Portada (1)El sistema inmunitario (2)Las células inmunocompetentes (3, 4) Los antígenos (5)Niveles del sistema inmunitario (6)Defensa inespecífica: inflamación.

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1 Portada (1)El sistema inmunitario (2)Las células inmunocompetentes (3, 4) Los antígenos (5)Niveles del sistema inmunitario (6)Defensa inespecífica: inflamación (7)Defensa inespecífica: sistema de complemento (8)Defensa inespecífica: interferón (9)Defensa inespecífica: fagocitosis (10)Respuesta inmunitaria específica (11)Respuesta inmunitaria específica: respuesta humoral (12)Respuesta inmunitaria específica: anticuerpos (13, 14, 15)Respuesta inmunitaria específica: memoria inmunológica (16)Respuesta inmunitaria específica: tolerancia inmune (17) Respuesta inmunitaria específica: respuesta celular (18, 19)Tipos de inmunidad (20)Alteraciones del sistema inmunitario (21)SIDA (22)Mecanismo de infección del VIH (23)Hipersensibilidad (24)Inmunidad y cáncer (25) © Texto: Laura Gutiérrez Pelayo Ilustracións: Xulio Gutiérrez Roger Biología 2º Bachillerato 16. SISTEMA INMUNITARIO

2 Tema 16 El sistema inmunitario es un conjunto complejo de mecanismos y procesos de defensa, ante agentes con capacidad infecciosa. Estos agentes pueden ser moléculas (libres o asociadas), microorganismos (virus, bacterias, protistas y hongos) o células propias que no son reconocidas como tales después de sufrir alguna modificación. Se diferencian dos niveles: sistema inmunitario innato y sistema inmunitario adquirido.  Los componentes del sistema inmunitario presentan unidad funcional pero no poseen continuidad anatómica:Órganos linfoides primarios: médula ósea roja y timo. Los leucocitos se forman en la médula ósea roja y maduran en el timo e/o en la misma médula ósea.Órganos linfoides secundarios: ganglios linfáticos y bazo. En ellos se acumulan e interactúan los diferentes tipos de linfocitos.  Tejidos linfoides asociados a las mucosas (MALT): adenoides, amígdalas, apéndice y placas de Peyer. Realizan las mismas funciones que los órganos linfoides secundarios.  Células inmunocompetentes, leucocitos o glóbulos blancos.  Moléculas de acción inmunitaria: leucotrienos, anticuerpos, histamina, bradiquinina... El sistema inmunitario Sistema inmunitario innatoSistema inmunitario adquirido Existe en todos los eucariotas pluricelulares Muy desarrollado en vertebrados, sobre todo aves y mamíferos Respuesta inespecífica Respuesta específica contra patógenos y antígenos La respuesta máxima es inmediata Existe una demora entre la exposición y la respuesta máxima Sin memoria inmunitaria La exposición conduce a una memoria inmunitaria Ambos diferencian entre los componentes propios y los extraños. Amígdalas Senos nasais Canle torácico Bazo Ganglios linfáticos Medula ósea vermella

3 Tema 16 Las células inmunocompetentes Hemocitoblasto Hemocitoblasto de la serie linfoideHemocitoblasto de la serie mieloide Célula NK Linfocito primario Linfocito T Linfocito B Célula plasmática Macrófago Basófilo Eosinófilo Megacariocito Trombocitos (plaquetas) Monocito Eritrocito Mastocito Mielocito Neutrófilo Histiocito Mastocito Las células inmunocompetentes son los leucocitos o glóbulos blancos. Se forman en la médula ósea roja a partir de las células madre hematopoyéticas: los hemocitoblastos. La serie mieloide dá lugar a los fagocitos, además de otras células sanguíneas como los eritrocitos y los megacariocitos (formadores de las plaquetas). La serie linfoide da lugar a los linfocitos.

