor). Se inicia cuando el Ag está en el exterior de las células, ya sea en sus membranas, en el plasma o en el espacio intercelular. Es llevada a cabo por linfocitos B que se activan y transforman en células plasmáticas secretoras de grandes cantidades de Ac. Progresivamente los Ac formados tienen mayor afinidad por el Ag y mayor capacidad para bloquearlos o marcarlos para su destrucción. La activación de los linfocitos B se puede realizar por dos mecanismos: Directamente, cuando el Ag se une con aquellos linfocitos B inmaduros o vírgenes que contienen en su membrana los Ac complementarios. Mediante la colaboración de linfocitos colaboradores T4. Estos se activan en contacto con el Ag o fragmentos del mismo presentados por las células presentadoras de Ag o CPA y liberan linfocinas que estimulan al linfocito B a proliferar y transformarse en células plasmáticas y en linfocitos B de memoria. Los linfocitos B de memoria tienen una vida ilimitada y responden con gran rapidez e intensidad a un nuevo contacto con el Ag. Estas características diferencian una respuesta primaria, más suave y con un período de adaptación que se produce en el primer contacto con el Ag, de la respuesta secundaria.

22 La realizan los linfocitos Tc o T8, es mas lenta que la humoral, y se inicia cuando el agente patógeno está en el interior de las células. Los linfocitos citotóxicos o Tc destruyen a las células patógenas. Puede haber dos modalidades: 1. Activación directa de los linfocitos Tc. Se necesita que previamente la célula infectada muestre en sus antígenos de membrana CMH de clase I los antígenos del agente que la ha alterado. (por ejemplo proteínas virales en el caso de una infección por virus.) Los linfocitos Tc inactivos se unen por medio de sus receptores TCR al complejo CMH-Ag, y esta unión les activa, proliferan y originan clones del mismo linfocito Tc. Todos ellos son capaces de destruir mediante procesos líticos las células que tienen en superficie ese Ag. También liberan linfocinas que amplían la respuesta inmune. 2. Con la ayuda de los linfocitos colaboradores o T4 (A estos se les conoce como Th1, pues no son los mismos que los de la respuesta humoral, llamados Th2). En este caso las células CPA fagocitan al agente agresor y muestran en las moléculas CMH II de su membrana los péptidos antigénicos resultantes. Estos son reconocidos por los linfocitos colaboradores T4 que se activan, originando linfocitos T de memoria y linfocinas que estimulan la proliferación de los linfocitos Tc y de los macrófagos.

23 Esta enfermedad consiste en que el sistema inmune reacciona contra los propios componentes corporales. Las causas pueden ser, o que no se hallan eliminado en la fase embrionaria los linfocitos T autorreactivos, o que el organismo fabrique autoanticuerpos. Ejemplo de enfermedades autoinmunes son: Nombre Escleriosis múltiple Se reacciona contra Vaina de mielina de los nervios Efectos Pérdida de sensibilidad y parálisis Diabetes juvenil Células del páncreas Produce menos insulina Artritis reumatoide Miastenia gravis Articulaciones Receptores de acetil-colina de los músculos Inflamación e inmovilidad Debilitamiento y parálisis muscular

24 Es una respuesta inmune inadecuada y exagerada ante sustancias normalmente inofensivas como alimentos, polvo, polen, medicinas o metales. Un tipo de hipersensibilidad son las de tipo I, conocidas como alergias. En ellas el primer contacto de la sustancia que se comporta como Ag, los alergenos (polvo, penicilina, picadura de una avispa) provocan la producción de Ig E, que se fija a los mastocitos y células cebadas, sensibilizándolos. En el segundo contacto el alergeno se fija a la Ig E de estas células, provocando en ellas la liberación de sustancias químicas, principalmente histamina y prostaglandinas, que originan la inflamación de esa zona. Si la cantidad de histamina es muy elevada provoca constricción de los bronquios y una dilatación generalizada de los capilares sanguíneos con pérdida de suero, llevando a una caída brusca de la presión sanguínea (choque anafiláctico) que puede ser mortal. Se pueden paliar los síntomas mediante la administración de antihistamínicos, y con medidas preventivas como la identificación del alergeno, no exponerse a el, e intentar desensibilizarse mediante su administración repetida de cantidades mínimas. Otra modalidad es la hipersensibilidad mediada por células o retardada, en la que los linfocitos T dañan las regiones expuesta al antígeno, como el caso de la alergia a los metales. Figura 7: Alergia

25 Las inmunodeficiencias son enfermedades que se caracterizan por la ausencia física o funcional de algún componente del sistema inmune. Pueden ser inespecíficas, si los afectados son los macrófagos o el complemento, o específicas, cuando las anomalías atañen a los linfocitos. Según el momento en que se adquieren nos encontramos con: Inmunodeficiencias primarias, que están determinadas genéticamente, son congénitas, como la inmunodeficiencia severa combinada que padecen los "niños burbuja". Inmunodeficiencias secundarias, causadas por factores externos como infecciones víricas, irradiación o contaminación química.

