T.18 SISTEMA INMUNOLÓGICO Y LA INMUNIDAD

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1 T.18 SISTEMA INMUNOLÓGICO Y LA INMUNIDAD 1

2 1.- SISTEMA INMUNOLÓGICO Grupo complejo de órganos y células que defiende al cuerpo contra las infecciones y otras enfermedades. RESPUESTA INMUNITARIA: Respuesta frente a sustancias extrañas (antígenos) Mecanismos que permiten reconocer sustancias como extrañas (antígenos) y montar una respuesta (humoral o celular) para conseguir su eliminación o neutralización Estos mecanismos pueden ser: - Específicos para 1 antígeno Respuesta Específica Un antígeno puede presentar 1 o varios epítopos Cada epítopo activa 1 linfocito B que sintetiza 1 anticuerpo - Generales para todos ellos Respuesta Inespecífica 2

3 TOLERANCIA: Marcadores de lo propio y lo extraño TOLERANCIA: Facultad del Sistema Inmunitario (SI) de distinguir entre lo propio y lo extraño. Presencia de marcadores: - MARCADORES DE LO PROPIO: Complejo principal de histocompatibilidad (MHC) Grupo de genes Cada célula está recubierta por glucoproteínas y glucolípidos que actúan como marcadores de lo propio (Son reconocidas por el SI y no desencadenan respuesta) Clases: MHC-I Codifican glucopoteínas de membrana en todas las células del organismo (excepto hematíes) (Sirven para presentar antígenos peptídicos de células propias alteradas a linfocitos T citotóxicos; Tc) MHC-II Se expresan sólo en células presentadoras de antígenos (CPA) macrófagos, dendríticas, linfocitos B (Sirven para presentar antígenos peptídicos a linfocitos T colaboradores; Th) - MARCADORES DE LO EXTRAÑO: Antígenos Moléculas que no forman parte de ningún constituyente del organismo (moléculas extrañas) Ej.- Antígeno: Sustancia (proteína, polisacárido, porción de organismo, o toxina) que desencadena respuesta inmunitaria específica produciendo anticuerpos. (Cualquier sustancia que pueda ser reconocida por el SI bien sea propia o ajena.) 3

4 1.1. Inmunidad y respuesta inmunitaria INMUNIDAD: Capacidad de resistencia a enfermedades adquirido por el SI Tipos de respuesta inmunitaria: (Ambas respuesta actúan juntas y coordinadas citoquinas) - Respuesta inmunitaria innata (natural o inespecífica) 1ª línea de defensa (controla la mayoría de antígenos) Ej.- Barreras externas, reacción inflamatoria, fagocitos, (Mecanismos existentes antes de la exposición al antígeno) - Respuesta inmunitaria adaptativa (adquirida o específica) 2ª línea de defensa (evita 2ª infección) Ej.- Linfocitos B (respuesta humoral), Linfocitos T (respuesta celular) (Mecanismos que se activan tras la exposición al antígeno) 4

5 Relación respuesta innata - adquirida Si algún patógeno atraviesa las barreras naturales: Sistema inmune innato (inespecífico): Proteínas Complemento, interferones (contra virus, cáncer) Células: - Leucocitos fagocíticos: En sangre (neutrófilos, monocitos); En tejidos (macrófagos) Destruyen - Leucocitos no fagocíticos: En sangre (basófilos) En tejidos (mastocitos) Reacción inflamatoria - Células asesinas naturales (NK): lisan células infectadas por virus y las tumorales - Células dendríticas: Presentan los antígenos al S.I. Adquirido Sistema inmune adquirido (específico): Desencadena respuesta selectiva Proteínas Citoquinas (comunicación entre células) Células - Linfocitos B Sintetizan anticuerpos - Linfocitos T (colaboradores, supresores y reguladores) Inducen o suprimen respuesta inmune => Regulan La interrelación se produce en sitios y tejidos concretos del organismo Inmunidad sistémica Órganos (bazo, ganglios linfáticos); ENCAPSULADO Inmunidad de mucosa (respiratoria, genitourinaria); DIFUSO 5

