Rama de la Biología que estudia la inmunidad, es decir todos aquellos fenómenos

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1 Unidad 14: INMUNOLOGÍA 1. Concepto de inmunología. Rama de la Biología que estudia la inmunidad, es decir todos aquellos fenómenos que tienen lugar en los organismos cuando son víctimas de la agresión de un agente patógeno microbiológico y las reacciones que se producen como consecuencia de la penetración de material biológico extraño o de material propio no reconocido como tal. Concepto de infección Es la penetración y proliferación dentro del cuerpo de un patógeno. Concepto de Enfermedad infecciosa Estado de anormalidad producida en un organismo como consecuencia de una infección. 2. Mecanismos de defensa orgánica A) Inespecíficos (Inmunidad natural o innata). Carece de memoria. (Animales y plantas) + Barreras: piel y mucosas. + Microflora propia. + Respuesta celular inespecífica: - Inflamación - Células fagocitarias - Sustancias antimicrobianas B) Específicos (Inmunidad adquirida o específica). Posee memoria. (Sólo los vertebrados) + Respuesta inmunitaria - Celular (linfocitos T) - Humoral (linfocitos B) 2.1. Inespecíficos. 1ª Barrera. Defensas externas -Piel y mucosas. Constituyen la primera barrera frente a la infección. Está formada por los tejidos epiteliales que constituyen el exterior del cuerpo y las 1

2 cavidades naturales (boca, nariz, vagina, ano, etc.). Muchos patógenos no pueden atravesar estas barreras. Tipos de barreras en mucosas: - Físicas: grosor de la piel, cilios, moco, efecto de arrastre, etc. - Químicas: lisozima de la saliva y lágrimas, acidez del estómago y de la vagina, etc. - Biológicas. Competencia con los microbios invasores de los microbios propios que son inofensivos. 2ª barrera. Defensas internas La constituyen una serie de elementos presentes en diferentes tejidos: - Células: macrófagos, granulocitos, células NK (células asesinas), etc. - Moléculas: sistema del complemento, proteínas de la coagulación, citosinas, etc. Estos elementos reaccionan de manera inespecífica, es decir frente a cualquier elemento extraño dando lugar a una repuesta característica: la inflamación. Además, responden siempre de la misma manera, independientemente de cuantas veces haya entrado el agente extraño en el cuerpo Específicos 3ª barrera Está formada por los linfocitos y las moléculas sintetizadas por ellos. Solo está presente en los vertebrados y constituyen la inmunidad específica o adquirida. Hay dos tipos de inmunidad adquirida: - Inmunidad humoral. Se basa en sustancias elaboradas por las células, fundamentalmente los anticuerpos o inmunoglobulinas. - Inmunidad celular. Se basa la acción directa de células como linfocitos y macrófagos. Es específica porque los linfocitos desarrollan un sistema de defensa especializado sólo ante un microbio muy concreto. Además, esta respuesta posee memoria, pues se hace más intensa y eficaz cada vez que hay un nuevo intento de infección. 2

3 3. Respuesta inflamatoria o inflamación. Es una respuesta inmunitaria inespecífica que tiene como finalidad aislar e inactivar a los agentes agresores y restaurar la zona dañada. Facilita el encuentro entre los microbios y los fagocitos. Se produce cuando los microbios consiguen atravesar la 1ª barrera. Las principales células que intervienen en esta respuesta son los neutrófilos y macrófagos (monocitos que han salido de los vasos), que se activan cuando cualquier sustancia extraña penetra en el organismo o por lesión de tejidos. Estas células fagocitan a los invasores muriendo parte de ellas en el proceso. También participan células NK. La inflamación se caracteriza por los siguientes síntomas: - Rubor. Se produce el enrojecimiento por dilatación de los capilares sanguíneos. - Hinchazón o edema. Se produce al aumentar la permeabilidad capilar y salir el plasma sanguíneo hacia la zona afectada. - Calor local. Crea un ambiente desfavorable para los microorganismos. Se produce por citocinas producidas por los neutrófilos. - Dolor. Se produce por la presión de la hinchazón sobre las terminaciones nerviosas. Su finalidad es inmovilizar la zona afectada lo que contribuye a no dispersar el patógeno por la sangre. - Pus. Formada por neutrófilos muertos después de haber destruido algunas partículas, que se acumulan en el lugar de la infección. Los cambios inflamatorios están controlados por una serie de mediadores (hormonas) como la histamina y la serotonina. Además de la inflamación pueden producirse efectos sistémicos (generales) como la fiebre debida a sustancias producidas por los macrófagos que al actuar sobre el hipotálamo tienen efecto pirógeno. 4. Inmunidad. Es un estado de resistencia orgánica frente a la agresión, tanto microbiana como de cualquier agente biológico extraño. 3

