SISTEMA INMUNE. 1. Barreras Externas. Se encuentran localizadas en los posibles sitios de entrada para los agentes patógenos, y se pueden dividir en:

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1 FUNDACIÓN EDUCACIONAL COLEGIO DE LOS SS.CC. - MANQUEHUE - Departamento de Ciencias Biología Lorena Brito Pedro Ortiz Rodrigo Price Pilar Rabanales Nivel: Cuarto medio 2018 SISTEMA INMUNE Los seres vivos deben ser capaces de distinguir las partículas extrañas de las propias para lograr eliminarlas y evitar su potencial toxicidad. De esta manera, se constituye un sistema especialmente destinado a la detección, eliminación y vigilancia de nuestro organismo. Además, hay que considerar la existencia de barreras externas que impiden la entrada de agentes patógenos. 1. Barreras Externas Se encuentran localizadas en los posibles sitios de entrada para los agentes patógenos, y se pueden dividir en: Barreras mecánicas Son aquellas que constituyen un impedimento físico a la penetración de los gérmenes, tal es el caso de la piel, que a través de la capa superficial de células muertas adhiere a los microorganismos que luego se desprenden por medio de la descamación de la piel. El cerumen y pelos del conducto auditivo retienen cuerpos extraños, impidiendo su paso hacia el oído medio e interno y el mucus de la mucosa respiratoria, atrapa los elementos extraños que luego son eliminados a través de movimientos ciliares, la tos y el estornudo. 1

2 Barreras químicas Corresponden a sustancias que impiden el desarrollo de los microorganismos. Es el caso del sudor y el sebo de la piel, que forman una capa ácida y grasa, impidiendo el desarrollo de patógenos. La saliva que contiene la enzima lisozima e inmunoglobulinas. Las lágrimas también contienen lisozima, que impide el desarrollo de gérmenes y los jugos gástricos que a través de la acidez destruyen los agentes patógenos. Barreras biológicas Se refiere a algunas bacterias que habitan normalmente en algunos lugares del organismo y compiten con los patógenos, por ejemplo, las bacterias de la flora intestinal o de la flora vaginal 2. Inmunidad El cuerpo humano tiene la capacidad, natural o adquirida, de resistir casi todos los tipos de microorganismos o tóxicos que tienden a lesionar los tejidos y los órganos, provocando una enfermedad. Esta capacidad se llama inmunidad. La inmunidad es de dos tipos: innata y adquirida. a) Inmunidad innata Corresponde a procesos generales en lugar de mecanismos dirigidos a gérmenes específicos. Está constituida por mecanismos existentes antes de que se desarrolle la infección. b) Inmunidad adquirida Es una inmunidad específica, altamente poderosa contra agentes patógenos individuales como bacterias, virus y toxinas. La inmunidad adquirida corresponde a la inmunidad celular y humoral a cargo de los linfocitos T y B respectivamente. Por otra parte, la inmunidad puede ser activa o pasiva. a) Inmunidad activa Cuando el organismo ha sido expuesto a los antígenos y sintetiza los anticuerpos o diferencia los linfocitos para ese antígeno, generando memoria inmunológica. A su vez, la inmunidad activa se puede dividir en: Natural: encuentro directo con algunos patógenos, por ejemplo, cuando se enferma contagia con alguna de las pestes, como la varicela. Artificial: generada a través del uso de vacunas. 2

