Tema 17. SISTEMA INMUNITARIO

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1 Tema 17. SISTEMA INMUNITARIO 1. Introducción Concepto de Inmunidad 1.2. El Sistema Inmune 1.3. Concepto de Antígeno y Anticuerpo Antígeno Anticuerpos 2. Mecanismos de defensa de los organismos. a) Según su posición en el cuerpo: Externas: Internas b) Atendiendo a la acción que tienen las barreras de defensa: Inespecíficas: Específicas: c) Atendiendo al modo de aparición: Innatas: Adquiridas: 2.1. Barreras Defensivas a) Barreras primarias, externas, inespecíficas e innata: Barreras físicas. La piel. Barreras químicas Las secreciones Barreras biológicas La flora bacteriana b) Barreras secundarias, internas, inespecíficas e innata. Células sanguíneas con capacidad fagocítica, Biomoléculas inactivadoras c) Barrera interna específica. 3. Defensas inespecíficas 3.1. Respuesta inflamatoria Los síntomas de la inflamación son: 3.2. Los fagocitos Los granulocitos neutrófilos o polimorfonucleares (PMNs) Los monocitos 3.4. El sistema de complemento Lisis de las células, Atraer a los fagotitos, 3.5. El interferón 1

2 4. Defensas específicas Especificidad. Memoria inmunológica. Regulación de la respuesta. Tolerancia de lo propio Linfocitos Linfocitos B, Linfocitos T, 4.2. Órganos del Sistema Inmune Órganos linfoides primarios. Órganos linfoides secundarios Respuesta inmunitaria específica Respuesta inmunitaria humoral. Células plasmáticas Células de memoria Respuesta inmunitaria celular. Tipos de linfocitos T. Linfocitos Tc o citotóxicos. Linfocitos T H o colaboradores Linfocitos Ts o supresores. 5. Anticuerpos Estructura de los anticuerpos: Tipos de anticuerpos Reacciones antígeno-anticuerpo. Las reacciones entre antígeno y anticuerpo. Precipitación. Aglutinación. Neutralización. Opsonización. 6. Anomalías del sistema inmunitario Hipersensibilidad 6.2. Autoinmunidad Inmunodeficiencias Pueden ser: Inespecíficas. Específicas. Según el momento en que se adquieren. Inmunodeficiencia primaria o congénita. Inmunodeficiencia secundaria o adquirida. El sida. 7. Inmunidad natural y artificial. La inmunidad natural: Inmunidad natural pasiva. Inmunidad natural activa. La inmunidad artificial Inmunidad artificial activa. Inmunidad artificial pasiva. Respuesta primaria y respuesta secundaria. 2

3 1. INTRODUCCIÓN. El medio interno animal contiene gran cantidad de nutrientes y es muy estables, por lo que resulta un medio muy "acogedor", no teniendo que resultamos extraño el intento de invasión por parte de microorganismos procedentes del medio externo. Una infección se produce cuando estos microorganismos, (bacterias, virus y otros parásitos) penetran y se instalan en el cuerpo de otro ser vivo al que se denomina hospedador o huésped. El termino infección no es sinónimo de enfermedad, dado que para que se produzca una enfermedad infecciosa es necesario que los agentes invasores causen daño en el huésped. Estos microbios causantes de alteraciones anatómicas y fisiológicas en los tejidos de los organismos invadidos reciben el nombre de patógenos. La patogenidad o virulencia de un parásito es la capacidad que posee éste de producir daño al organismo invadido (hospedador). Estos daños se deben a que los microorganismos destruyen las células que parasitan o las envenenan con toxinas que liberan CONCEPTO DE INMUNIDAD Conjunto de mecanismos que un individuo posee para enfrentarse a la invasión de cualquier cuerpo extraño (ya sean agentes infecciosos, tóxicos o degenerativos) y para hacer frente a la aparición de tumores. Esta cualidad se adquiere antes del nacimiento y se madura y afianza en los primeros años de vida. En los vertebrados implica que los organismos diferencian lo propio de lo ajeno; es decir, reconocen todos sus tipos celulares EL SISTEMA INMUNE Es un sistema biológico complejo. Se encuentra distribuido por todos los órganos y fluidos vasculares e intersticiales, excepto el cerebro, concentrándose en órganos especializados como la médula ósea, el bazo, el timo y los nódulos linfáticos. Presenta componentes celulares: linfocitos, macrófagos y granulocitos y moléculas solubles: anticuerpos, linfocinas y complemento. Es el responsable de conferir la inmunidad al actuar de forma coordinada todos sus componentes. Las células y moléculas que participan en la defensa inmune llegan a la mayor parte de los tejidos por el torrente sanguíneo, que pueden abandonar a través de las paredes de los capilares y al que pueden regresar por el sistema linfático. (1) Lectura: 3

4 1.3. CONCEPTO DE ANTÍGENO Y ANTICUERPO ANTÍGENO Podemos decir que los antígenos son cualquier molécula extraña al organismo, que desencadenan una respuesta inmunitaria. Todas las células poseen en su membrana un conjunto de moléculas de naturaleza glucoproteicas y glucolipídicas que contribuyen a su identificación, constituyendo así una especie de "camet de identificación celular", estas moléculas se denominan antígenos (acreditan a que tejido, órgano e incluso individuo pertenece la célula). Estos antígenos, en un individuo distinto, pueden detectarse como extraños y producir la reacción de rechazo de los injertos y transplantes. ANTICUERPOS Son moléculas formadas por los linfocitos B maduros. La función del anticuerpo consiste en unirse al antígeno y presentarlo a células efectoras del sistema inmune. Esta función está relacionada con la estructura de los distintos tipos de inmunoglobulinas. Los anticuerpos o inmunoglobulinas (Ig) son proteínas globulares. Circulan por la sangre y penetran en los fluidos corporales donde se unen específicamente al antígeno que provocó su formación 4