4 Concepto de respuesta inmunitaria. Es el conjunto de reacciones químicas y celulares que desencadena el sistema inmunitario ante agentes patógenos que atraviesan las barreras externas. Es un proceso de formación de anticuerpos ante la presencia de un antígeno. Concepto de sistema inmunitario Conjunto de órganos (órganos linfoides), células (células inmunitarias) y moléculas inmunitarias implicadas en la respuesta inmune Componentes del sistema inmune A) Órganos linfoides a) Primarios: médula ósea roja y timo. b) Secundarios: ganglios linfáticos, bazo y tejido linfoide. B) Células inmunitarias (leucocitos) - Neutrófilos - Acidófilos o eosinófilos - Basófilos - Monocitos, macrófagos (monocitos que se mueven por los tejidos) - Linfocitos C) Moléculas inmunitarias - Citocinas - Interferón - Interleucinas - Sistema del complemento - Inmunoglobulinas o anticuerpos Todos estos componentes actúan de manera coordinada: los órganos linfoides sintetizan y almacenan las células inmunitarias o leucocitos, que a su vez segregan moléculas inmunitarias Órganos linfoides primarios. En ellos tiene lugar la formación y maduración de las células inmunitarias: a) Médula ósea roja. Ocupa el interior de los huesos: vértebras, costillas, esternón, huesos de la pelvis y huesos largos (en los adultos sólo en las 4

5 epífisis). Está formada por células hematopoyéticas (células que producen otras células sanguíneas). b) Timo. Formado por dos lóbulos y situado en la parte central superior del tórax Órganos linfoides secundarios. En ellos se almacenan y reproducen las células inmunitarias procedentes de la médula ósea roja y del timo. Están conectados por los vasos linfáticos. a) Ganglios linfáticos. Son pequeños engrosamientos redondeados distribuidos por todo el cuerpo y conectados por los vasos linfáticos. b) Bazo. Órgano plano y ovalado situado en la parte superior izquierda del abdomen. Su función es destruir patógenos con los folículos linfoides que posee y destruir células sanguíneas viejas o anómalas. c) Tejido linfoide difuso. Está distribuido por todo el organismo formado por folículos linfoides. Estos se agrupan en zonas que pueden ser puerta de entrada de patógenos: a la entrada del aparato digestivo y respiratorio (amígdalas palatinas y adenoides), en el intestino delgado (placas de Peyer), etc Células inmunitarias. Son diferentes tipos de leucocitos (glóbulos blancos) - Neutrófilos. Fagocitan patógenos y pueden salir de los capilares (diapédesis). - Eosinófilos o acidófilos. Fagocitan patógenos. - Basófilos. Intervienen en procesos inflamatorios. 5

6 - Monocitos. Se trasforman en macrófagos que pueden actuar: fagocitando sustancias extrañas al organismo y algunos actúan como células presentadoras de antígenos. - Linfocitos. Pueden ser de dos tipos a) Linfocitos T. Se originan en la médula ósea roja y maduran en el timo. b) Linfocitos B. Se originan y maduran en la misma médula ósea roja Moléculas inmunitarias. Son proteínas sintetizadas por algunas células inmunitarias, que participan en la defensa del organismo de dos maneras: - Destruyendo agentes patógenos. - Activando otras células inmunitarias. Se agrupan en: a) Citocinas. Son hormonas proteicas producidas por leucocitos que hayan entrado en contacto con patógenos. Mediante las citocinas se activan unas células inmunitarias a otras. b) Interferón. Conjunto de pequeñas proteínas plasmáticas producidas por células infectadas por virus que provocan, al unirse a otras células vecinas, que éstas adquieran resistencia frente a los virus. c) Interleucinas. Actúan como factores de diferenciación de diversos tipos de células; destacamos las dos siguientes: 1. La IL1 es segregada por los macrófagos y actúa en los procesos inflamatorios, ejerciendo como mensajero entre la zona afectada por la inflamación y otros órganos, como el encéfalo, el hígado, la médula ósea roja, etc. 2. La IL2 es segregada por los linfocitos Ta (auxiliares) para estimular la proliferación y la acción de los linfocitos Tc (citotóxicos o células asesinas). 3. Sistema del complemento. Conjunto de 20 proteínas solubles que se producen en el hígado y circulan por la sangre y líquidos extracelulares y, a diferencia de los anticuerpos, se encuentran siempre presentes en el plasma. Se activan en las infecciones locales y generalizadas. Tienen dos vías de acción: 6