4 Linfocitos Linfocitos T 4 Se diferncian en el timo. En la membrana poseen proteínas CD4. Linfocitos Th (cooperadores): Estimulan los linfocitos B (mediante las interleucinas 2, 4, 5 y 6), los linfocitos T (mediante interleucina 2) y activan los fagocitos. Linfocitos Td: Inducen la proliferación y la actividad de los macrófagos. Linfocitos T 8 En la membrana poseen proteínas CD8. Linfocitos Tc (citotóxicos): Destruyen las células diana mediante perforinas. Linfocitos Ts (supresores): Modulan la respuesta inmunitaria mediante factores supresores que desactivan los linfocitos activados. También producen tolerancia inmunitaria a los autoantígenos. Linfocitos B En la médula ósea se forman millones de tipos distintos de linfocitos B, cada uno competente para un antígeno distinto. Cuando reconocen y se unen a su antígeno específico se activan y se dividen formando un clon específico contra tal antígeno. Luego se transforman en células plasmáticas productoras de anticuerpos. Linfocitos NK (natural killers) Son células grandes de acción citotóxica. Inducen la apoptosis y atacan mediante perforinas las células diana. Están siempre activas pero se inhiben ante las células que presentan proteínas del MHC de la clase I (las propias del individuo). Son sensibles a la acción del interferón. También producen linfocinas que activan macrófagos, linfocitos Tc citotóxicos y linfocitos B. Fagocitos Granulocitos Poseen un núcleo lobulado y muchas granulaciones citoplasmáticas que contienen enzimas digestivas. Neutrófilos: son los primeiros glóbulos brancos en chegar ás zonas de infección. Teñen unha capacidade fagocítica media y unha vida curta (2-3 días nos que matan sobre 25 bacterias). Son efectivos en infeccións agudas.Eosinófilos: atacan aos parasitos y degradan produtos bacterianos tóxicos. Basófilos: liberan o mediador da inflamación histamina. Mastocitos derivan dos basófilos y interveñen nos procesos alérxicos. Monocitos No tienen granulaciones. Su núcleo tiene forma de herradura. Macrófagos: son monocitos que entran en los tejidos donde se transforman y adquieren una gran capacidad fagocítica (matan hasta 100 bacterias). Histiocitos: son monocitos que permanecen fijos en los tejidos donde forman parte del sistema reticuloendotelial. Son abundantes en el hígado, bazo, alvéolos pulmonares y piel. Tienen una capacidad fagocítica escasa pero activan la quimiotaxis. Tema 16 Las células inmunocompetentes

5 Tema 16 Los antígenos Los antígenos son moléculas que desencadenan una respuesta inmunitaria específica. Son proteínas simples, glucoproteínas, glucolípidos, polisacáridos complejos o moléculas de síntesis. Los antígenos pueden presentarse libres o formando parte de estructuras celulares como membranas celulares, cápsidas víricas, paredes bacterianas, flagelos, glucocálix, etc. Suelen ser moléculas ajenas al organismo. El complejo mayor de histocompatibilidad (MHC) es un conjunto de antígenos que aparecen en las membranas celulares de los vertebrados e intervienen en el reconocimiento celular. Son glucoproteínas de membrana que están codificadas por un grupo específico de genes. La función principal del sistema inmunitario es reconocer estos agentes y poner en marcha mecanismos para eliminarlos o para neutralizar su acción. Tipos de antígenos según su estructura Antígenos particulares: Forman parte de estructuras biológicasAntígenos solubles: Se presentan como moléculas libres.Haptenos: Son moléculas no antigénicas que unidas a otras moléculas adquieren el carácter antigénico. Tipos de antígenos según su origen Xenoantígenos: Antígenos de individuos de diferente especie que el receptor. Isoantígenos: Antígenos de individuos de la misma especie que el receptor.Autoantígenos: Moléculas anómalas que actúan como antígeno en el propio organismo.

6 Tema 16 Niveles del sistema inmunitario El sistema inmunitario (innato y adquirido) actúa a varios niveles, interrelacionados entre sí. Algunas respuestas tienen lugar conjunta y coordinadamente: Adquirido Innato CARACTERÍSTICASTIPOS Las defensas pasivas son variados mecanismos de barrera que evitan eficazmente la entrada de patógenos en el organismo.  Defensa estructural (piel y mucosas): son tejidos eficaces para evitar la invasión de agentes extraños, pero constituyen una vía de acceso cuando se rompen.  Defensa mecánica : mecanismos que favorecen el arrastre de los microorganismos y otras partículas extrañas al exterior del cuerpo. Ejemplos: cilios de las vías respiratorias, flujo de la orina, movimientos intestinales.  Defensa química : secreciones que contrarrestan la acción de los agentes patógenos. Ejemplos: la lisozima de la saliva, las lágrimas y la orina de la mujer embarazada rompen las paredes bacterianas. Los ácidos grasos y el ácido láctico segregados por las glándulas sebáceas de la piel bajan el pH e impiden el crecemiento de muchos microorganismos. El jugo gástrico que, gracias al ácido clorhídrico que contiene, protege el estómago de los microorganismos que pudieran encontrarse en los alimentos.  Defensa microbiológica : flora bacteriana autóctona, que compite con los microorganismos potencialmente patógenos, impidiendo su entrada. Cuando las barreras pasivas son traspasadas, comienzan a funcionar los mecanismos de defensa inespecíficos. Actúan con mucha rapidez y siempre del mismo modo, independientemente del antígeno.  Inflamación  Sistema de complemento  Interferón  Fagocitosis La respuesta inmunitaria adaptativa o específica prodúcese de modo diferente según el antígeno.  Respuesta inmunitaria humoral  Respuesta inmunitaria celular