5 2. MECANISMOS DE DEFENSA DE LOS ORGANISMOS. 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. a) Según su posición en el cuerpo: Externas: como la piel o las mucosas, que están en contacto con el exterior. Funcionan como un muro que impide el paso de agentes externos. Internas: se localizan dentro del organismo, como los macrófagos o los linfocitos. b) Atendiendo a la acción que tienen las barreras de defensa, se pueden clasificar en: Inespecíficas: como las lágrimas, que atacan a cualquier tipo de agente. Específicas: como las inmunoglobulinas, dependen del cuerpo extraño. c) Atendiendo al modo de aparición, las barreras de defensas pueden ser: Innatas: se originan en el desarrollo embriológico del individuo, con independencia de la presencia de antígenos. Adquiridas: sólo se forman cuando aparece un antígeno, como ocurre en el caso de formación de inmunoglobulinas BARRERAS DEFENSIVAS Teniendo en cuenta estos criterios de especificidad y localización, las barreras defensivas se reúnen en tres grupos: a) Barreras primarias, externas, inespecíficas e innata: Barreras físicas. La piel. Es una superficie impermeable para la mayoría de los microorganismos gracias a la capa de queratina, que sufre continuas descamaciones actúa como barrera mecánica, excepto cuando se producen en ella heridas o quemaduras. Además, el sudor y las secreciones sebáceas crean un medio algo ácido donde no sobreviven los microorganismos. Barreras químicas Las secreciones mucosas. Que recubren las aberturas naturales (boca, ano, fosas nasales, vías respiratorias, urogenitales y digestivas) constituyen otro tipo de barrera. 5

6 En la saliva, lágrimas y secreciones nasales existe la enzima lisozima que es bactericida, la espermina del semen tiene acción bactericida, las secreciones ácidas de la vagina y del estómago contribuyen a crear un ambiente donde los microbios tienen grandes dificultades para prosperar, en las mucosas respiratorias, quedan atrapados por el mucus y son expulsados a través de movimientos de los cilios, de la tos y del estornudo. Barreras biológicas La flora bacteriana de cada animal contribuye a la defensa del organismo pues segrega sustancias de tipo antibacterianas que impide el asentamiento de otros microorganismos patógenos o estableciendo competencia por los nutrientes. b) Barreras secundarias, internas, inespecíficas e innata. Las defensas internas se activan si los microorganismos atraviesan las barreras naturales externas y penetran en los tejidos más profundos, produciendo la infección. Esta formada por: Células sanguíneas con capacidad fagocítica, como los macrófagos, granulocitos y células NK (asesinas naturales o "natural killer"). Biomoléculas inactivadoras, como el sistema del complemento y ciertas citocinas, que reaccionan indiscriminadamente ante cualquier elemento extraño en el interior del cuerpo. c) 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 de respuesta específica: 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

7 3. DEFENSAS INESPECÍFICAS La respuesta inespecífica se activa cuando cualquier sustancia o agente extraño invade el organismo, atravesando las barreras naturales y penetran en tejidos más profundos, produciendo la infección. 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. Comprende cuatro tipos de defensas inespecíficas: la inflamación, los fagocitos, el sistema de complemento y, si el agente invasor es un virus o célula alterada del propio organismo, el interferón RESPUESTA INFLAMATORIA 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 la inflamación son: Rubor, enrojecimiento de la piel debido a la dilatación de los vasos sanguíneos. Calor, aumento de la temperatura de la zona infectada. Tumor, la zona afectada se hincha por el aumento de la permeabilidad de los vasos sanguíneos para facilitar la salida de plasma y de células sanguíneas Dolor, por estimulación de las terminaciones nerviosas. La inflamación y por tanto el mecanismo de fagocitosis se inicia con la movilización de las células fagocitarías hacia las zonas dañadas. Este movimiento se ve favorecido por una serie de factores como son: La dilatación de los vasos sanguíneos y el aumento de la permeabilidad de los capilares, que producen el aumento del flujo sanguíneo y la salida del suero y de los fagocitos que avanzan hacia las zonas dañadas. El movimiento de neutrófilos y macrófagos hacia los puntos de infección, estimulados por sustancias químicas segregadas por los propios patógenos. Una vez localizados los microbios patógenos, los fagocitos los digieren y destruyen. A lo largo de este proceso se acumulan neutrófilos y macrófagos tanto vivos como muertos, que juntos con los cadáveres de los microorganismos y el suero sanguíneo constituyen la pus. 7

8 3.2 LOS FAGOCITOS Los fagocitos son un tipo de leucocitos que se forman en la médula ósea roja, su nombre que proviene del griego y significa "comedoras de células", son capaces de fagocitar debido a que poseen lisosomas con enzimas hidroliticos. Los granulocitos neutrófilos o Polimorfonucleares (PMNs), poseen abundantes gránulos citoplasmáticos, donde almacenan enzimas antimicrobianas, y un núcleo polilobulado. Se les llaman neutrófilos porque se tiñen con colorantes neutros. Los neutrófilos, son los primeros que actúan como defensa, abandonan los vasos sanguíneos para dirigirse a los tejidos que han sufrido una agresión. Los monocitos cuyo citoplasma no contienen gránulos, son células idénticas a los macrófagos que se encuentran en los tejidos. De hecho, estos fagocitos reciben el nombre de monocitos sólo mientras están en el sistema circulatorio, y se denominan macrófagos cuando se encuentran en los tejidos dañados o bien en ganglios linfáticos, bazo u otro tejido linfoide. Como veremos más adelante, estos fagocitos interactúan con los linfocitos que son células del sistema inmunitario EL SISTEMA DE COMPLEMENTO El complemento está formado por un conjunto de más de 20 proteínas del plasma sanguíneo que son sintetizadas por el hígado; Normalmente están inactivas. Cuando se forma el complejo antígeno-anticuerpo, un componente del complemento se activa activando a otro complemento el cual, a su vez, activa a un tercero, produciéndose así una serie de reacciones en cadena. Estas proteínas se unen a la membrana de la célula patógena (bacteria, célula infectada, ) y pueden tener dos tipos de consecuencias: La lisis de las células, al originar orificios en su membrana vaciando la célula. Atraer a los fagotitos, que digerirán los microorganismos EL INTERFERÓN Las células infectadas por un virus sintetizan y liberan unas proteínas, conocidas con el nombre de interferón, que impiden que la infección se propague, estimulan a las células adyacentes a sintetizar enzimas antivirales, inhibiendo la replicación del genoma vírico, inhibiendo la síntesis de proteínas o activando a las células NK para destruir a las células infectadas. Células asesinas naturales (Natural Killer - NK). Son células linfoides que se parecen a los linfocitos y que provocan la muerte de los microorganismos, células infectadas, células tumorales o células ajenas. Las destruyen uniéndose a ellas y fabricando una proteína que crea agujeros en la membrana de las células atacadas matándolas. Son pues células citolíticas. 8