7 a) Favorecen la dilatación de los capilares. b) Complementan la acción de los anticuerpos. Las proteínas del complemento se activan una a otra en cascada. 4. Anticuerpos o Inmunoglobulinas Se verán con detalle posteriormente. 5. Concepto y naturaleza de los antígenos Un antígeno o inmunógeno es una molécula extraña, como las de la superficie de patógenos o de células tumorales, que provocan en el organismo una respuesta inmunitaria específica dirigida a su destrucción. Casi todas las proteínas y muchos polisacáridos pueden actuar como antígenos. Según su procedencia pueden ser: - Heteroantígenos. Son ajenos al organismo que produce la respuesta inmunitaria, por ejemplo, los de los microorganismos. - Isoantígenos. Moléculas de otro individuo de la misma especie, como las mucoproteínas del sistema ABO sanguíneo humano. - Autoantígenos. Moléculas del propio individuo. Cuando ocurre, se produce el fenómeno llamado autoinmunidad Estructura de los antígenos. En el antígeno existe una parte llamada determinante antigénico o epítopo que corresponde a una pequeña zona del antígeno que va a ser reconocida y se va a unir al anticuerpo. En los antígenos proteicos, el determinante suele estar formado por cuatro o cinco aminoácidos. Según el número de determinantes el antígeno puede ser: - Monovalente u Univalente. Tiene un solo determinante en su molécula. - Polivalente. Presenta varios determinantes antigénicos, de modo que puede unirse a varios anticuerpos iguales o diferentes. Se denominan Haptenos a moléculas que por su pequeño tamaño no son antigénicas, es decir, no estimulan la producción de anticuerpos, pero pueden adquirir propiedades antigénicas cuando se unen a moléculas grandes (moléculas 7

8 transportadoras, generalmente proteínas), comportándose entonces como determinantes antigénicos. Ejemplo de hapteno: el DPN (dinitrofenol) por sí solo no es un antígeno, pero es un hapteno porque si se une a una proteína como la albúmina del suero bovino, la estructura que resulta sí es un antígeno, siendo los restos de DPN los determinantes antigénicos. 6. Tipos de respuesta inmunitaria: humoral y celular Si la respuesta inmunitaria inespecífica es insuficiente, entonces interviene la respuesta inmunitaria específica que es diferente para cada patógeno. Se distinguen dos tipos de respuestas inmunitarias. A. Respuesta humoral. Es llevada a cabo por los linfocitos B que sintetizan un gran número de anticuerpos para destruir antígenos. Los anticuerpos actúan frente a las infecciones, principalmente las que están producidas por bacterias. Los linfocitos B poseen en su membrana anticuerpos que actúan como receptores de antígenos de cualquiera naturaleza. Los anticuerpos circulan por la sangre y por la linfa y actúan en el espacio intercelular. Pueden actuar a distancia del lugar de síntesis. B. Respuesta celular. Es llevada a cabo por los linfocitos T. Maduran en el timo y no producen anticuerpos libres. En la superficie de su membrana hay unos receptores (RCT) que sólo son capaces de reconocer antígenos, que son fragmentos de proteínas, presentados por otras células, unidos a proteínas CMH (Complejo Mayor de Histocompatibilidad). Destruyen las células infectadas por un agente patógeno. Son la principal defensa ante los virus y hongos. Los linfocitos T tienen un radio de acción limitado, ya que para eliminar los antígenos es necesario que su membrana entre directamente en contacto con ellos. Existen tres tipos de linfocitos T: - Linfocitos Tc o T8 citotóxicos (posen en su membrana el marcador CD8). Destruyen células infectadas por virus y cancerosas. - Linfocitos Ta o T4 auxiliares o colaboradores (helper). Se encargan de activar a los linfocitos B y de iniciar la proliferación de los linfocitos T 8

9 citotóxicos mediante la secreción de interleucinas. Son los auténticos coordinadores del sistema inmune. - Linfocitos Ts (supresores). Disminuyen la respuesta inmunitaria. Según su grado de maduración podemos distinguir tres clases de linfocitos tanto para los B, como para los T. - Células vírgenes. Son linfocitos que no han tomado contacto con antígenos. Cuando entran en contacto con el antígeno adecuado en un órgano linfoide secundario, se estimulan para multiplicarse y transformarse en otra clase de linfocitos. - Células efectoras. Desarrollan respuestas. a) Linfocitos B. Células plasmáticas. Secretan anticuerpos b) Linfocitos T. Desarrollan inmunidad celular. Secretan citocinas e interleucinas. - Células de memoria. No producen respuestas, pero pueden estimularse por el antígeno para formar nuevas células efectoras, de mayor eficacia, y nuevas células de memoria. 7. Repuesta humoral. Concepto, estructura y tipo de anticuerpos 7.1. Concepto de anticuerpo. Los anticuerpos (γ-globulinas, inmunoglobulinas o Ig) son unas proteínas defensivas producidas por las células plasmáticas (linfocitos B activados) que circulan por los líquidos del cuerpo y se unen específicamente a los antígenos. De este modo se pueden inactivar virus y toxinas bacterianas impidiendo que se unan a las células. Los anticuerpos marcan a los antígenos para que sobre ellos actúen los fagocitos y para que se active el sistema del complemento y sean destruidos Estructura. Las moléculas de inmunoglobulinas tienen forma de Y, estando constituidas por cuatro cadenas polipeptídicas (tetrapéptido) unidas por puentes disulfuro. Las cadenas son iguales dos a dos y en ellas se diferencian: 9