3 La respuesta inmune del cuerpo ya sea celular o humoral es mucho más intensa en una exposición secundaria, de tal forma que podemos decir que la respuesta inmune se puede dividir en dos tipos: Respuesta primaria: corresponde al aumento del número de anticuerpos seguido de una declinación gradual, el organismo se ha sensibilizado y han proliferado linfocitos inmunocompetentes. Respuesta secundaria: respuesta al contacto entre un antígeno y el organismo sensibilizado, que induce una proliferación inmediata de linfocitos inmunocompetentes que han permanecido como células de memoria, aumento rápido de anticuerpos, mucho mayor a la ocurrida en la respuesta primaria y que producen en conjunto una respuesta más intensa. b) Inmunidad pasiva Se inyectan los anticuerpos formados por otra persona o animal que fue expuesta previamente al antígeno y que generó sus propios anticuerpos. Estos anticuerpos se inyectan bajo la forma de sueros, que no generan memoria inmunológica. Natural: transferencia de anticuerpos a través de placenta o leche materna. Artificial: inyección de inmunoglobulina. Inmunidad innata (también llamada natural o nativa) Se denomina Inmunidad Innata al conjunto de mecanismos que existen antes de la infección, responden rápidamente y de la misma manera frente a infecciones repetidas, formando así la primera línea de defensa de la respuesta inmune. Está constituida por Barreras físicas y químicas (piel, mucosas, productos antimicrobianos) Impiden la invasión y proliferación de patógenos (agente extraño) y se producen localmente. 3

4 Proteínas sanguíneas (por ejemplo, sistema del complemento) Responsables del proceso de inflamación. El complemento funciona como un mecanismo amplificador de la respuesta inmune. Sistema fagocitario (neutrófilos, macrófagos) Importante sistema efector, fundamental para la respuesta contra bacterias. Células natural killer (NK) Importantes en la vigilancia inmunológica. Citoquinas Regulan y coordinan actividades celulares. Características de la respuesta inmune específica Presenta 6 características de gran importancia: a) Especificidad Se refiere a que la respuesta es específica para distintos antígenos. Esto se logra mediante el reconocimiento de que una porción particular del antígeno por parte de un receptor de membrana específico para dicho estructura en la superficie de un linfocito. b) Diversidad El número total de linfocitos específicos para cada antígeno, llamado repertorio antigénico, es extremadamente enorme. Se ha estimado que un individuo puede discriminar entre 107 y 109 distintos determinantes antigénicos. Este gran número depende de la variabilidad en la estructura de los sitios de unión de los receptores de los linfocitos. 4

5 c) Memoria Respuesta a subsecuentes exposiciones del mismo antígeno (respuesta secundaria). La memoria inmunológica se produce por selección clonal de linfocitos específicos para un antígeno determinado. Esta respuesta secundaria es más rápida, más eficiente y de mayor magnitud que la respuesta primaria. d) Especialización Se refiere al carácter especial y diferente de la respuesta inmune para cada antígeno. Además, tanto la inmunidad humoral como la celular son inducidas por diferentes clases de microorganismos o por el mismo, pero en diferentes etapas de la infección. e) Autolimitación Después de todas las respuestas inmunes normales, el sistema vuelve a su estado de reposo basal, también llamado homeostasis. Esto se logra eliminando el antígeno, que es el principal estímulo para la activación linfocitaria. Por otro lado, se estimulan mecanismos de regulación feedback negativo (o retroalimentación negativa) que inhiben la respuesta al antígeno. f) Tolerancia Una de las propiedades más interesantes del sistema inmune. Corresponde a la capacidad de reconocer lo propio de lo ajeno, respondiendo contra los antígenos externos y no contra el propio organismo. Así, el organismo no se ataca a sí mismo. Esto resulta gracias a la eliminación o inactivación funcional de linfocitos autorreactivos (linfocitos que expresen receptores para autoantígenos). La pérdida de autotolerancia conduce a las llamadas enfermedades autoinmunes. 5