6 1.2. Las células del sistema inmunitario Todas las células del SI (innata y adquirida) proceden de células hematopoyéticas (médula ósea e hígado fetal) LÍNEA MIELOIDE Granulocitos: Neutrófilos R. INNATA (FAGOCITO) Primeros en llegar. Vida corta. Eosinófilos R. INNATA (FAGOCITO) Relación con parásitos externos. Basófilos (circulantes) Mastocitos (tejidos) R. INNATA Histamina respuesta inflamatoria (Alergias). Agranulocitos: Monocitos (circulantes) Activan a los linfocitos - Macrófagos (tisulares) R. INNATA (FAGOCITO) - Células dendríticas (célula fija) R. INNATA (FAGOCITO) LÍNEA LINFOIDE Linfocitos: - Células NK asesinas R. INNATA - Linfocitos B (producen células plasmáticas anticuerpos. Inmunidad humoral) - Linfocitos T (Inmunidad celular) - Linfocitos Tc citotóxicos (T8) - Linfocitos Th auxiliares o helpers (T4) - Linfocitos Treg reguladodes y Ts supresores 6

7 CITOQUINAS: El lenguaje químico de la comunicación intercelular Eficacia del sistema inmunitario Capacidad de sus células de comunicarse entre si y coordinar sus funciones. CITOQUINAS Proteínas responsables de la comunicación intercelular (regulan y coordinan las funciones de las células que las producen y/u otros tipos celulares) TIPOS según función: - Interleuquinas. (IL) Actúan como mensajeros entre leucocitos linfocitos linfoquinas, monocitos monoquinas - Factores de crecimiento celular. Estimulan la proliferación y diferenciación celular (eritropoyetina) - Quimioquinas. Atraen por quimiotaxis a otros leucocitos al área infectada - Factores de necrosis tumoral (TNF) Inducen apoptosis en células tumorales y estimulan reacción inflamatoria - Interferones. Respuesta a infección vírica y a presencia de células cancerígenas 7

8 2.- RESPUESTA INMUNITARIA INNATA CARACTERÍSTICAS: Respuesta inmune no específica. Acción inmediata. Carece de memoria inmunológica. No requiere sensibilización previa BARRERAS PRIMARIAS o EXTERNAS. (1ª línea de defensa). Componentes: - Piel. Recubre toda la superficie corporal. Secreciones (sudor, sebáceas ph) - Mucosas (En aberturas): saliva, lágrimas (lisozima lisa pared ). Mucus (IgA, defensinas) - Estómago e intestino delgado. ph ácido frenan y/o destruyen microorganismos - Tº corporal. Fiebre detiene crecimiento - [Fe] en sangre. Si [Fe] inhibe crecimiento bacteriano (es indispensable para bacterias) - Flora bacteriana. Impide crecimiento de otras bacterias (compiten por nutrientes) 2.2. BARRERAS SECUNDARIAS Grupo de células fagocitarias sanguíneas atraídas por citoquinas hacia tejidos infectados Ej.- Macrófagos, células dendríticas, células NK y el sistema de complemento 8

9 2.2. El sistema de complemento Sistema que complementa y amplifica la función iniciada por los anticuerpos 25 proteínas plasmáticas (C1, C2, C3, ) sintetizadas en hígado e inactivas (proenzimas) en ausencia de antígenos Modo de acción: - Vía Alternativa: Se activa directamente ante moléculas microbianas (respuesta innata) - Vía Clásica: Se activa ante complejo antígeno-anticuerpo (respuesta adaptativa) 9