10 a) Dos cadenas ligeras L (light) idénticas formadas por 220 a. a., que poseen dos regiones, una región variable de 110 a. a. en el extremo amino terminal, y una región constante de 110 a. a. en el extremo carboxilo terminal. b) Dos cadena pesadas H (heavy) idénticas formadas por 440 a. a. (excepto un tipo que tiene 550 a. a.). Aquí, también se diferencian dos regiones, una región variable de 110 a. a. en el extremo amino terminal, y una región constante de 330 ó 440 a. a. en el extremo carboxilo terminal. Ligados a las cadenas H hay moléculas de oligosacáridos. Las moléculas más sencillas de anticuerpos tienen forma, como hemos dicho anteriormente, de Y. Se dice que son bivalentes porque tienen dos lugares de unión al antígeno en los brazos de la Y. El pie de la Y determina las propiedades biológicas del anticuerpo. La zona de unión del pie con los brazos es la región bisagra, zona flexible que permita variar la distancia entre los brazos de unión del antígeno Tipos de anticuerpos Existen cinco tipos de anticuerpos (inmunoglobulinas humanas) que se diferencian por la secuencia de a. a. de las cadenas H. a) Ig G. Pueden atravesar la placenta y pasar al feto. Es antimicrobiana y antivírica. En humanos forman entre el 75% y 85% del total. Principal anticuerpo tras el segundo contacto. Posen peso molecular pequeño (microglobulinas). Activan los macrófagos y el complemento. b) Ig M. Peso molecular elevado (macroglobulinas). Hasta el 10% del total. No pueden salir del torrente circulatorio. Formadas por la unión de cinco unidades Y. Poseen 10 lugares de unión al antígeno. Son las primeras que aparecen ante la presencia del antígeno. Activan los macrófagos y el complemento. 10

11 c) Ig A. Hasta el 10% del total. Se encuentran en la sangre y en ciertas secreciones: saliva, lágrimas, leche, etc., colaborando con las barreras primarias de defensa de los animales. d) Ig E. Responsables de los procesos alérgicos. No atraviesan la placenta y apenas existen en el suero. e) Ig D. Son anticuerpos de la superficie de linfocitos B que sirven como receptores de antígenos específicos. 8. Reacción antígeno-anticuerpo Pueden tener lugar tanto en el organismo vivo como en el laboratorio. Desde el punto de vista químico, el complejo antígeno-anticuerpo se forma por medio de uniones intermoleculares entre el determinante antigénico y la zona de unión del anticuerpo. La unión del antígeno con el anticuerpo se produce por medio de enlaces débiles: Fuerzas de Van der Waals, fuerzas hidrofóbicas y fuerzas iónicas. Esta reacción se puede expresar de la siguiente manera: Ag (antígeno) + Ac (anticuerpo) AgAc (complejo antígeno-anticuerpo) Las reacciones tienen diversas consecuencias como: a) Precipitación. Se produce cuando el anticuerpo se une a un antígeno soluble. El complejo antígeno anticuerpo precipita (El anticuerpo se llama precipitina). b) Aglutinación. Se produce al reaccionar los anticuerpos con moléculas de antígenos situadas en la superficie de bacterias u otras células. Un anticuerpo puede unirse a dos antígenos y un antígeno puede presentar varios determinantes antigénicos. Se produce un entramado de antígenos y anticuerpos que se aprecia como aglutinación (Los antígenos se denominan aglutinógenos y los anticuerpos se llama aglutininas). c) Neutralización. Se efectúa con los virus y las toxinas. Tiene lugar cuando el anticuerpo se une a los determinantes antigénicos de éstos impidiendo que se fijen sobre las membranas celulares. 11

12 d) Opsonización. Los anticuerpos llamados opsoninas se fijan sobre la superficie del antígeno estimulando y favoreciendo la acción de los fagocitos. 9. Células presentadoras de antígenos Son células capaces de activar a los linfocitos T al presentarles moléculas de antígenos unidas a macromoléculas de su membrana. Actúan como células presentadoras de antígenos diferentes tipos de células, entre ellas los macrófagos. Por otro lado, las células cancerosas también interactúan con los linfocitos T. El mecanismo de presentación de antígenos se realiza en varios pasos. a) La célula presentadora capta antígenos por endocitosis. En el caso de las células cancerosas, los antígenos son generados por la propia célula. b) En el interior de ambas células, las enzimas hidrolíticas de los lisosomas degradan las proteínas de los antígenos y los transforman en fragmentos antígénicos o péptidos sencillos. c) Parte de estos fragmentos van a la membrana plasmática, donde son asociados a proteínas CMH, denominadas complejo mayor de histocompatibilidad. Los péptidos antigénicos quedan así expuestos al exterior de las células presentadoras. d) La presentación de péptidos antigénicos por estas células determina que algunos linfocitos T colaboradores reconozcan a estos péptidos, gracias a sus receptores de membrana, uniéndose específicamente a ellos. Esto provoca que estos linfocitos T queden activados. 10. La respuesta inmunitaria Cuando penetran moléculas extrañas en el organismo, se pone en marcha el complejo mecanismo de la maduración y proliferación de células inmunocompetentes y de producción de anticuerpos que se conoce como respuesta inmunitaria o respuesta inmune. Se conocen dos tipos de respuesta inmune: la respuesta inmune primaria y la respuesta inmune secundaria. a) Respuesta inmune primaria. Se produce ante el primer contacto con el antígeno; en este caso se puede apreciar en la sangre la aparición de anticuerpos específicos cuyo número va aumentando de forma exponencial hasta una fase estacionaria a 12