7 Tema 16 Defensa inespecífica: inflamación La inflamación es un mecanismo defensivo local e inespecífico que tiene por objeto aislar, desactivar y destruir los agentes externos. Se produce como consecuencia de la entrada de un microorganismo o sustancia tóxica, cuando desborda la primera línea de defensa. Tiene cuatro síntomas: rubor, calor, edema y dolor. La respuesta inflamatoria activa y coordina las otras respuestas inespecíficas. Las células lesionadas por el agente desencadenante producen y liberan varios mediadores de la inflamación: La médula ósea también segrega un factor de estimulación da leucocitosis, que aumenta el número de fagocitos. MEDIADORES DE LA INFLAMACIÓN EFECTOS DE LOS MEDIADORES CONSECUENCIAS EN LOS TEJIDOS AFECTADOS LeucotrienosVasodilatación Aumenta el riego sanguíneo en la zona afectada incrementando el número de leucocitos, fagocitos y moléculas de anticuerpos y del complemento. Produce los síntomas del rubor y del calor. Histamina y bradiquinina Aumento de la permeabilidad capilar Favorece la saída de células (diapédesis) y moléculas inmunocompetentes de los vasos hacia los tejidos afectados. Favorece la llegada de fibrinógeno que coagula dificultando la diseminación del agente agresor. Produce el síntoma del edema. Prostaglandinas E Quimiotaxis de los fagocitos Dirige las células inmunocompetentes hacia el lugar afectado. El aumento de la concentración de las células inmunocompetentes incrementa el número de acciones defensivas que éstas producen. Proteínas del sistema de complemento (C3a, C5a) Activación de fagocitos Aumenta la eficacia de los fagocitos para eliminar las células invasoras. Productos procedentes de la destrucción de las bacterias Aumento de la sensibilidad y estímulo de las terminaciones sensitivas Produce el síntoma del dolor

8 Tema 16 Defensa inespecífica: sistema de complemento El sistema de complemento es un conjunto de (30) proteínas, plasmáticas en su mayoría, que actúan en la segunda línea de defensa inmunitaria. El nombre de complemento se debe a que actúan complementariamente amplificando los efectos de los anticuerpos. El sistema de complemento es un mecanismo local e inespecífico. El sistema de complemento se activase de dos formas:  Vía clásica: debido a la aparición de complejos antígeno-anticuerpo.  Vía alternativa: debido a la unión de factores de activación del complemento (factor B) a ciertos polisacáridos de la superficie bacteriana. La activación del complemento produce la escisión de la proteína C3, y ésta de la proteína C5. Las proteínas C3a y C5a actúan como mediadores de la inflamación y la proteína C3b actúa como opsonina. La vía terminal se activa con la proteína C5b y acaba con la formación de 14 proteínas C9 que se adhieren a la pared bacteriana formando un canal que la perfora, provocando la lisis celular.  Funciones del sistema de complemento:Lisis celular: el componente C9 activa los complejos de ataque de membrana que destruyen las membranas de las células invasoras.  Mediación de la inflamación: los componentes C3a y C5a contribuyen a la vasodilatación, al aumento de la permeabilidad de los capilares y de la quimiotaxis sobre los fagocitos.Opsonización: el componente C3b opsoniza las células invasoras facilitando su fagocitosis. Vía clásica Vía terminal Vía alternativa Lisis celular Complejo antígeno- anticuerpo Polisacáridos de la superficie bacteriana Mediadores de la inflamación Opsonización

9 Tema 16 Defensa inespecífica: interferón El interferón es un conjunto de proteínas segregadas por las células cuando son infectadas por virus. Estas proteínas impiden la propagación de la infección mediante varias acciones:  Se unen a receptores de membrana de las células próximas y activan la síntesis de proteínas antivíricas (AVP), que interfieren la formación de proteínas víricas.  Activan los linfocitos NK (natural killers) y los macrófagos.  Activan los linfocitos B y regulan la síntesis de anticuerpos que éstes producen.  Modulan la síntesis de linfocinas. El interferón es específico de cada individuo no es específico contra un determinado tipo de virus. La respuesta del interferón es genérica, siempre la misma, ante cualquier virus. Es, por tanto, local e inespecífica. 1. Infección vírica 2. la célula infectada libera interferón 3. El interferón induce la síntesis de proteínas antivíricas en las células sanas que interfieren la replicación vírica. Activa células NK Modula la síntese de linfocinas Activa linfocitos BActiva macrófagos Producen anticuerpos 5. Elementos del sistema inmune activados por el interferón destruyen las células infectadas 4. Los virus son incapaces de infectar al resto das células

10 Defensa inespecífica: fagocitosis Tema 16 La activación de los fagocitos consiste en la produción y colocación de glucoproteínas en la membrana para incrementar su capacidad de adhesión a las moléculas antigénicas. Proceso fagocítico: Unión del fagocito con el elemento que va a ser fagocitado. Esta unión puede ser favorecida por la intervención de opsoninas. Emisión de pseudópodos e ingestión. Formación de un fagosoma. Digestión intracelular. Expulsión de los restos en él digeridos. El pus es un desecho resultante del proceso fagocítico. Está formado por fagocitos deteriorados con restos de bacterias y otras células. Los fagocitos son células inmunocompetentes de la serie mieloide. Se forman y maduran en la médula. Se caracterizan por tener capacidad fagocítica y desplazamiento mediante pseudópodos. Para que la fagocitosis resulte eficaz es necesario que los fagocitos sean activados por linfocitos o por algunos mediadores de la inflamación como las prostaglandinas, las proteínas C3a y C5a del sistema de complemento o ciertos productos bacterianos. Fagocitosis Fagosoma Lisosomas Aparato de Golgi Cuerpo residual Productos de la digestión Exocitosis Fagolisosoma