6 3. Sistema Inmunitario El sistema inmunitario se activa cuando un agente patógeno logra sobrepasar las barreras externas y alcanza cualquier lugar del organismo, generando una infección. Las funciones del sistema inmunitario son: Detectar la presencia de patógenos en el organismo. Eliminar los patógenos de los tejidos, Prevenir una nueva infección por los mismos patógenos. Los componentes del sistema inmunitario son: Órganos Linfoides La medula ósea roja y el timo se consideran órganos linfoides primarios debido a que en ellos ocurre la formación y maduración de células inmunitarias, ya mencionados al inicio del capítulo. El tejido linfoide se encuentra distribuido por todo el organismo, especialmente en zonas que pueden ser puerta de entrada para los patógenos, por ejemplo el anillo de Waldeyer, situado a la entrada del sistema respiratorio y digestivo, en el intestino se encuentran las placas de Peyer que detectan y destruyen los patógenos que superaron la barrera externa de los jugos gástricos. Células Inmunitarias Corresponden a los neutrófilos, monocitos, linfocitos, basófilos y eosinófilos. La combinación de monocitos, macrófagos móviles, macrófagos tisulares fijos y unas pocas células endoteliales especializadas en la médula ósea, el bazo y los ganglios linfáticos, también reciben el nombre de sistema retículo endotelial. Moléculas Inmunitarias Son proteínas sintetizadas por algunas células inmunitarias, que participan en la defensa del organismo, tanto destruyendo agentes patógenos como activando la acción de otras células inmunitarias. 6

7 Las células inmunitarias se activan unas a otras a través de las citocinas, que son sustancias proteicas sintetizadas por los mismos leucocitos. El sistema del complemento es un conjunto de unas 20 proteínas que se producen en el hígado y circulan por la sangre y el líquido extracelular. Este sistema de proteínas actúa secuencialmente tanto en las infecciones localizadas como generalizadas. Su mecanismo de acción puede incluir: Favorecer la dilatación de los capilares durante las infecciones. Complementa la acción de las inmunoglobulinas en la destrucción de la pared celular. Las inmunoglobulinas son un grupo de proteínas que se encuentran en la sangre y el líquido extracelular, se les conocen también como anticuerpos. Las inmunoglobulinas son sintetizadas por los linfocitos B ante la presencia de partículas extrañas al organismo. La acción de las inmunoglobulinas se basa en el reconocimiento de unas moléculas características de los patógenos, los antígenos. Las inmunoglobulinas se combinan con los antígenos por medio de enlaces e impiden el ataque de las partículas patógenas. Existen 5 clases de inmunoglobulinas (Ig) Ig G: que es la más abundante, y la Ig M participan en todo tipo de infecciones. Ig A: actúa en las infecciones de las mucosas. Ig D: activa los linfocitos B. Ig E: interviene en las reacciones de alergia. 7

8 4. Respuesta Inmunitaria La respuesta inmunitaria es el conjunto de reacciones químicas y celulares que desencadena el sistema inmunitario ante un agente patógeno que atraviesa las barreras externas. Existe un primer tipo de respuesta inmunitaria que es la inespecífica. Llamada de esta manera, porque es idéntica para toda clase de patógeno. Se produce en las primeras etapas del ataque patógeno. En esta clase de respuesta participan los neutrófilos, los macrófagos, las citocinas y el sistema del complemento. El segundo tipo de respuesta inmunitaria es la específica o especializada para cada patógeno. En esta clase de respuesta participan los linfocitos T, los linfocitos B, los monocitos, las células presentadoras de antígenos y los macrófagos. Además participan moléculas inmunitarias: inmunoglobulinas, citocinas y el sistema del complemento. La respuesta inmunitaria específica puede ser celular o humoral. Inmunidad Humoral En la respuesta específica humoral las células no atacan directamente a los antígenos. Son las proteínas llamadas anticuerpos o inmunoglobulinas, liberadas por las células plasmáticas, las que actúan contra los antígenos. Las células plasmáticas representan la forma activa de los linfocitos B. Este tipo de respuesta se produce cuando aparecen patógenos extracelulares o toxinas bacterianas. Los linfocitos B son activados por células T cooperadores. Al activarse, los linfocitos B proliferan, apareciendo células de memoria y células plasmáticas. Las células plasmáticas liberarán el anticuerpo específico, que provocará la opsonización del antígeno y la fijación del sistema del complemento. El mecanismo de actuación para cada linfocito T es distinto. No obstante, todos se disparan mediante la presentación de antígenos. 8