13 partir de la cual empiezan a declinar. Los anticuerpos son del tipo Ig M. Hay un periodo entre la entrada del antígeno y la detección de los anticuerpos en la sangre que se denomina periodo de latencia o retraso que va desde 3 días hasta 14. Al cabo de 4 a 8 semanas los anticuerpos comienzan a perderse. b) Respuesta inmune secundaria. Se produce frente a un segundo contacto con el antígeno. En ésta, las inmunoglobulinas producidas son Ig G, el periodo de latencia o retraso es mucho más corto, la producción de anticuerpos más rápida y se alcanzan valores de inmunoglobulinas más elevados. Esta respuesta puede producirse mucho tiempo después del primer contacto con el antígeno. Es debido a la persistencia en el organismo de ciertos linfocitos B y T, los linfocitos de memoria, que se forman durante el primer contacto con el antígeno y que perduran durante mucho tiempo. Los linfocitos de memoria están circulando continuamente en la sangre y en los órganos linfoides secundarios o periféricos, por lo que rápidamente detectan una nueva entrada del antígeno, desencadenando una rápida producción de Ig G. 13

14 11.Tipos de inmunidad a) Congénita b) Adquirida Natural Artificial Pasiva Activa Pasiva Activa 1. Inmunidad congénita. Es la que presenta un individuo por su propia naturaleza, sin previa puesta en contacto con el agente patógeno. Está condicionada por el genotipo. Puede ser de especie (el hombre es inmune a la peste porcina africana), de raza (en la especie humana, la raza blanca es más susceptible que las demás a contraer la tuberculosis) e individual (algunos individuos son inmunes a determinadas enfermedades que sufren otros). Esta inmunidad congénita (de especie, de raza o individual) puede deberse a alguno de los dos fenómenos siguientes: - A la facilidad que puede presentar una especie, raza o individuo para fabricar anticuerpos contra un microorganismo. - A la dificultad del microorganismo para fijarse a la superficie de las células de la especie, raza o individuo, ya que dicha fijación es la primera fase de la infección. 2. Inmunidad adquirida natural pasiva. El individuo que queda inmunizado es distinto del que formó los anticuerpos. Es la que presenta un recién nacido por haber recibido los anticuerpos a través de la placenta (hombre y muchos primates), o bien por el calostro (primera leche) en la mayoría de los mamíferos. 3. Inmunidad adquirida natural activa. El individuo inmunizado es el mismo que formó los anticuerpos. Se adquiere contra una enfermedad infecciosa después de haber padecido esa misma enfermedad. 4. Inmunidad adquirida artificial pasiva. Se obtiene porque al individuo se le dan directamente las defensas por sueroterapia. La sueroterapia es una técnica en la 14

15 cual se le inyecta a un organismo enfermo los anticuerpos específicos para los antígenos que producen la enfermedad. Estos anticuerpos se obtienen mediante técnicas de clonación a partir de linfocitos capaces de producirlos (anticuerpos monoclonales) o a partir de suero de caballo previamente vacunado con el antígeno. Esta técnica es curativa pero la inmunidad que produce es de corta duración. Este tratamiento tradicional presentaba muchos inconvenientes, pues junto a los anticuerpos deseados, se inoculaban en el paciente muchas proteínas propias del suero del animal, extrañas todas al paciente, por lo que se podían generar respuestas contra el suero, con desarrollo de numerosas reacciones inflamatorias. Hoy en día se purifica del suero la fracción de las γ-globulinas deseadas, disminuyéndose así el riesgo de reacciones inmunológicas indeseables. 5. Inmunidad adquirida artificial activa. Es la que presenta un individuo que ha sido vacunado. La vacunación consiste en la inyección de microorganismos atenuados o muertos, o bien componentes de éstos, a un organismo sano al que se le produce la enfermedad de una forma suave poniendo en macha el mecanismo inmunológico. Es un mecanismo preventivo o profiláctico que tiene respuesta lenta pero duradera. 12. Importancia de las vacunas en la salud. La administración de vacunas de forma sistemática ha determinado que decaiga drásticamente la incidencia de enfermedades infecciosas en las poblaciones humanas, especialmente en los niños, en los que se sigue un método rutinario de vacunación con la edad basado en un calendario de vacunaciones. Algunas enfermedades infecciosas, que tuvieron una gran incidencia en la población en épocas pasadas y causaron un número significativo de muertes, han sido totalmente erradicadas gracias a las vacunas. Es el caso de la viruela que se ha considerado erradicada de la faz de la Tierra a finales del siglo pasado. En otras enfermedades, como la malaria o el sida, que afectan actualmente a un gran número de personas se están haciendo grandes esfuerzos para conseguir vacunas efectivas contra la enfermedad. En 2007, se anunció una campaña de vacunación a niños africanos de la primera generación de la vacuna contra la malaria. 15