11 Tema 16 Los linfocitos realizan la respuesta inmunitaria específica. Cada antígeno activa únicamente los linfocitos que poseen en su membrana los receptores específicos contra él. Los linfocitos son células inmunocompetentes de la serie linfoide. Se forman en la médula ósea roja, y maduran en la misma médula o en el timo. Se acumulan en el bazo y en los ganglios linfáticos. Se caracterizan por no tener capacidad fagocítica, por ser inmóviles y desplazarse de forma pasiva arrastrados por los fluidos corporales. Características de la respuesta inmunitaria específica:  Clonalidad: los linfocitos activados originan un clon de linfocitos idénticos, todos activados contra el mismo antígeno.  Autotolerancia: El sistema inmunitario de los seres vivos, durante las primeras fases de su desarrollo, diferencia los antígenos propios para que no se produzcan fenómenos de autoinmunidad.  Memoria inmunitaria: Después de la exposición a un antígeno (respuesta primaria) se originan células de memoria que, en una ulterior exposición a ese mismo antígeno, desencadenan una respuesta inmunitaria mucho más rápida y eficaz (respuesta secundaria). Respuesta inmunitaria específica El mecanismo de acción de la respuesta inmunitaria específica es muy complejo, pero se puede esquematizar en tres fases: 1. Identificación y reconocimiento del antígeno. Los antígenos pueden ser detectados por los anticuerpos o por los receptores antigénicos (TCR) que los linfocitos T poseen en la membrana. Pero lo más frecuente es que sean detectados de forma indirecta: los fagocitos sitúan en su superficie los fragmentos antigénicos de las bacterias fagocitadas, viajan hasta los órganos linfoides y presentan los antígenos ante los linfocitos, que así los reconocen de forma mucho más rápida y eficaz. 2. Activación y proliferación de los linfocitos. Tras el contacto con el antígeno, los linfocitos sufren ciertos cambios metabólicos y se dividen numerosas veces. 3. Desencadenamiento de la respuesta inmunitaria Respuesta humoral. Una vez activados, los linfocitos B se transforman en células plasmáticas y comienzan a producir anticuerpos. Resposta celular. Una vez activados, los linfocitos T emigran al lugar de la infección y comienzan a actuar.

12 Tema 16 Respuesta inmunitaria específica: respuesta humoral La respuesta inmunitaria humoral consiste en la elaboración de anticuerpos específicos para cada antígeno. Los linfocitos B sintetizan anticuerpos cuando son estimulados por un antígeno, se no es así mueren por apoptosis. Los anticuerpos son secretados a los líquidos corporales como la sangre, la linfa, y los líquidos intersticiales. Los linfocitos B se forman en la médula ósea. En principio se forman millones de tipos distintos de linfocitos B, cada uno competente para un antígeno distinto. Los linfocitos B son genéticamente diferentes por la fragmentación y reordenación de la parte del ADN que lleva la información para la síntesis de los anticuerpos. A partir de unos pocos genes situados en los cromosomas 2, 14 y 22 se forman unos mil millones de combinaciones diferentes. La estructura de los anticuerpos está codificada en el genoma de cada individuo. Cada anticuerpo se forma por la unión de péptidos codificados por segmentos génicos muy separados, que se unen aleatoriamente. Las células seleccionan la combinación de los fragmentos génicos entre más de un millón de posibilidades. Un linfocito B se activa cuando reconoce y se une a su antígeno específico. Entonces se divide formando un clon específico contra tal antígeno. La activación puede ser intensificada por interleucinas sintetizadas por los macrófagos y por algunos linfocitos T. Los linfocitos B que no contactan con su antígeno no se activan pero permanecen disponibles por si aparece en otro momento. Cuando un linfocito B se activa, se transforma en una célula plasmática productora de anticuerpos. Es capaz de sintetizar hasta 10000 moléculas por minuto. Las células plasmáticas se acumulan en los ganglios linfáticos, desde donde pasan a la linfa y de ésta a la sangre. Linfocito primario Linfocitos B Células plasmáticas Linfocito específico para este antígeno Clon de linfocitos B específicos Antígeno Anticuerpos Antígenos