9 4. DEFENSAS ESPECÍFICAS Se denomina defensa específica a los mecanismos que se desencadenan cuando un determinado antígeno, y no otro, ha penetrado en el interior del organismo. Esta respuesta inmune presenta las siguientes características: Especificidad. Sólo actuarán aquellas células activadas por el antígeno que penetró en el organismo, y no otras. Además, esas células sólo actúan sobre antígenos externos, no sobre células propias. Memoria inmunológica. La memoria inmunológica es la capacidad que tiene el sistema inmune para producir una respuesta rápida, eficaz y duradera frente a un antígeno que se presenta por segunda vez. Regulación de la respuesta. El proceso finaliza de forma gradual, atendiendo a la disminución de antígeno Tolerancia de lo propio. Durante las primeras fases del desarrollo este sistema "aprende" a reconocer lo propio, cuando esta tolerancia se pierde aparecen las enfermedades autoinmunes. El sistema inmunitario específico está formado básicamente por miles de millones de células llamadas linfocitos y por moléculas de proteínas, los anticuerpos LINFOCITOS Son células sanguíneas que se desarrollan a partir de las células madres hematopoyéticas, presentes en la médula roja de ciertos huesos, que dan lugar a todos los tipos de células sanguíneas: glóbulos rojos (eritrocitos), glóbulos blancos (leucocitos) y plaquetas. Los linfocitos, uno de los tipos de leucocitos (glóbulos blancos), que a diferencia de los otros leucocitos no pueden formar pseudópodos y, por tanto, no fagocitan. Sin embargo, tienen capacidad para reconocer antígenos concretos, por ello son los responsables de la especificidad inmunitaria. Se encuentran en grandes cantidades en la sangre, linfa y órganos linfoides (timo, nódulos linfáticos, bazo y apéndice). Hay dos tipos los linfocitos T y los linfocitos B según el lugar donde maduren. Ambos tipos de linfocitos son morfológicamente exactos, es decir, imposibles de distinguir a nivel microscópico. Son células con un gran núcleo central. En la corriente sanguínea son esféricos y adoptan formas diversas al pasar a través de los vasos. Se diferencian cuando entran en contacto con un antígeno que los estimula a proliferar y desarrollarse. Los linfocitos B cambian de morfología y se convierten en células plasmáticas secretoras de anticuerpos, con un retículo endoplásmatico rugoso muy desarrollado. Los linfocitos T maduros no segregan anticuerpos y su retículo endoplásmatico rugoso está poco desarrollado. 9

10 Linfocitos B, son los linfoblastos que maduran en las aves en la bolsa o bursa de Fabricio (órgano de las aves en el que se descubrieron), en los mamíferos maduran en la placa de Peyer de la pared intestinas o se quedan en la médula ósea a madurar. Los linfocitos B fabrican anticuerpos, proteínas que actúan de forma específica ante la presencia de antígeno (nombre por el que se conoce a toda molécula capaz de desencadenar una respuesta inmunitaria). Estos anticuerpos segregados por los linfocitos B se vierten a la circulación general y se unen específicamente a los antígenos responsables de su formación. Este tipo de respuesta inmunitaria recibe el nombre de respuesta inmunitaria humoral. Linfocitos T, son los linfoblastos que maduran en el timo, órgano linfoide que en el hombre se encuentra en el pecho, inmediatamente debajo del esternón. Los linfocitos T llevan a cabo la respuesta inmunitaria celular, destruyendo los microorganismos portadores de antígenos y a las células propias infectadas por ellos. También estas células inducen a otras a realizar labores similares, lo que se conoce como cooperación celular. DIFERENCIAS ENTRE Linfocitos T y Linfocitos B Linfocitos T Maduran en el timo. Intervienen en la inmunidad celular No producen anticuerpos Linfocitos B Maduran en la bolsa de Fabricio en las aves. En mamíferos en la placa de Peyer o en la medula. Intervienen en la inmunidad humoral Producen anticuerpos R. E. r poco desarrollado R. E. r muy desarrollado Se inactivan difícilmente con los rayos X Se inactivan muy fácilmente con los rayos X 10

11 4.2. ÓRGANOS DEL SISTEMA INMUNE Todas las células de este sistema proceden de las células madres hematopoyéticas (capaces de originar las células que fluyen por la sangre) de la médula ósea, como los macrófagos o los monocitos y las células precursoras de linfocitos las cuales pueden madurar en distintos órganos: Órganos linfoides primarios. En ellos maduran definitivamente los linfocitos. En la médula ósea (interior de los huesos cortos y planos, en la zona esponjosa de los huesos largos) maduran los linfocitos B y en el timo (Se encuentra en la zona superior del tórax debajo del esternón) 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, amígdalas, apéndice y placas de Peyer. 11