10 VÍA CLÁSICA 10

11 VÍA ALTERNATIVA 11

12 2.3. Proteínas antimicrobianas PROTEÍNAS DEFENSIVAS: - Lisozimas. Presente en barreras externas (saliva, lágrimas y moco). Hidroliza peptidoglucanos. - Defensinas. Segregadas por macrófagos. Penetran en mb bacterias formando poros. - Sistema del complemento. Potencian respuesta inflamatoria, facilitan fagocitosis y lisis. - Interferones (IFN). Interfieren con la acción vírica. (son 20 polipéptidos). Funciones de los interferones: Producidos por células infectadas de virus protegen a células vecinas sin infectar. Se unen a receptores de células sanas y provocan respuesta que impide replicación del virus. Favorecen la destrucción de las células ya infectadas. Por tanto, las células se vuelven resistentes a la infección vírica. Algunos poseen acción antitumoral: se producen en presencia de células cancerígenas y activan a los macrófagos y linfocitos NK, que destruyen a las células tumorales. 12

13 2.4. Reacción inflamatoria Reacción local ante una agresión. (inflammatio encender, hacer fuego) Localización: En tejidos conectivos vascularizados Intervienen: Macrófagos, neutrófilos (1º en activarse) y células NK Mecanismos: - Dificulta la proliferación (aislar) del patógeno - Favorece su destrucción por los linfocitos NK y por los fagocitos. - Estimula reparación de daños causados por la infección en los tejidos. (Los macrófagos factores del crecimiento + síntesis colágeno y endotelio) Finalidad: Concentrar en el foco de infección todas las células del SI. Procesos: - Atracción de leucocitos (macrófagos, neutrófilos y linfocitos) por sustancias quimiotácticas. - Vasodilatación: Irrigación sanguínea Rubor (enrojecimiento) y Calor ( consumo O 2 ) Permeabilidad Edema y Dolor ( postanglandinas + nociceptores) - Formación de coágulos en capilares sanguíneos. (Tumor) Impide diseminación de patógenos. 13

14 2.5. Células de la respuesta innata CÉLULAS DE LA REACCIÓN INFLAMATORIA. - Plaquetas. Coágulos. Liberan serotonina (estimula vasodilatación) y reparan tejido dañado - Mastocitos (basófilos tisulares) o células cebadas. Liberan histamina (vasodilatador) - Leucocitos basófilos. Liberan histamina y leucotrienos (permeabilidad vascular edema) FAGOCITOS. - Leucocitos neutrófilos. 1º en acudir (diapédesis) por quimiotactismo. Pus. - Leucocitos eosinófilos. Acción fagocítica débil. En infecciones de grandes parásitos liberan sustancias citotóxicas. También acción antihistamínica. - Monocitos. Llegan a los tejidos por diapédesis donde se diferencian en macrófagos y células dendríticas. Fagocitosis y células presentadoras de antígenos (CPA): - Macrófagos tisulares. Fagocita patógenos y destruye células envejecidas y tumorales. Actúan como CPA activando a Th - Células dendríticas. Centinelas. Fagocitan patógeno maduran en bazo CPA a Th LINFOCITOS NK. Destruyen (lisis o apoptosis) células tumorales o infectadas por virus segregan perforinas (=>originan poros transmembranas) plaquetas Macrófagos 14 Linfocitos NK

15 3.- RESPUESTA INMUNITARIA ADAPTATIVA Si respuesta innata no ha sido suficiente Reconocimiento selectivo del antígeno (R. Adaptativa) Actúan linfocitos y sus productos: Anticuerpos y linfoquinas Defensas específicas: - Respuesta celular: Producida por células (linfocitos T) Destruyen microorganismos portadores del antígeno y células propias infectadas por el patógeno - Respuesta humoral: Producida por anticuerpos (linfocitos B) Se unen a los antígenos (junto con el sistema de complemento destruyen el patógeno) 15

16 3.1. El sistema linfático 1) Órganos de formación Linfocitos se originan en médula ósea e hígado fetal. De ahí pasan a los: 2) Órganos de diferenciación, maduración e interacción - Órganos linfoides primarios Diferencian y maduran linfocitos: médula ósea roja (linfocitos B) y timo (linfocitos T) - Órganos linfoides secundarios Interaccionan linfocitos con antígenos: bazo, ganglios linfáticos y tejidos linfoides asociados a mucosas (MALT) como placas de Peyer o amígdalas. Los linfocitos B y T (procedentes de los OL1º) entran en contacto con el antígeno mostrado por macrófagos y células dendríticas (CPA) Respuesta inmunitaria adaptativa (específica): - Humoral liberación masiva de anticuerpos - Celular producción de células citotóxicas 16