13 Tema 16 Los anticuerpos son glucoproteínas globulares. También se denominan inmunoglobulinas o gammaglobulinas. Se encuentran en el suero sanguíneo, en la linfa, en el líquido intersticial, en ciertas secreciones (leche, saliva y mucus) y sobre la superficie de los linfocitos B. Están formados por:  Dos cadenas polipeptídicas pesadas (H) de 420-440 aminoácidos. Hay cinco tipos de cadenas (alfa, delta, épsilon, gamma y mu) que determinan los cinco tipos de anticuerpos.Dos cadenas polipeptídicas ligeiras (L) de 210-230 aminoácidos. Hay dos tipos (kappa y lambda).  Una pequeña estructura glucídica unida covalentemente a la región constante de las cadenas pesadas. Su función no se conoce con seguridad, pero se piensa que interviene en la secreción de inmunoglobulina o en su protección frente a ataques enzimáticos. Respuesta inmunitaria específica: anticuerpos Las cadenas ligeras y pesadas están unidas mediante dos puentes disulfuro, formando una estructura en forma de Y. La forma tridimensional, mucho más compleja, está originada por el plegamiento de esta estructura. Las cadenas tienen una región constante y otra variable en el extremo carboxilo terminal. La región constante es común para todos los anticuerpos de un organismo. Está formada por parte de las cadenas pesadas y de las cadenas ligeras. Su función es servir de unión entre el anticuerpo y la membrana de un linfocito B, fagocito o complemento. La región variable es distinta en cada anticuerpo. Se trata de una pequeña zona situada en el extremo amino terminal de las cadenas polipeptídicas. Realiza la unión con el antígeno (parátopo-epítopo). Cada molécula de anticuerpo puede unirse a dos moléculas de antígeno.

14 Tema 16 Respuesta inmunitaria específica: anticuerpos Cada molécula de anticuerpo se puede unir a dos moléculas de antígeno, pero algunos anticuerpos pueden formar asociaciones (dímeros o pentámeros) para aumentar su eficacia uniéndose a un mayor número de moléculas de antígeno. Pentámero de IgM. Las uniones se establecen mediante puentes disulfuro y proteínas J. Tipos de anticuerpos% Masa molecular LocalizaciónEstructuraFunciones Inmunoglobulinas G (IgG)75146000 Sangre Fluidos extracelulares Monómeros Opsonización, Antitoxinas Activación del complemento Inmunoglobulinas Ia (IgA)15-20 160000 385000 Sangre, Secreciones Fluidos extracelulares Monómeros o dímeros Protección de mucosas Inmunoglobulinas M (IgM)5-10970000 Sangre Fluidos extracelulares Superficie de linfocitos B Pentámeros Activación del complemento Precipitación de antígenos solubles Reconocimiento de antígenos Inmunoglobulinas D (IgD)>1184000Superficie de linfocitos BMonómerosReconocimiento de antígenos Inmunoglobulinas Y (IgE)<0,01188000 Sangre Fluidos extracelulares Monómeros Desgranulación de eosinófilos, basófilos y mastocitos

15 Tema 16 Cando un anticorpo entra en contacto co seu antígeno específico únese la el formando o complexo antígeno-anticorpo. la unión establécese entre o parátopo del anticorpo y o epítopo del antígeno. la finalidade es la destrucción o la inactivación del antígeno. Este proceso tradúcese en varios efectos directos y indirectos:Os efectos directos son as reaccións antígeno-anticorpo o reaccións serolóxicas:  Neutralización: la unión antígeno-anticorpo elimina los efectos negativos del antígeno sobre o organismo invadido. Exemplos: anticuerpos que bloquean la acción das exotoxinas y outros productos tóxicos y anticuerpos que bloquean la unión á cápsida o á envolta dos virus.Precipitación: Formación dun agregado de anticuerpos y de antígenos solubles. Prodúcese cando o antígeno ten dous o máis sitios de unión ao anticorpo. O agregado precipita y la facilita o ataque dos fagocitos. Exemplo: reaccións para averiguar la concentración dun anticorpo nunha mostra de sangue.Aglutinación: Cando los antígenos están situados en membranas o envolturas de virus o outras células, los anticuerpos establecen unións que forman agregados Isto facilita la súa destrucción. Outros efectos indirectos das reaccións antígeno-anticorpo son:  Opsonización: O anticorpo únese aos epítopos que existen nas envolturas das células invasoras o que facilita o ataque dos fagocitos.  Activación del sistema del complemento pola vía clásica. Resposta inmunitaria específica: anticuerpos Aglutinación Precipitación Neutralización

16 Tema 16 Respuesta inmunitaria específica: memoria inmunológica Durante la exposición a un antígeno, algunos linfocitos B no desarrollan completamente su función secretora de anticuerpos sino que se desactivan convirtiéndose en linfocitos de memoria. Los linfocitos de memoria, como los demás linfocitos B, se acumulan en los ganglios linfáticos y permanecen latentes mucho tiempo después de la desaparición del antígeno. En algunos casos durante toda la vida del individuo (sarampión, varicela y rubeola). Una nueva exposición al antígeno provoca una activación inmediata de las células de memoria. La respuesta primaria tarda entre una y dos semanas y la respuesta secundaria tres o cuatro días. Además, los anticuerpos sintetizados tienen una mayor afinidad con el antígeno y una mayor eficacia. Con frecuencia, la respuesta secundaria es tan eficaz que el individuo no percibe ningún síntoma de la infección. Este proceso se denomina inmunización. La vacunación es un sistema de inmunización activa para la producción de linfocitos de memoria utilizando patógenos no virulentos. Primer contacto con el antígeno Segundo contacto con el antígeno IgG predominante IgM predominante RESPUESTA PRIMARIA RESPUESTA SECUNDARIA Periodo de latencia Concentración de anticuerpos