12 4.3. RESPUESTA INMUNITARIA ESPECÍFICA 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 antígenos. RESPUESTA INMUNITARIA HUMORAL. La respuesta humoral es la que lleva a cabo los linfocitos B, células programadas individualmente para el reconocimiento de un sólo antígeno específico. Los linfocitos que no han entrado en contacto con su antígeno específico reciben el nombre de células vírgenes. Estas células poseen anticuerpos específicos determinados genéticamente, la unión entre el anticuerpo del linfocito y el antígeno invasor específico induce a los linfocitos B a diferenciarse en: Células plasmáticas productoras de anticuerpos solubles, no unidos a la membrana, que pasan al torrente circulatorio. La cantidad de anticuerpos segregados por una célula plasmática es muy alta. Se ha calculado que solamente una es capaz de producir moléculas de anticuerpos/segundo. Células de memoria que se multiplican por mitosis dando clones de células idénticas, parte de las cuales se mantendrán en reserva y responden con gran rapidez e intensidad a un nuevo contacto con el antígeno, lo que se conoce como respuesta inmunitaria secundaria. Linfoblastos B > Linfocitos B > Células plasmáticas > Células plasmáticas de memoria Algunos linfocitos B, llamados T dependientes requieren para su activación no sólo la fijación directa del antígeno específico, sino también la colaboración de un determinado tipo de linfocito T. La inmunidad humoral juega un papel primordial en la defensa del hospedador frente a las infecciones causadas por organismos extracelulares como los neumococos productores de la neumonía o los meningococos de la meningitis. RESPUESTA INMUNITARIA CELULAR. Este tipo de respuesta inmunitaria la llevan a cabo los linfocitos T, cuya actividad se dirige contra microorganismos (virus, hongos o ciertas bacterias) que se encuentran en el interior de las células. Estos patógenos dentro de la célula del huésped se encuentran protegidos de la actividad de los anticuerpos. La respuesta inmunitaria de los linfocitos T, aunque menos conocida que la humoral, es tan específica como ésta. 12

13 Tipos de linfocitos T. Linfocitos Tc o citotóxicos o killer. Destruyen las células extrañas, así como las propias que hayan sido afectadas. Son las de los rechazos en los transplantes. Linfocitos T H o colaboradores (del inglés helper "colaboran"). Activan a los linfocitos B-T dependientes para que éstos se transformen en células plasmáticas, que segreguen anticuerpos específicos libres. Son necesarios para que los linfocitos T citotóxicos y supresores respondan a los antígenos. Actúan sobre los macrófagos aumentando su poder fagocitario a la vez que facilitan la digestión de los microbios. Linfocitos Ts o supresores. Estos linfocitos actuando en la etapa final del control de la respuesta humoral, evitando la excesiva producción de linfocitos B y la sobreproducción de anticuerpos específicos, con lo que se atenúa la respuesta inmunitaria una vez eliminado el antígeno. 5. ANTICUERPOS Los anticuerpos son glucoproteínas secretadas por las células plasmáticas, que reciben colectivamente el nombre de inmunoglobulinas (abreviadamente Ig). La especificidad de estas proteínas ante los diferentes antígenos es semejante a la de la enzima con respecto a su sustrato. Los anticuerpos circulan por la sangre y penetran en los fluidos corporales donde se unen específicamente al antígeno que provocó su formación. Estructura de los anticuerpos: Las inmunoglobulinas son moléculas que tienen forma de Y constituida por cuatro cadenas polipeptídicas iguales dos a dos. Dos cadenas pesadas o cadenas H (del inglés heavy) y dos cadenas ligeras o cadenas L (light) de menor peso molecular. Las uniones entre las cadenas se hacen mediante puentes disulfuros (-S-S-). Las zonas amino terminales de las cadenas H y L constituyen las regiones variables cuya secuencia de aminoácidos es específica de cada anticuerpo (por ellas se unen a los antígenos). La porción carboxilo terminales corresponden a las regiones constantes, que varían muy poco dentro de cada tipo de inmunoglobulina. 13

14 Tipos de anticuerpos Existen cinco tipos de inmunoglobulinas que se diferencian en la secuencia de aminoácidos de las regiones constantes de sus cadenas pesadas y en la forma de eliminar células o sustancias extrañas al organismo: ANTICUERPOS TIPOS % EN SUERO Ig G 80 Ig M 5-10 FUNCIÓN Pueden atravesar la placenta y pasar al embrión. Facilita la fagocitosis. Son los primeros que se producen ante la presencia de antígenos. Facilita la fagocitosis y la lisis celular. Ig A Protege las cavidades externas del cuerpo. Ig D Ig E < 1 Su función es poco conocida. Se cree que estimula a los linfocitos B a producir anticuerpo. Interviene en las infecciones parasitarias y en fenómenos alérgicos. LOCALIZACIÓN Sangre y leche materna Suero y membrana de los linfocitos B Saliva, lágrimas, mucus respiratorio, leche, etc. Membranas de los linfocitos B Piel Reacciones antígeno-anticuerpo. Tanto la respuesta humoral como la celular suponen el reconocimiento de determinadas estructuras químicas en la superficie de macromoléculas extrañas, los antígenos. Las zonas del antígeno que se unen específicamente con el anticuerpo o con el receptor de un linfocito, se denominan determinantes antigénicos. Cada antígeno puede presentar varios determinantes antigénicos diferentes que estimulan la producción de anticuerpos y la repuesta de los linfocitos T. Estas estructuras químicas, los determinantes antigénicos, son los responsables de la especificidad de la respuesta inmunitaria. Cuando se ponen en contacto un antígeno con el anticuerpo específico, reaccionan uniéndose mediante un enlace no covalente y se desencadenan una serie de procesos capaces de neutralizarlo y eliminarlo. La combinación del anticuerpo con el antígeno desencadena una serie de procesos capaces de neutralizar y eliminar a una sustancia extraña. 14

15 Reacciones más importantes entre antígeno y anticuerpo son las siguientes: Precipitación. Al unirse antígenos y anticuerpos solubles forman agregados insolubles que precipitan, lo que inactiva a los antígenos. Aglutinación. El anticuerpo se une a antígenos situados en la superficie de una célula. Como los anticuerpos tienen dos puntos de unión, los microorganismos forman agregados y ya no pueden infectar otras células La hemoaglutinación se produce entre los anticuerpos del plasma sanguíneo y los antígenos de los glóbulos rojos de la sangre de diferente grupo sanguíneo. Esta prueba es fundamental en la determinación de los grupos sanguíneos ABO. Neutralización. La unión del anticuerpo bloquea la acción de los antígenos contra la célula. Así, los antígenos no se pueden unir a las células y matarlas Opsonización. Producida por unos anticuerpos especiales (opsoninas), que se fijan sobre la superficie del antígeno facilitando la acción de células fagocitarías y células asesinas naturales (NK). 15