16 13. Anomalías del sistema inmunitario. Concepto de tolerancia. Es el reconocimiento de lo propio. - Un exceso de tolerancia hará que el organismo sea incapaz de defenderse al confundir las sustancias extrañas como propias Inmunodeficiencia - Una falta de tolerancia hará que el organismo no reconozca algunas moléculas propias y las considere como extrañas. Entonces reacciona contra lo propio Autoinmunidad La inmunidad es una educación inmunológica que se desarrolla principalmente en el timo. Sólo los linfocitos T vírgenes que sepan reconocer las moléculas CMH propias con péptidos extraños saldrán hacia los órganos linfoides secundarios; los demás serán destruidos (se eliminan el 95%) La autoinmunidad La autoinmunidad es un fallo del sistema inmunitario que consiste en la incapacidad de reconocer como propias determinadas moléculas. Así, el sistema inmunológico fabrica anticuerpos contra elementos del propio organismo dando lugar a enfermedades denominadas autoinmunes. Las moléculas del organismo que provocan autoinmunidad se denominan autoantígenos. Pueden actuar como autoantígenos proteínas confinadas o recluidas en órganos concretos, como el cristalino del ojo o los espermatozoides. Algunos ejemplos de enfermedades autoinmunes son: a) Artritis reumatoide. Aparece cuando macrófagos y linfocitos B y T se activan frente a antígenos asociados a las articulaciones. El resultado es una inflamación crónica de las articulaciones de las extremidades. b) Esclerosis múltiple. Se origina por una reacción contra la mielina que rodea los nervios, originando pérdida de sensibilidad y parálisis. c) Diabetes juvenil. Aparece cuando el sistema inmune reacciona contra moléculas de las células del páncreas, provocando que esta glándula produzca menos insulina. d) Psoriasis. Enfermedad de la piel. 16

17 El mecanismo que desencadena la respuesta autoinmune puede ser que las proteínas que actúan como autoantígenos se ubican en zonas del cuerpo situadas a cierta distancia de los órganos linfoides, por lo que los linfocitos no llegan a alcanzarlas y no desarrollan mecanismos de tolerancia para ellas. Cuando se liberan estas proteínas a causa de una lesión y pasan a la sangre, se produce una respuesta autoinmunitaria. También puede ser un fenómeno de mimetismo de algunos agentes patógenos. Es decir, algunos antígenos extraños pueden ser tan similares a algunas proteínas del organismo, que los linfocitos activados contra el agente infeccioso reaccionan también contra las células del propio cuerpo. La autoinmunidad puede venir originada por factores genéticos, el sexo (más frecuente en mujeres), factores ambientales y el estrés Respuesta inmunitaria exagerada: la hipersensibilidad o alergia Concepto de alergia Es una reacción exagerada del sistema inmune frente a sustancias normalmente inofensivas o frente a antígenos débiles. Afectan a un porcentaje cada vez mayor de la población y causan graves problemas en el organismo: inflamaciones agudas, secreciones excesivas, asmas, etc. Se denominan alérgenos a los antígenos que provocan las alergias: pólenes, compuestos químicos, ácaros del polvo, alimentos, venenos de insectos, etc. Existe una predisposición genética para la alergia, pero hay factores que ayudan que se desencadene: exposición prolongada al alérgeno, infecciones, agobio, contaminación ambiental, etc. Hay dos tipos principales de reacciones hipersensibles (alérgicas) según el momento de aparición de los afectos nocivos. Si aparecen a los pocos minutos de estar en contacto con el alérgeno se llama hipersensibilidad inmediata, mientras que si los efectos aparecen al cabo de horas o días, se denomina hipersensibilidad retardada. - La hipersensibilidad inmediata. Este proceso se produce en dos pasos. a) Primer contacto. Los alérgenos son captados por los macrófagos, los degradan y presentan fragmentos del alérgeno a los linfocitos T. Estos reconocen estos 17