17 Tema 16 Respuesta inmunitaria específica: tolerancia inmune La tolerancia inmune se explica actualmente por la TEORÍA DE LA SELECCIÓN CLONAL de F. M. Burnet, que no está completamente demostrada pero resulta bastante satisfactoria. Las células precursoras se forman en la médula ósea Los receptores de membrana se forman en el timo Selección positiva: los linfocitos interaccionan con los autoantígenos del MHC. Los que no se acoplan son eliminados Selección negativa: los linfocitos que se unen con autoantígenos del MHC unidos a antígenos propios son eliminados Sólo permanecen los linfocitos con receptores apropiados para unirse a antígenos extraños junto a los antígenos del MHC

18 Tema 16 La respuesta inmunitaria celular la realizan linfocitos que actúan directa y específicamente contra las células diana que portan antígenos en su superficie. Este mecanismo es muy eficaz contra células tumorales, células extrañas (transplantes) o células propias infectadas por virus, bacterias o protozoos. La acción de los linfocitos puede ser: Acción citotóxica.  Los linfocitos citotóxicos segregan perforinas que producen orificios en la pared de las células diana (muy semejantes a los que produce el complemento). Como consecuencia se produce la lisis celular y la muerte de la célula.  También inducen la activación de las endonucleasas de las células diana, que también provocan su muerte. Acción reguladora de la respuesta inmunitaria.  Los linfocitos cooperadores (T h ) intensifican la respuesta inmunitaria.  Los linfocitos supresores (T s ) disminuyen la respuesta inmunitaria. Respuesta inmunitaria específica: respuesta celular Los linfocitos poseen receptores de antígenos en su membrana pero no son capaces de reconocer antígenos libres. Sólo pueden reconocer los antígenos que están situados sobre la membrana de una célula. Al mismo tiempo, deben reconocer una molécula propia (autoantígeno) de la célula diana. El proceso de actuación de los linfocitos se realiza en cuatro etapas: Una célula propia, generalmente un fagocito, captura un agente extraño (bacteria) y después de digerirlo presenta alguna molécula antigénica (con epítopo) en su membrana. Esta molécula antigénica forma un complejo antigénico con un autoantígeno de la célula presentadora. El complejo antigénico se une al linfocito activándolo: la proteína CD3 desencadena los procesos metabólicos correspondientes en el interior del linfocito. 1.La activación puede ser potenciada por la presencia de interleucina 1, que segregan los macrófagos, e interleucina 2 que segregan los linfocitos T h. Los autoantígenos son glucoproteínas del MHC (complejo mayor de histocompatibilidad). Pueden ser de clase I, presentes en todas las células del individuo, y de clase II, presentes sólo en los linfocitos B y en las células presentadoras de antígenos. Los linfocitos T8 sólo reconocen antígenos unidos al MHC I, y los linfocitos T4 los unidos al MHC II.

19 Tema 16 Respuesta inmunitaria específica: respuesta celular

20 Tema 16 La vacunación es un método preventivo para evitar enfermedades infecciosas que consiste en la inoculación de patógenos no virulentos. Tipos de vacunas:  Atenuadas: contienen microorganismos vivos pero debilitados (polio, sarampión, rubeola).  Inactivadas: continen microorganismos muertos (rabia, tifus, tos ferina).  Acelulares: contienen toxinas (tétanos, difteria) o antígenos aislados (neumococo, hepatitis B, meningitis meningocócica).  Antiidiotípicas: contienen anticuerpos producidos contra otros anticuerpos. Aun son experimentales. Tipos de inmunidad Tipos de inmunidad: Inmunidad natural pasiva Transferencia de anticuerpos de la madre al feto a través de la placenta o al lactante a través de la leche materna. Inmunidad natural activa Síntese de anticuerpos después de superar una enfermedad infecciosa y por formación de células de memoria. Inmunidad artificial pasiva Inoculación de anticuerpos producidos por otra persona o por un animal. Ejemplos: sueros y gammaglobulinas. Inmunidad artificial activa Síntesis de anticuerpos después de la vacunación. Obtención de anticuerpos Ac-1 contra un antígeno X. Los anticuerpos Ac-1 se inyectan en un animal que los tratará como a un antígeno y producirá anticuerpos Ac-2 contra ellos. Los anticuerpos Ac-2 se inyectan en el paciente como una vacuna. Su organismo sintetiza anticuerpos Ac- 3 como si Ac-2 fuese un antígeno. Cuando el antígeno X penetra en el paciente, los anticuerpos Ac-3 se unen a él y lo desactivan. Obtención de una vacuna antiidiotípica