9 El agente patógeno es capturado por la llamadas células presentadoras de antígenos (CPA), generalmente macrófagos que degradan esos antígenos. Al degradarlos, pequeños péptidos (unos 10 aminoácidos, aproximadamente) de las proteínas externas del agente patógeno se unen de forma específica en un surco existente en el MHC (complejo mayor de histocompatibilidad) del macrófago. El MHC y el péptido de la célula presentadora del antígeno es expuesto en la membrana. Este macrófago activado se moviliza por el torrente sanguíneo hasta encontrar linfocitos, a los que activará. Descripción del Proceso La respuesta de los linfocitos B comienza con los macrófagos, que actúan como una célula presentadora de antígenos. El antígeno se encuentra en la superficie del macrófago y es presentado a un linfocito T ayudante, que es el encargado de seleccionar un tipo particular de linfocito, de acuerdo a la forma del antígeno. Simultáneamente el linfocito T ayudante secreta interleucinas del tipo citoquinas El linfocito B seleccionado es activado, lo cual significa que comienza a dividirse por mitosis para aumentar el número de este tipo particular. Esta situación es una forma de clonación de una línea celular particular. De esta forma se produce la clonación del linfocito T activado Una vez que se ha producido el aumento del número de células, estas se diferencian. Una parte formará los linfocitos T citotóxicos y otros constituyen la población memoria, encargada de reaccionar más rápida y eficazmente frente a una segunda exposición al mismo antígeno La activación, multiplicación y diferenciación de los linfocitos ocurre en el timo. Luego los linfocitos T citotóxicos emigran del ganglio hacia el sitio de infección. Llegando a este lugar, liberan proteínas que destruyen a las células infectadas. Los linfocitos T ayudantes liberan citocinas, que atraen macrófagos que cooperan en la eliminación de la infección. Otra población que se diferencia es la de los linfocitos T supresores, que ayudan a frenar la reacción celular de los linfocitos T citotóxicos 9

10 Respuesta Celular Está a cargo de los linfocitos T que destruyen células infectadas por un agente patógeno. Son la principal defensa ante virus y hongos. Fundamentalmente, existen dos clases de linfocitos: o Linfocitos T citotóxicos que destruyen las células que han sido infectadas, así como también algunas células cancerosas. o Linfocitos T cooperadores que regulan la actividad de los linfocitos B y macrófagos. Descripción del Proceso La célula presentadora de antígenos interactúa con un linfocito T ayudante y con una línea de linfocitos T específico para el antígeno presentado. Esto provoca que el linfocito T ayudante sintetice y secrete citocinas, que activarán a la línea linfocitaria a dividirse, aumentando la población de este tipo particular Se produce la clonación del linfocito T activado Una vez que se ha producido el aumento del número de células, estas se diferencian. Una parte formará los linfocitos T citotóxicos y otros constituyen la población memoria, encargada de reaccionar más rápida y eficazmente frente a una segunda exposición al mismo antígeno Luego los linfocitos T citotóxicos emigran del ganglio hacia el sitio de infección. Llegando a este lugar, liberan proteínas que destruyen a las células infectadas. Los linfocitos T ayudantes liberan citocinas, que atraen macrófagos que cooperan en la eliminación de la infección. Otra población que se diferencia es la de los linfocitos T supresores, que ayudan a frenar la reacción celular de los linfocitos T citotóxicos 10

11 Fases de la respuesta inmune La fase de reconocimiento se basa en la capacidad del sistema para identificar un antígeno como extraño, para lograr montar una respuesta defensiva. A continuación, en la fase de activación el sistema pone en marcha los mecanismos para eliminar el agente extraño, lo que ocurre en la fase efectora. Una vez que se ha eliminado el antígeno la respuesta inmune debe desaparecer, de tal forma que no se produzca daño de estructuras propias del organismo, por lo que se da una declinación de la respuesta. Finalmente, si ha sido la primera exposición al antígeno se genera una memoria que permitirá que frente a una segunda exposición se monte una respuesta más rápida y potente. Si es una segunda exposición, sólo se mantendrá la memoria ya generada. 11