17 Linfocitos y cooperación celular (I) LINFOCITOS T (Inmunidad celular) Maduran en el timo adquieren los receptores específicos de antígenos en su superficie (TCR). No producen anticuerpos libres. Tipos (Según los marcadores de superficie o grupo de diferenciación, CD): CD4 Reconocen MHC II (de macrófagos o cél dendrítica): Th y T reg CD8 Reconocen MHC I (cél propia infectada o tumoral): Tc y T supr - Linfocitos Th (auxiliares, colaboradores o CD4 T4). Se activan cuando una CPA les muestra el antígeno expuesto sobre el MHCII. Se diferencian en 2 subtipos: Th-1.- Activan a los linfocitos Tc (citotóxicos) y a nuevos macrófagos Th-2.- Activan a los linfocitos B (para diferenciarse en células plasmáticas) - Linfocitos Tc (citotóxicos o CD8, T8) Se activan cuando una célula propia le muestra el antígeno expuesto sobre el MHC I Destruyen células tumorales e infectadas por patógenos liberan citotoxinas y enzimas hidrolíticas que inducen la lisis o apoptosis en células diana. Linfocitos T reguladores (CD4) y T supresores (CD8) Suprimen respuesta inmunitaria (inhiben activación linfocitos mediante citoquinas supresoras) 17

18 Linfocitos y cooperación celular (II) LINFOCITOS B (Inmunidad humoral o serológica) - Maduran en la médula ósea - Presentan en su membranas inmunoglobulinas anticuerpos de superficie o receptores (BCR) reconocen y reaccionan con antígenos específicos de microorganismos - Los linfocitos B maduros pasan de la médula a los órganos linfoides 2ª contactan con antígeno. (Los antígenos llegan a la linfa y ganglios libremente o con las células presentadoras de antígenos) Los antígenos los sitúan en MHCII y presentados a Linf Th-2 Activarán a los linf B para formar células plasmáticas - Al activarse, se convierten en 2 tipos de células: Células plasmáticas (pierden las inmunoglobulinas de superficie) producen anticuerpos libres específicos (similares a BCR). No se dividen (duran pocos días) y tardan 5 días en alcanzar el máximo de producción de anticuerpos Determina la lentitud de la respuesta inmune primaria Linfocitos B de memoria Vida ilimitada. Tras un nuevo contacto con el antígeno se divide y diferencian rápidamente 18

19 3.2.- Cooperación celular Cooperación entre células presentadoras de antígenos, linfocitos Th, linfocitos Tc y linfocitos B. FASES: Fase de reconocimiento y presentación del antígeno (Los linfocitos T son incapaces de reconocer al antígeno) Fase de activación, proliferación y diferenciación Fase efectora: cada tipo de linfocito lleva a cabo su tarea.

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21 INMUNIDAD CELULAR Macrófagos: Células presentadoras de antígenos (CPA) 21

22 3.3. La selección clonal Proceso de selección, activación y maduración de una célula T o/y B específica (clon) para un antígeno determinado. Teoría de la selección clonal de Burnet: Cada Ag solo estimulará a los linfocitos que posean en su membrana receptores específicos, que lo reconocerán, se unirán y producirán nuevas células con las mismas características que los linfocitos originales La diversidad de clones y receptores se origina al azar (Splicing alternativo durante desarrollo embrionario) independiente de la presencia de antígeno. Se destruyen linfocitos con receptores contra moléculas propias Etapas: a) Reconocimiento del antígeno por un linfocito específico (reconocimiento o selección clonal), b) Activación de ese clon celular (expansión clonal) y c) Generación a partir de éste de linfocitos efectores y de memoria (función efectora) 22