21 Tema 16 Las alteraciones del sistema inmunitario pueden producir graves enfermedades. Estas alteraciones pueden deberse a dos defectos contrapuestos:  Deficiencias: reacciones insuficientes del sistema.  Hipersensibilidade: reacciones excesivas e/o incontroladas del sistema. Algunas deficiencias inmunitarias afectan a defensas inespecíficas como la carencia de algún tipo de fagocitos o de alguna proteína del complemento. Pero las inmunodeficiencias más graves se deben al mal funcionamiento de defensas específicas, como escasa producción de anticuerpos o carencia total de linfocitos. Tipos de inmunodeficiencias:  Congénitas: Enfermedad granulomatosa crónica, deficiencia del componente C5 del complemento, síndrome de DiGeorge (carencia de timo) e inmunodeficiencia combinada grave.  Adquiridas: Inmunodeficiencias debidas a leucemia, exposición a radiación, tratamientos con inmunodepresores y SIDA. Alteraciones del sistema inmunitario A parte de la dificultad técnica de los transplantes, el mayor problema que presentan es el rechazo de los tejidos trasplantados por parte del sistema inmunitario del receptor. Los antígenos responsables del rechazo son los autoantígenos del MHC que poseen las membranas celulares de los tejidos transplantados. La compatibilidad no es frecuente porque existen miles de combinaciones génicas que codifican estas proteínas. Como media, la compatibilidad es de 1/10000. El rechazo se produce cuando los autoantígenos de donante y receptor no coinciden. El proceso comienza con el reconocimiento y ataque de los linfocitos T c, que activa las respuestas humoral y celular y también la de los macrófagos y del sistema de complemento. Para evitar o minimizar el rechazo se emplean fármacos inmunodepresores que inhiben la respuesta inmunitaria, principalmente esteroides (desactivan los macrófagos) y ciclosporina (bloquea los receptores de las interleucinas). Inmunidad y transplantes

22 Tema 16 El SIDA (síndrome de inmunodeficiencia humana) es una de las inmunodeficiencias adquiridas más graves. Es producido por el VIH (virus de la inmunodeficiencia humana) que ataca y destruye los linfocitos Th. Esta inmunodeficiencia impide una defensa eficaz contra los microorganismos y contra las células tumorales, por lo que las personas afectadas sufren infecciones severas y desarrollan algunos tipos de cánceres. El virus se localiza en la sangre y otros fluidos (semen y secrecciones vaginales), desde donde accede a nuevos hospedadores. Los principales mecanismos de transmisión son:  Directamente a través transfusiones o jeringuillas infectadas.Mediante relaciones sexuales en las que el semen o as secreciones vaginales entren en contacto con microheridas o erosiones por las que el virus pueda introducirse.De madre a hijo, generalmente durante la gestación o el parto.  El VIH no se transmite a través de los alimentos, por picadura de insectos ni durante las relaciones habituales de convivencia. Actualmente no se dispone de una cura definitiva para el SIDA. El tratamiento consiste en una combinación de medicamentos que no elimina el virus pero retarda el progreso del síndrome y aumenta la esperanza de vida de las personas afectadas:  Fármacos que interfieren la acción de la transcriptasa inversa.  Bloqueadores de la unión de los virus con los receptores de los linfocitos T4.  Fármacos que afectan a las proteasas, o que impiden la correcta formación de la cápsida del virus.Aun no existe una vacuna eficaz. La única forma de controlar la propagación de la enfermedad en la actualidad es evitar las situaciones y conductas de riesgo que favorecen la transmisión del virus.Los países más afectados por el SIDA son Zimbabue y Botswana. En ellos la esperanza de vida se ha reducido a la mitad en tan sólo 15 años. Los niños nacidos en el 2000 en Botswana, donde casi el 39% da población tiene VIH, vivirá, de promedio, hasta los 39 años.SIDA

23 Tema 16 Mecanismo de infección del VIH 1.Unión con linfocitos T 4. Cuando el virus alcanza el sistema circulatorio del hospedador se une a los linfocitos gracias al reconocimiento específico de la proteína gp120 de la cubierta del virus con el receptor CD4 de los linfocitos T 4. También puede producirse la unión con los macrófagos. 2.Fusión de la envoltura del virus con la membrana del linfocito. El ARN monocatenario del virus y la enzima transcriptasa inversa penetran en el citoplasma del linfocito. 3.Síntesis de ADN bicatenario debido a la acción de la transcriptasa inversa, y a la incorporación al genoma del linfocito. Cada vez que el linfocito se divide propaga la infección, aunque las células infectadas no presenten alteraciones. 4.Multiplicación lenta del virus por gemación. 5.Muerte de linfocitos T 4 infectados, lo que causa la inmunodeficiencia. Cuando el número de linfocitos por mm 3 de sangue baja de 150 (en una persona sana hay 500/mm 3 ) se producen infecciones oportunistas (tuberculosis pulmonar y neumonía), tumores (sarcoma de Kaposi) y, finalmente, la muerte. 6.El tiempo que va desde la infección hasta la aparición del SIDA oscila entre cinco y diez anos. Durante este período la persona infectada puede transmitir el virus sin ser consciente de la enfermedad. Virión del SIDA Glucoproteína 120 Glucoproteína 41 Bicapa lipídica Proteína P18 Proteína P24 ARN Transcriptasa inversa