16 6. ANOMALÍAS DEL SISTEMA INMUNITARIO. Una de las características más importantes del sistema inmunitario es la capacidad de reconocimiento de lo propio frente a lo extraño. Esta capacidad se conoce con el nombre de tolerancia. Cuando el sistema inmune actúa por defecto o por exceso, la tolerancia se ve afectada, apareciendo distintos tipos de enfermedades, como la hipersensibilidad, la autoinmunidad y las inmunodeficiencias HIPERSENSIBILIDAD Es una respuesta inmune inadecuada y exagerada ante sustancias normalmente inofensivas como alimentos, polvo, polen, medicinas, metales, picadura de una avispa, etc. Las sustancias frente a las que se produce la respuesta reciben el nombre de alérgenos, y la reacción que se desata se conoce como alergia o hipersensibilidad. El primer contacto con el alérgeno. Los macrófagos lo degradan, se producen inmunoglobulinas E, con lo que se produce la memoria inmunológica. En el segundo contacto con el alérgeno. La inmunoglobulina E sintetizada contra el alérgeno se une a éste provocando la liberación químicas (histamina, serotonina, heparina, etc.) responsables de la respuesta inflamatoria. Si la cantidad de histamina es muy elevada provoca constricción de los bronquios (produciendo asma y asfixia) 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. El tratamiento normal a la hipersensibilidad se realiza con antihistamínicos. Estos fármacos son sólo útiles cuando hay liberación de histamina. El asma, asociada a estos casos, se trata con broncodilatadores, que favorecen la entrada de aire por las vías respiratorias, desapareciendo la sensación de angustia. En los casos graves de shock anafiláctico, la solución consiste en la inyección intravenosa de adrenalina. En algunos casos se han creado vacunas antialérgicas. El procedimiento consiste en inocular al paciente cierta cantidad de alérgeno. En posteriores dosis se aumenta de forma progresiva la concentración de alérgeno. Esto proporciona al paciente resistencia frente a ese alérgeno. El problema que se plantea en las alergias es que no siempre puede detectarse el alérgeno. 16

17 6.2 AUTOINMUNIDAD. La autoinmunidad es un proceso que se desencadena por una alteración en el reconocimiento de lo propio. Los mecanismos de control existentes en el organismo no actúan correctamente, de forma que un linfocito o un anticuerpo reconocen como extrañas a las células o moléculas del propio organismo. Algunas de las enfermedades autoinmunes más conocidas son: la diabetes juvenil, la esclerosis múltiple, la artritis reumatoide, el lupus eritematoso, la psoriasis, etc. Nombre Reacciona contra Efectos Esclerosis múltiple Vaina de mielina de los Pérdida de sensibilidad y nervios parálisis Diabetes juvenil Células del páncreas Produce menos insulina Artritis reumatiode Articulaciones Inflamación y parálisis muscular En la actualidad se están utilizando anticuerpos monoclonales como terapia para algunas de estas enfermedades, pero la esperanza de curación se encuentra en la terapia génica INMUNODEFICIENCIAS Dentro de este grupo se incluyen enfermedades producidas por la falta de actuación del sistema inmune. Pueden ser: Inespecíficas, si los afectados son los macrófagos o el complemento. Específicas, cuando las anomalías atañen a los linfocitos. Según el momento en que se adquieren nos encontramos con: Inmunodeficiencia primaria o congénita: se produce por una alteración genética que lleva a la producción defectuosa de linfocitos T, linfocitos B, o ambos. Por ejemplo, la Inmunodeficiencia Severa Combinada (SCID) que padecen los "niños burbuja". Inmunodeficiencia secundaria o adquirida: aparece a lo largo de la vida del individuo como consecuencia de infecciones víricas (SIDA), lesiones graves que supongan una pérdida de proteínas, malnutrición, enfermedades que afecten al sistema inmune (leucemia) o derivadas de tratamientos médicos (trasplantes), irradiación o contaminación química.. 17

18 El SIDA. (Síndrome de inmunodeficiencia adquirida) es producido por el virus VIH (Virus de la inmunodeficiencia humana) que se transmite por medio de sangre, líquidos seminales o por la placenta. Es 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. 7. INMUNIDAD NATURAL Y ARTIFICIAL. Un organismo es inmune ante determinado antígeno cuando es capaz de anularlo o desactivarlo sin presentar reacción patológica. Los individuos pueden adquirir la inmunidad mediante un mecanismos natural (enfermedad) o artificial (inyectada) y en ambos casos, la inmunidad puede ser pasiva (los anticuerpos proceden del exterior) o activa (el individuo fabrica sus anticuerpos). La inmunidad natural: es la que se consigue por procesos naturales o habituales del organismo, Inmunidad natural pasiva. Es la que adquiere el feto y también el recién nacido a través de la placenta o de la leche materna (congénita). Esta inmunidad es completa aunque temporal, alcanzando como máximo un año. Inmunidad natural activa. Se produce cuando el individuo padece una enfermedad, fabrica anticuerpos y células de memoria (adquirida), el individuo que logra superar una infección permanece inmunizado contra ella dentro de un período de tiempo que puede ser muy largo como en el sarampión o la varicela que duran toda la vida, o muy cortó como en la gripe. La inmunidad artificial se consigue por medio de técnicas sanitarias: Inmunidad artificial activa. Es la que nos proporcionan las vacunas que consisten en administrar al individuo microorganismos muertos o atenuados para que se ponga en marcha el mecanismo inmunológico, formándose anticuerpos específicos. Inmunidad artificial pasiva. Se consigue mediante la sueroterapia. Se trata al paciente aquejado de una enfermedad con suero sanguíneo de un animal al que antes se le ha inoculado los microorganismos de esa enfermedad, con lo que se introducen en el paciente anticuerpos ya formados contra la enfermedad. Este sistema se usa con fines curativos en individuos ya enfermos, obteniéndose una inmunidad artificial pasiva de duración limitada. Por ejemplo el suero antitetánico. 18