18 fragmentos presentados por los macrófagos y secretan interleucina-4, que induce la activación de los linfocitos B. Estos maduran a células plasmáticas y segregan anticuerpos Ig E, llamados también reaginas. Estas reaginas se unen a la membrana de células como los mastocitos o células cebadas de los tejidos conectivos y a los basófilos de la sangre. Los mastocitos y basófilos quedan cubiertos de Ig E. b) Segundo contacto. El alérgeno se une a los IgE adheridos a los mastocitos y a los basófilos, lo que activa una cascada de reacciones enzimáticas en el interior de la célula dando lugar a la degranulación. Esto consiste en la secreción de sustancias que se encuentran en el citoplasma celular (mediadores alérgicos) como la histamina (más importante), la serotonina o la prostanglandina, que desencadenan reacciones locales (como inflamaciones cutáneas), o generalizadas (como contracción muscular de los bronquios). - Choque anafiláctico. Es la forma más grave de alergia, también llamada anafilaxis (del griego ana = contra y phylaxis = protección). Se trata de una reacción generalizada por todo el organismo. Se produce a los pocos minutos de la segunda exposición del alérgeno. El choque anafiláctico es, por tanto un caso de hipersensibilidad inmediata. En mamíferos puede producir constricción de los bronquios, obstrucción de los capilares pulmonares, urticarias, y caída brusca y peligrosa de la tensión arterial. Una persona puede morir en pocos minutos Remedios frente a la alergia - Antihistamínicos. - Teofilina y epinefrina que relajan el músculo bronquial impidiendo el cierre de los bronquios. - Corticoides que se usan para los casos más graves. Inhiben la secreción de citosinas por los glóbulos blancos bloqueando la inflamación y la respuesta inmunitaria en general. Los medicamentos no curan la alergia, sólo sus síntomas. La persona alérgica debe evitar exponerse al alérgeno, si lo conoce. 18

19 -Desensibilización o vacunación Consiste en administrar repetidamente pequeñas cantidades de alérgeno. Si hay éxito, el cuerpo fabricará cada vez más células de memoria, que al activarse, dan lugar a células plasmáticas que segregan Ig G. Con ello se pretende que los anticuerpos Ig G se unan con el alérgeno que pueda entrar en el cuerpo y compitan por su unión con los Ig E y, por tanto, bloqueen la inflamación. 14. Hipersensibilidad retardada Los trastornos aparecen al cabo de horas o días después de la entrada del antígeno. Es mediada por células, los linfocitos T, que activados por el segundo contacto con el alérgeno segregan sustancias (interleucinas e interferón) que atraerían quimiotácticamente a grandes cantidades de macrófagos que fagocitan a las células portadoras de los antígenos. El rechazo de tejidos u órganos de otro individuo también es un caso de hipersensibilidad retardada. Las proteínas de la membrana de las células del injerto actúan como antígenos. El rechazo se produce cuando a estos antígenos se les une linfocitos T y posteriormente las células son fagocitadas por los macrófagos. 15. Las inmunodeficiencias Se producen cuando el organismo tiene un número inadecuado de linfocitos funcionales y la respuesta inmunitaria no es eficaz. Las personas que la padecen resultan muy vulnerables a infecciones que no son peligrosas para la población en general. Se clasifican en congénitas y adquiridas. A) Inmunodeficiencias primarias o congénitas. Son producidas por mutaciones en algún gen que afecta al sistema inmunitario. Tratamientos: Trasplante de médula ósea, administración de anticuerpos, etc. En los casos más graves hay que mantener a la persona aislada (niños burbuja). Actualmente se trata por terapia génica, introduciendo en los pacientes genes de los que carecen B) Inmunodeficiencias adquiridas. Aparecen en un momento determinado de la vida. Pueden tener diferentes causas: 19

20 - Asociadas a situaciones o enfermedades que causan pérdidas generalizadas de proteínas (malnutrición), fallos en la hematopoyesis (leucemias), etc. - Asociadas a tratamientos médicos que matan o inactivan leucocitos: inmunosupresores (corticoides), quimioterapia, radioterapia, etc. - Causada por infecciones víricas que afectan al sistema inmunitario. Es el caso del SIDA. 16. El SIDA (Síndrome de inmunodeficiencia adquirida) Es una enfermedad grave producida por un virus que ataca a las células del sistema inmunológico, provocando su destrucción. La persona infectada por el virus queda prácticamente indefensa frente a gran cantidad de infecciones microbianas y ve aumentada la incidencia de algunos tipos de cáncer. Los síntomas pueden tardar en aparecer meses o incluso años El virus del sida El virus del sida o virus VIH (Virus de la Inmunodeficiencia Humana) es un retrovirus que fue aislado por primera en 1983 por el equipo de Luc Montagnier en el Instituto Pasteur de París. En la actualidad se conocen dos cepas del virus: - Retrovirus VIH-1. Es el más generalizado y produce los efectos más devastadores. - Retrovirus VIH-2. Se encuentra en poblaciones de África occidental. Es menos virulento y se diferencia de la otra cepa en algunas proteínas de la envoltura. La estructura del virus del sida y el mecanismo de infección del virus en un linfocito se han visto en el tema anterior Vías de transmisión o contagio. Este virus se transmite por medio de fluidos corporales, por contacto sexual, a través de la placenta y por sangre y sus derivados. La lactancia materna también puede ser vía de contagio, ya que la leche materna de madres seropositivas tiene grandes cantidades de virus del sida Fases y síntomas del sida. Después de la entrada del virus del sida en el organismo, la enfermedad se desarrolla en las siguientes fases. - Incubación. Dura entre una y seis semanas y no se aprecia ningún síntoma. 20