23 3.4. Respuestas primaria y secundaria Respuesta 1ª Producida ante el primer contacto con el antígeno Respuesta 2ª Producida en un contacto posterior (más rápida y eficaz) 23

24 3.5. Características de la respuesta inmunitaria adaptativa Especificidad. Sólo actúan las células activadas por el antígeno que penetra en el organismo, y no otras. (Estas células sólo actúan sobre antígenos externos, no sobre células propias). Tolerancia de lo propio. En las primeras fases del desarrollo este sistema "aprende" a reconocer lo propio, si esta tolerancia se pierde aparecen las enfermedades autoinmunes. Memoria inmunológica. Capacidad que tiene el sistema inmune para producir una respuesta rápida, eficaz y duradera frente a un antígeno que se presenta por segunda vez. El sistema inmunitario específico está formado básicamente por miles de millones de células (linfocitos) y por moléculas de proteínas (anticuerpos). 24

25 3.7.- Tipos de inmunidad Inmunidad natural o innata Depende de los mecanismos inespecíficos de respuesta innata Presente antes de la exposición a los agentes infecciosos Carece de memoria inmunológica y no aumenta por nuevas exposiciones No descrimina entre unos agentígenos y otros Inmunidad adquirida o adaptativa Depende de los mecanismos específicos de respuesta adaptativa Se estimula ante la exposición a los agentes infecciosos Presenta memoria inmunológica y aumenta en magnitud y capacidad por nuevas exposiciones Se adquiere por varias formas (natural-artificial; activa-pasiva): 25

26 Inmunoglobulinas (Ig): son glucoproteínas Presentes en el suero, fluidos y superficie de algunas células. 4.- Anticuerpos Sintetizados por linfocitos B Reaccionan con los Ag que han provocado su síntesis ESTRUCTURA: Dos cadena cortas, ligeras e idénticas (L) y dos cadenas largas, pesadas y también idénticas (H). Cada cadena tiene una región constante (C), propia de la especie y del tipo de inmunoglobulina y una región variable por la que se une al antígeno. 26

27 4.2. Clases de inmunoglobulinas 27

28 4.3. Funciones efectoras de los anticuerpos 28

29 4.4. Anticuerpos policlonales y monoclonales Anticuerpos policlonales: Sintetizados a partir de varios clones de linfocitos Antígenos con varios determinantes antigénicos activa varios linfocitos (suero con todos los Ac) Anticuerpos monoclonales: A partir de un clon de linfocitos Se aisla cada célula plasmática que origina cada anticuerpo (cada suero con un Ac) (Consigue cantidades ilimitadas de anticuerpos para la curación de enfermedades incapaces de producirlos) 29

30 5.- Inmunización activa y pasiva Aumenta la eficacia de la respuesta inmunitaria. Tipos: Activa o Pasiva. 5.1 INMUNIZACIÓN ACTIVA (Vacunación): inducción inmunidad por inyección de antígeno. Produce células de memoria (respuesta secundaria más rápida y eficaz) Tipos de vacunas: - Vacunas atenuadas (microorganismos inocuos) e inactivadas ( microorganismos muertos) - Vacunas de antígenos purificados. Toxinas inactivas (toxoides) que inducen respuesta. - Vacunas de antígenos sintéticos. Fabricación antígenos más eficaces. - Vectores virales. Virus sólo con genes de antígenos. - Vacunas de ADN. Plásmidos con ADNc que codifica antígeno. 5.2 INMUNIZACIÓN PASIVA (sueroterapia): Inyección directa de anticuerpos o de linfocitos T No produce memoria. Solo se mantiene durante permanencia del anticuerpo. Vacunación Sueroterapia 30