19 Respuesta primaria y respuesta secundaria. Cuando un microorganismo patógeno consigue atravesar las barreras corporales y entra en el individuo (de forma natural o inyectada) se desencadena la respuesta inmune de la manera que ya hemos explicado, de forma que el clon específico de células se multiplica mucho y los anticuerpos que sintetizan reaccionan selectivamente con los antígenos del microbio. El resultado suele ser la aniquilación de la población de patógenos. A esta respuesta se le denomina respuesta primaria. Si al cabo de varios días, incluso años, el antígeno vuelve a penetrar en el individuo, se produce la respuesta secundaria mucho más rápida y efectiva, ya que la concentración de anticuerpo en el plasma es mucho más elevada, de forma que el agente patógeno desaparece sin llegar a desarrollar y por esto, sin producir toxinas ni enfermedad alguna, y se dice que el individuo esta inmunizado contra ese agente o contra esa enfermedad. MECANISMOS DE DEFENSA SISTEMA INMUNOLÓGICO FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA INMUNOLÓGICO INMUNIDAD Barreras primarias Barreras secundarias Órganos linfoides Linfocitos Primarios Respuesta inflamatoria Respuesta inmunitaria Piel Mucosas Fagocitos Sistema inmunitario Médula ósea roja y Timo Secundarios Ganglios linfáticos y Bazo Humoral Celular Errores del sistema defensivo Natural Artificial Linfocitos T Linfocitos B Tumor, rubor y calor Reacción antígeno-anticuerpo Linfocitos T citotóxicos Autoinmunidad Hipersensibilidad (alergia) Activa Pasiva Activa Pasiva 19

20 CUESTIONES PAU Y SELECTIVIDAD Sept 98 La inmunodeficiencia que padecen las personas enfermas de SIDA, provoca su muerte por otras enfermedades (hepatitis víricas, neumonías, etc.), que son causadas por microorganismos oportunistas. a. Qué son los linfocitos?. Describe los tipos de linfocitos que conoces y comenta los tipos de respuesta en los que están implicados. 1.0 puntos. b. Qué entiendes por inmunodeficiencia?. Cuál es la causa por la que el virus del SIDA provoca esta inmunodeficiencia?. Qué entiendes por microorganismos oportunistas? 1.3 puntos. c. Cómo definirías a los virus?. Elige un criterio adecuado y clasifica los virus según ese criterio. 0.7 puntos. Junio 2000 Desde los años setenta se conoce un único gen (el gen HLA, localizado en el cromosoma 6) como responsable de la artritis reumatoide, una enfermedad autoinmune en la que el organismo activa un mecanismo inmunológico que afecta a las articulaciones. Se cree que un 1% de la población padece esta enfermedad y que afecta tres veces más a las mujeres que a los hombres. Con técnicas de biología molecular y epidemiología genética, hoy sabemos que se trata de una enfermedad poligénica: tres regiones de los cromosomas 1, 3 y 18 contienen otros genes vinculados a esta enfermedad. (Modif. El País, ) a) Define los términos subrayados en el texto. 0,8 puntos. b) Explica cómo es la estructura de los cromosomas y los tipos de cromosomas en la especie humana. 1 punto. c) En relación con la respuesta inmune, cómo se denominan las células productoras de anticuerpos? y dónde se producen? 1 punto. d) Qué tipo de biomoléculas son los anticuerpos? Describe su estructura y en dónde se sitúa la especificidad antigénica de su molécula. 1,2 puntos. Junio 2000 Los anticuerpos son proteínas extracelulares secretadas por un tipo particular de células en respuesta a la infección por un antígeno. a) Qué se entiende por antígeno? Y por anticuerpo? 0,6 puntos. b) Las células que producen los anticuerpos (es decir, los linfocitos B diferenciados o células plasmáticas) son especialmente ricas en retículo endoplásmico rugoso. Por qué? De qué manera secretan (o excretan) estas células los anticuerpos al medio extracelular? 1 punto. c) Qué se entiende por inmunodeficiencia? Cuál es el riesgo que presenta para la salud del individuo? 1 punto. d) Como todas las proteínas, los anticuerpos están compuestos de aminoácidos. Qué se entiende por estructura primaria de una proteína? A partir de las fórmulas de la alanina y la serina que se adjuntan, escriba la fórmula del tripéptido alanina-serina-alanina. 1,4 puntos. Sept 2000 La respuesta inmune frente a la infección por un microorganismo no es igual cuando esta se produce por primera vez (infección primaria) que cuando ha habido infecciones previas con ese mismo microorganismo (infección secundaria). La gráfica adjunta muestra la evolución, frente al tiempo, de la concentración de anticuerpos en sangre en cada uno de estos casos. a) En cuál de las dos infecciones se produce una mayor cantidad de anticuerpos? En cuál de ellas se produce una respuesta más rápida? Y más duradera? 1,5 puntos. b) Como se observa en la gráfica, el desarrollo de la enfermedad producida por el microorganismo es distinto tras una infección primaria y tras una infección secundaria. Razona el motivo de estas diferencias. 1 punto. c) La vacunación guarda una estrecha relación con el fenómeno que se presenta en la gráfica. En qué consiste la vacunación y qué relación guarda con la gráfica? 1,5 puntos. 20