21 - Infección aguda. Comporta síntomas parecidos a los gripales (fiebres, dolores articulares, nauseas, vómitos y diarreas) que remiten al cabo de unas dos semanas. Al cabo de uno a cuatro meses, la persona infectada comienza a producir anticuerpos anti-vih aunque no suficientes para destruir el virus. A partir de este momento, las personas son portadoras de anticuerpos anti-vih o seropositivas. - Fase asintomática. Puede durar hasta 10 años. Sin embargo, en aproximadamente el 20% de los seropositivos se detectan síntomas menores (inflamación de ganglios linfáticos, fiebre, ligera pérdida de peso, cansancio y diarreas). - Fase sintomática. En esta etapa se producen las manifestaciones propias de la enfermedad. Se calcula que el 60% de los portadores del virus del sida desarrollan la enfermedad a los 10 años de la penetración del virus. Las manifestaciones del virus son las siguientes: - Encefalopatía. Pérdida de fuerza, parálisis, disminución de facultades mentales, etc. - Caquexia. Extrema desnutrición, gran pérdida de peso, cansancio. - Infecciones oportunistas e incidencia de cáncer oportunista como el sarcoma de Kaposi y linfomas Prevención y tratamiento La prevención más eficaz es evitar el contagio. Tiene un componente educacional: uso del preservativo en relaciones sexuales de riesgo y no compartir jeringuillas ni ningún material que pueda transmitir sangre. En la actualidad no existe ningún medicamento que destruya el retrovirus VIH y lo elimine del organismo. En los últimos años, el tratamiento se basa en combinados (cócteles) de fármacos que incluyan inhibidores de la transcriptasa inversa (AZT), análogos de nucleótidos e inhibidores de la proteasa vírica. Está aumentando notablemente la esperanza de vida de los enfermos de forma que pueda convertirse en una enfermedad crónica controlada. 21

22 17. El sistema inmunitario y los trasplantes El trasplante o injerto es un procedimiento médico que permite sustituir determinados órganos o tejidos enfermos de una persona por los de otra. La finalidad principal del trasplante, en una persona, es sustituir un órgano gravemente dañado por otro sano, para salvarle la vida o para mejorar su calidad de vida. La viabilidad de los trasplantes de órganos, tejidos o células está estrechamente relacionada con la compatibilidad de los tejidos del donante y del receptor y con el funcionamiento del sistema inmunológico del receptor El rechazo en los trasplantes El rechazo se produce porque el sistema inmunitario del receptor no identifica como propias las células del donante, aunque pertenezcan a la misma especie. Se debe a que los linfocitos Tc del receptor no reconocen como propios los autoantígenos del CMH de las células del órgano trasplantado y actúan contra ellas. Según los efectos y el momento en que sobrevengan los fenómenos de rechazo se pueden distinguir tres tipos. - Hiperagudo. Ocurre a los pocos minutos de efectuarse el trasplante, y se debe a la presencia de anticuerpos preexistentes en la sangre del receptor que atacan a las moléculas CMH extrañas y las destruyen. - Agudo. Ocurre desde varios días hasta un mes después del trasplante, y se debe, principalmente, a la acción de los linfocitos B y T, a los macrófagos, a la formación de complejos anticuerpo-complemento en las arteriolas renales y a la acción de las plaquetas. - Tardío o crónico. Ocurre a partir de los tres meses y es debido a reacciones de hipersensibilidad contra los tejidos trasplantados. Para disminuir la probabilidad de rechazo se intenta que exista el máximo grado de histocompatibilidad entre donante y receptor. Además, se trata al receptor con inmunodepresores, como la ciclosporina, que disminuyen la actividad del sistema inmunitario. Los trasplantes reciben diferentes nombres en función de la relación establecida entre donante y receptor: 22

23 - Autotrasplante El mismo individuo es a la vez donante y receptor. - Isotrasplante Trasplante entre gemelos univitelinos. - Alotrasplante Trasplante entre individuos de la misma especie - Xenotrasplante Trasplante entre individuos de distinta especie. 23