24 Tema 16 Hipersensibilidad: Consiste en la respuesta excesiva del sistema inmunitario, que provoca lesiones de los tejidos del propio organismo. Existen cuatro tipos de hipersensibilidad:Hipersensibilidad Enfermedades autoinmunes: Se producen cuando aparece un clon autorreactivo de linfocitos. Estos linfocitos atacan las células propias en un proceso lento pero progresivo y, en muchos casos, irreversible. Los únicos linfocitos que permanecen en el organismo después de la selección que se produce en el timo, son aquellos que atacan los antígenos extraños y no afectan a los antígenos propios. Enfermedad autoinmuneEstructuras afectadasConsecuencias Síndrome de GoodpastureRiñonesInsuficiencia renal Enfermedad de GravesTiroidesHipertiroidismo Lupus eritematosoTodos los tejidosMúltiples Artritis reumatoideTejido cartilaginosoInflamaciones articulares Diabetes juvenilPáncreasDiabetes insulinodependiente Enfermedad de HashimotoTiroidesHipotiroidismo Esclerosis múltipleSistema nervioso centralMúltiples trastornos nerviosos Miastenia graveMúsculos estriadosDebilidad muscular grave Enfermedad de AddisonGlándulas suprarrenales Fatiga, hipertensión y alteraciones gastrointestinales HipersensibilidadDesencadenanteExemplos Tipo I (inmediata o anafiláctica) Reacción alérgica a la exposición a un antígeno denominado alérgeno. Veneno de abeja, polen, esporas, heces de ácaros, pelo de animales, algunos medicamentos y ciertos alimentos Tipo II (citotóxica) Reacción de los anticuerpos IgM o IgG a la exposición a antígenos humanos. Rechazo de órganos transplantados e incompatibilidad de los grupos sanguíneos. Tipo III (mediada por complejos inmunitarios) Reacción de anticuerpos IgM o IgG a antígenos libres que circulan por la sangre. Infecciones crónicas y reacciones a tratamientos con sueros. Tipo IV (retardada) Reacción de los linfocitos Td a la exposición de un antígeno, sin aparición de anticuerpos. Dermatitis de contacto, reacción granulomatosa (en casos de lepra y tuberculosis).

25 Tema 16 El sistema inmunitario interviene en la inhibición de los procesos cancerosos. Las personas con inmunodepresión desarrollan algún tipo de cáncer con frecuencia. El cáncer comienza con una transformación de las células normales que las induce a dividirse de forma rápida y descontrolada. La masa resultante de células anormales es un tumor. Los tumores malignos se caracterizan por el crecimiento ilimitado de los tumores, la invasión de los tejidos adyacentes y la formación de metástasis. Los antígenos de membrana de las células cancerosas son diferentes que los de las células normales, por lo que se activan algunos mecanismos del sistema inmunitario. Como consecuencia, las células cancerosas son destruidas, pero en ocasiones eluden la vigilancia inmunitaria y proliferan. Los mecanismos inmunitarios de defensa contra el cáncer son:  Fagocitosis de los macrófagos y las células NK, especialmente sobre células rodeadas por anticuerpos.  Acción citotóxica de los linfocitos T c.  Acción de linfocinas de los linfocitos T h, que favorecen la acción de los linfocitos T c, la activación de los macrófagos y los linfocitos B.  Acción de los anticuerpos segregados por los linfocitos B.  Acción del sistema de complemento por la vía clásica. Las hipótesis más aceptadas en la actualidad sobre el origen del cáncer son:  Bloqueo de algunas rutas moleculares del sistema inmunitario.  Estímulo de la acción de los linfocitos T supresores.  Interferencia en el sistema de presentación antigénica.  Bloqueo de los receptores antigénicos de los linfocitos.  Disminución de la velocidad de actuación del sistema inmunitario. Mientras no se conozcan con exactitud las causas del cáncer, los tratamentos son fundamentalmente paliativos, como:  Extirpación quirúrgica  Radioterapia.  Quimioterapia, que actúa sobre las células que se dividen rápido y causa numerosos efectos secundarios.  Administración de interferón (en algunas leucemias).  Extracción de linfocitos y reintroducción de los mismos linfocitos activados mediante linfocinas. Inmunidad y cáncer

26 Neutrófilo LinfocitoMonocitoEosinófilo Basófilo

27 Macrófagos atacando y fagocitando bacterias Escherichia coli (en vermello)

28 Macrófagos atacando la una larva de Wuchereria bancrofti