21 Sept 2000 Además de los factores de riesgo cardiovascular conocidos, como el tabaquismo o la hipertensión, en los últimos años han cobrado protagonismo los agentes infecciosos. Investigadores canadienses han descubierto un gen (el p56ick) que predispone a que un virus similar al del catarro provoque una infección cardiaca que puede llegar a ser mortal. Según este estudio, el 70% de la población ha estado expuesta a este virus en algún momento de su vida, aunque sólo ha sufrido un resfriado común. Sin embargo, en los pacientes portadores del gen, el virus altera el sistema inmunológico de tal forma que éste ataca al corazón. (Modif. El País, ). a) Define brevemente cada uno de los términos subrayados en el texto. 0,8 puntos. b) Se te ocurre alguna manera por la que el sistema inmunológico pueda atacar al corazón? 1 punto. Por ejemplo, que el sistema inmunológico deje de reconocer las células cardiacas como propias y sintetice anticuerpos contra ellas. c) Si se identificaran los pacientes portadores del gen, sería interesante vacunarlos para que no pudiesen sufrir la enfermedad. En qué podría consistir esta vacuna? 1 punto. d) Explica el ciclo de vida de un virus como el que se cita en el texto. 1,2 puntos Junio 01 Una nueva terapia contra la esclerosis múltiple, y otras patologías autoinmunes en humanos, podría probarse pronto. Los actuales tratamientos contra la esclerosis múltiple suprimen el sistema inmune y pueden causar por tanto efectos secundarios, afirma el principal autor del estudio, Michael Lenardo, del Laboratorio de Inmunología del NIAID. Este tratamiento, llamado inmunoterapia mediante el antígeno específico, se centra específicamente en las células T del sistema inmune que causan la enfermedad. Se supone que no producirá efectos secundarios. Modificado de El País, 30 de enero de a) Define los términos subrayados en el texto. 1 punto. De deben definir de forma concisa y clara todos los términos (0,25 cada uno). reacción del sistema inmune contra estructuras propias conjunto de mecanismos defensivos molécula reconocida como extraña por el sistema inmune, molécula a la que se une el anticuerpo Células responsables de la inmunidad celular específica b) En el texto se dice que los actuales tratamientos causan efectos secundarios. Por qué? En qué consistirían estos efectos secundarios y qué peligro representarían para el organismo? La supresión del sistema inmune produciría una bajada de las defensas y un aumento de las infecciones c) Las inmunoglobulinas son secretadas por cierto tipo de células. Explica qué orgánulos están implicados en la síntesis y secreción de las proteínas destinadas a ser expulsadas al medio extracelular. Cuál es su función en este proceso? 1 punto. Se deben nombrar al menos ribosomas, RER y Golgi (0,6) y su función: síntesis en el RER y secreción a través del Golgi hacia la membrana, con posible glucolisación en ambos orgánulos (0,4). d) Explica qué entendemos por estructura primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria de las proteínas. 1,5 puntos. Se deben definir adecuadamente los cuatro términos como secuencia de aminoácidos, disposición espacial local de éstos, disposición espacial de los diferentes elementos de estructura secundaria y disposición espacial de las diferentes subunidades (0,4 cada una, con un máximo de 1,5). Sept-01 Un gran número de enfermedades infecciosas son producidas por bacterias, similares en muchos casos a la que se muestra en el esquema adjunto. a) Identifica los números del esquema con cada uno de los siguientes elementos y di cuál es la función de cada uno de ellos: flagelo, ribosomas, nucleoide, ADN bacteriano, pared, cápsula o membrana externa, membrana plasmática. 1,2 puntos. b) Explica, sin usar fórmulas, la estructura del ADN. 1 punto. c) Haz una tabla en la que describas las diferencias estructurales entre el ADN y el ARN. 0,8 puntos. 21

22 (Jun-02) 3. Los animales pueden defenderse de las bacterias patógenas porque poseen un Sistema Inmune, en el que tienen un importante papel cierto tipo de proteínas, las inmunoglobulinas. a.- Las inmunoglobulinas están codificadas por genes. Qué tipo de molécula constituye los genes? Explica qué partes podemos diferenciar en un gen y cuál es su función. 1 punto. Los genes están constituidos por ADN. Se debe diferenciar promotor, secuencia codificadora y terminador, y explicar sus funciones b.- Explica el Dogma Central de la Biología Molecular. Conoces alguna excepción al dogma? 1 punto. Se deben explicar los posibles sentidos de flujo de la información genética. La retrotranscripción, síntesis de ADN usando como molde ARN. c.- En el esquema se muestra cierta estructura relacionada con el Sistema Inmune. De qué se trata? Qué función tiene? Identifica los números del esquema con cada uno de los siguientes elementos: región constante, cadena ligera, región variable, región de unión al antígeno, cadena pesada. 1 punto. Sept-02 Salvo excepciones, el ADN constituye el almacén de la información genética en los seres vivos. Las mutaciones producen cambios en el material genético y pueden ser de varios tipos. a. Explica en qué consisten los tres tipos de mutaciones siguientes: Mutación génica o puntual por deleción, mutación cromosómica por translocación, aneuploidía. 1 punto. b. Explica qué relación existe entre mutaciones y evolución. 1 punto. c. Explica en qué consiste la inmunodeficiencia. Qué consecuencias tiene para el individuo? Conoces alguna causa que pueda producirla? 1 punto. Junio 03 Antes de realizar un viaje a ciertos países, se aconseja que se tome como medida la vacunación para protegerse de ciertas enfermedades, tal como la fiebre amarilla. a.) En qué consiste la vacunación? b) Qué diferencias básicas podemos encontrar entre la vacunación y la sueroterapia? 10. La respuesta de un organismo ante un 1er o 2º contacto con el mismo antígeno se representa en la gráfica adjunta. Interpreta la gráfica indicando el significado de respuesta primaria y secundaria. Sept-03 Los casos de alergia a numerosas sustancias naturales o artificiales son cada vez son más frecuentes entre la población. a) Qué tipo de reacción del sistema inmune son las alergias? b) En qué consisten? Sept-03 Explica qué quiere decir la siguiente frase: Apenas dos semanas después del aislamiento del virus del síndrome respiratorio agudo severo ya se había secuenciado el ARN de su genoma. Sept-03 La respuesta de un organismo tras la 1ª y la 2ª infección con el mismo antígeno se muestra en la gráfica adjunta. a) Describe lo que se observa en la gráfica. b) Cuáles son las características de la respuesta inmune secundaria y qué relación tienen con la gráfica? 22