26 El Síndrome de Inmunodeficiencia Adquirida (SIDA) es producido por el virus VIH (Virus de la inmunodeficiencia humana) que se transmite por medio de sangre, líquidos seminales o por la placenta. Este síndrome esta porovocado por un retrovirus, con una cubierta glicoproteica que envuelve al ARN bicatenario y al enzima transcriptasa inversa que origina ADN usando como patrón al ARN viral. El ADN formado se aloja en el cromosoma de los linfocitos Th o CD4, quedando latente durante un tiempo variable (período de latencia) en el que la persona portadora tiene anticuerpos virales que no sirven para frenar la infección (es seropositiva) pero no presenta problemas de salud. Tras ese período, el virus inicia la replicación, produce nuevos virus que matan a los linfocitos Th, disminuyendo la capacidad defensiva del paciente. Estos enfermos presentan fiebres y diarreas, problemas neurológicos, infecciones secundarias por organismo oportunistas, linfomas, y sarcoma de Kaposi, siendo la suma de varias de estas anormalidades la que acaba con su vida.

27 El cáncer se define como una aberración citológica con crecimiento autónomo, progresivo e incontrolado. Su relación con el sistema inmune radica en que muchas células cancerosas tienen antígenos extraños en sus membranas. Ante ellos hay una constante vigilancia por las células inmunológicas que neutralizan a las oncocélulas que se forman. El cáncer puede progresar cuando falla el sistema inmune, ya sea por falta de capacidad de los linfocitos y macrófagos o porque las oncocélulas se esconden desprendiendo de sus membranas los Ag. La inmunoterapia en el tratamiento de tumores tiene su campo de acción en la identificación del tumor, por medio de sus Ag, y en focalizar el ataque de los linfocitos T sensibilizados "in vitro" contra el tumor, siendo ayudado por linfocinas como el interferón en algunas leucemias.

28 Un trasplante es la sustitución de un órgano o parte de el, por otro sano. Los trasplantes de piel, riñón, corazón, córnea, médula ósea... suelen tener superados los problemas quirúrgicos, siendo el principal problema el rechazo o no aceptación por el receptor. EL rechazo se debe a que las células del sistema inmune no reconocen como propios los antígenos CMH del órgano trasplantado, lo atacan y destruyen. El rechazo será mínimo si el órgano procede del mismo individuo (autotrasplante) o de un gemelo monovitelino (isotrasplante) moderado si procede de otro ser de la misma especie (alotrasplante) muy fuerte si es de otra especie (xenotrasplante). De no ser posible los dos primeros casos, la prevención del rechazo se basa en: 1. Encontrar personas con alta compatibilidad en los "bancos de donantes". Los antígenos CMH de la especie humana son muy variables y se trata de encontrar semejanza entre los del donante y el receptor. 2. Suprimir temporalmente la respuesta inmune del receptor mediante inmunosupresores como la ciclosporina. Hay que controlar el riesgo que supone la infección por organismos oportunistas que encontrarían al receptor con sus defensas muy debilitadas.

29 El estado de protección ante los agentes extraños o inmunidad puede ser natural o artificial. La inmunidad natural es la que se consigue por procesos naturales o habituales del organismo. Puede ser: PASIVA, cuando el hijo recibe por la placenta los Ac maternos ACTIVA, cuando es el propio organismo el que desarrolla la inmunidad, normalmente tras experimentar un contacto fortuito con el agente infeccioso (por ejemplo los niños que han pasado el sarampión están inmunes a la enfermedad y superan posteriores contactos con el virus) PROPIA DE LA ESPECIE, cuando un agente no afecta a ciertas especies, por ejemplo el virus de la peste porcina no afecta a los humanos. La inmunidad artificial se consigue por medio de técnicas sanitarias de vacunación y sueroterapia, intervenciones humanas voluntarias

30 La vacunación trata de desarrollar en el hospedador una inmunidad activa, sin que padezca la enfermedad. Se administra una preparación (vacuna) que contiene Ag. Estos antígenos pueden ser cepas seleccionadas de organismos vivos pero poco virulentos (vacunas de la poliomielitis o sarampión), organismos muertos (vacuna de la rabia), toxinas modificadas sin poder tóxico o toxoides (tétanos) o antígenos aislados de la superficie del patógeno (hepatitis B). Con la vacunación se promueve la formación por el paciente de linfocitos de memoria, que ante un contacto con el agente reaccionen rápida y eficazmente. La vacunación es una medida preventiva o profiláctica, cuyos efectos tienen un tiempo de demora, en el que la persona forma sus defensas. Salvan a la humanidad de padecer gran cantidad de enfermedades y por ello las administraciones sanitarias se encargan de aplicar los planes de vacunación a la juventud, y de informar de las vacunas recomendables en caso de desplazamiento a países con enfermedades infrecuentes respecto al nuestro, para las que no estamos inmunizados.