31 INMUNOPATOLOGÍAS Anomalías en el funcionamiento del sistema inmune: 31

32 6.- Inmunodeficiencias: EL SIDA Defecto del S.I. donde el organismo pierde la protección de dicho sistema Tipos: - Inmunodeficiencias 1ª o congénitas: Defectos hereditarios que afectan a células inmunitarias - Inmunodeficiencias 2ª o adquiridas: Originados por factores externos (Radiaciones, fármacos, infecciones, SIDA) 32

33 7.- Reacciones de hipersensibilidad Respuesta inmunitaria específica que se produce de forma exagerada. Causa inflamaciones y lesiones en tejidos. Precisa sensibilización previa del organismo al antígeno. Tipos: 1) H. inmediata o de tipo I (alergias) -1ª exposición Antígenos inocuos (alérgenos) inducen síntesis de anticuerpos IgE que se unen a mastocitos. -2ª exposición Unión alérgeno-ige induce la liberación de histamina (rinitis, asma, ) -Respuesta a los pocos minutos de exposición. 2) H. de tipo II (citotóxica dependiente de anticuerpo) -Anticuerpos (IgM o IgG) contra antígenos de células del propio individuo o de otro (Ej.- transfusiones) -Resultado: Fagocitosis, respuesta citotóxica o lisis mediada por sistema de complemento. 3) H. de tipo III (o de complejos inmunes) - Los complejos Ac-Ag no son eliminados se depositan -Depósito de inmunocomplejos Ag-Ac (IgG) en los tejidos activación del sistema del complemento y atraen a los neutrófilos (lesiones e inflamación en tejidos artritis) 4) H. de tipo IV (retardada o mediada por células) -Respuesta inflamatoria horas después del contacto con antígeno - No intervienen anticuerpos -Mediada por linfocitos Th 2ª exposición liberan linfoquinas activan macrófagos Inflamación Ej.- Dermatitis por contacto (prendas, cosméticos, bisutería) (no confundir con alergia reservada a la de tipo I) 33

34 9.- Autoinmunidad Actuación del SI contra componentes del propio organismo (no reconoce como propios) Autoantígeno: proteínas del MHC I Formación de autoanticuerpos y linfocitos T autorreactivos. (actúan contra tejidos normales del individuo) Factores: - Genéticos. Incidencia familiar elevada - Sexuales. Factores endocrinológicos que afectan a la médula ósea y timo (más en mujeres que en hombres, por las hormonas sexuales, prolactina) - Ambientales (Exposición a infecciones, radiaciones, sustancias químicas) Alteran Ag, producción anormal de MCH II, activan linfocitos en su contra, 9.1 Enfermedades por autoinmunidad: - Organoespecíficas. (Localizada en un órgano concreto). Producción de autoanticuerpos contra antígenos propios de algún órgano. Ej.- Diabetes mellitus - Sistémicas. (difusa por el cuerpo) Autoanticuerpos no específicos de un órgano concreto. Ej.- Lupus eritomatoso sistémico (Inflamaciones que afectan al tej conjuntivo y produce lesiones en piel, articulaciones y riñón) 34

35 10.- Inmunología de los trasplantes Sustitución de un órgano o parte del mismo por que su estado le impide desarrollar su función Tipos: Autotrasplante; del propio paciente Isotransplante; de otro ser genéticamente idéntico (gemelo) Alotransplante; de otro ser de la misma especie Xenotransplante: de otro ser de una especie diferente. Auto e Iso El tejido implantado es aceptado Alo y Xeno El tejido podrá ser rechazado 35

36 10.1. RECHAZO. Rechazo: Prevención Es consecuencia del reconocimiento por los linfocitos T de los distintos antígenos del MHC del donante y receptor. La compatibilidad se debe a la semejanza entre MHC de ambos PREVENCIÓN DEL RECHAZO. Para que el transplante tenga éxito y minimizar el rechazo: - Inducción de tolerancia. Transfusiones previas con leucocitos alogénicos. - Inmunosupresión: Se inmunodeprime al paciente. Actualmente se hace con ciclosporina (hongos) que inhibe la acción de los linfocitos T (bloquea síntesis de citoquinas) pero no afecta al resto de las células del S. I. 36

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