23 Jun 04 El sarampión continúa siendo una importante causa de morbilidad y mortalidad en todo el mundo. El sarampión está causado por un virus y la técnica más común es la de detectar cierto tipo de anticuerpos poco después del inicio del exantema (erupción de la piel) mediante una sola muestra de sangre. a. Qué es un antígeno? b. Qué es un anticuerpo? c. Describe la estructura de los anticuerpos Jun 04 Uno de los objetivos del Plan de Salud de Canarias es la erradicación del sarampión para el año 2005 en nuestra comunidad autónoma que, siguiendo las recomendaciones establecidas por la OMS, con la vacuna existente permite la eliminación de! sarampión. a.- Qué es una vacuna? b.- Indica las diferencias básicas entre vacunación y la sueroterapia. Sept 04. En los países desarrollados, se estima que un 15% de la población sufre alergia al polen. a.- Si el polen es un cuerpo extraño para el organismo, esto significa que los alérgicos padecen de inmunodeficiencia? b. El resto de la población (85%) ya han padecido de un choque anafiláctico? c. El polen es un anticuerpo? d. La respuesta inmune consiste en la producción de anfígenos o anticuerpos? Sept 04 España está dentro de los países con mayor tasa de transplantes de órganos por habitante. Independientemente del órgano transplantado, la técnica depende del sistema inmunitario de la persona que recibe el órgano. a.- Explica porqué no se puede transplantar un órgano humano a cualquier persona si tanto el donante como el receptor pertenecen a la misma especie. b.- El receptor tiene que tomar un tratamiento inmunosupresor, qué significa esto? Junio 05. La respuesta inmune es una reacción defensiva que se origina en respuesta a la entrada de un elemento extraño. a.- Cómo es la respuesta inmune que se produce en un organismo la segunda vez que es infectado por el mismo agente? b.- Define el significado de los términos antígeno y anticuerpo. Junio 05. El Sistema Inmunológico nos protege contra la invasión de agentes extraños a nuestro organismo. a. En qué se diferencia la respuesta humoral y la respuesta celular del sistema inmune?. b. Que función tiene la vacunación? c. Qué añadimos cuando se administra un suero? d. Cuando un virus ataca y destruye los linfocitos de un organismo, qué tipo de enfermedad produce? Sept. 05. La genética y el factor ambiente se reparten por igual el origen de la alergia. El aumento de estas enfermedades se asocia al tipo de cultura occidental. La higiene doméstica se apunta como causas del incremento de los casos. (Titular en La Provincia, 15 de Mayo de 2005). a.- Pero, qué es la alergia? b.- La respuesta consiste en la producción de antígenos o anticuerpos? c.- Cuál es la naturaleza de los antígenos y los anticuerpos? Sept 05. En el esquema se muestra cierta estructura relacionada con el Sistema Inmune. a.- De qué se trata? b.- Cuál es su función? c.- Identifica los números del esquema con cada uno de los siguientes elementos: región constante, cadena ligera, región variable, región de unión al antígeno, cadena pesada 23

24 Junio 06. Existe un gran número de cepas de la gripe en circulación, cada una de ellas se encuentra en constante evolución. Cada año se fabrica una nueva vacuna contra tres cepas de mayor peligrosidad. a.- Qué es la vacunación? b.- En qué se diferencia la sueroterapia de la vacunación? c.- Cuál de los dos tipos de inmunización induce a producir células con memoria? d.- Cómo se llaman esas células con memoria? Junio 06. La respuesta inmune es una reacción defensiva específica que se desata en respuesta a la entrada de un organismo extraño, por ejemplo, en respuesta a la infección por una bacteria. a.- Cómo es la respuesta inmune que se produce en un organismo la segunda vez que es infectado por el mismo tipo de bacteria? Razona la respuesta. b.- Define lo que significa antígeno y anticuerpo. Sept.06.- La respuesta inmune es un mecanismo de defensa del organismo frente a muchos patógenos. a.- Qué naturaleza tienen las inmunoglobulinas? b.- Cuál es su función? c.- Qué células las producen? Sept. 06. Entre las personas afectadas de SIDA, la causa de muerte no es el virus en sí. La inmunodeficiencia que padecen hace que los pacientes mueran por causa de enfermedades ocasionadas por microorganismos oportunistas. a.- Qué entiendes por inmunodeficiencia?. b.- Qué entiendes por microorganismos oportunistas?. c.- Qué son los linfocitos? (Defínelos y describe brevemente su papel en la respuesta inmunitaria). Junio 07 Se distinguen 4 tipos de Inmunidad: Inmunidad natural activa, inmunidad natural pasiva, inmunidad artificial activa e inmunidad artificial pasiva a.- Describe cada uno de los tipos de inmunidad b.- Citar un ejemplo para cada tipo de inmunidad Junio 07 Cada minuto que pasa, un niño menor de 15 años muere debido a una enfermedad relacionada con el SIDA, y otros cuatro jóvenes de 15 a 24 años se infectan con el VIH. Es algo que no tendría por qué ocurrir. (Informe del Proyecto Únete por la niñez, Únete con la Juventud, Únete para vencer al SIDA de la UNICEF) a.- Qué es una inmunodeficiencia adquirida? b.- Qué es la autoinmunidad? c.- Qué caracteriza la respuesta humoral? Sept. 07 Los anticuerpos son las moléculas efectoras en buena parte de los procesos que se conocen conjuntamente como respuesta inmune a.- Cuál es su naturaleza química? b.- Qué células los producen? c.- Cómo se denomina las moléculas con las que reaccionan los anticuerpos? d.- Indica alguna enfermedad que afecte a las células productoras de anticuerpos Sept. 07 La genética y los factores ambientales se reparten por igual en el origen de las alergias a.- b.- c.- Pero, Qué es la alergia? La respuesta consiste en la producción de antígenos o de anticuerpos? Cuál es la naturaleza de los antígenos y de los anticuerpos? Junio 08 La Organización Mundial de Alerg ia (WAO) informa que las enfermedades alér g icas afectan al menos al 20% de la p oblación mundial. a.- Define qué es la alergia. b.- Indica qué consecuencias p uede tener un choque anafiláctico. c. - Qué es una enfermedad autoinmune? 24