DEFENSA DEL ORGANISMO FRENTE A LA INFECCIÓN

Tema 20

Los humanos, y también otros animales, poseemos una serie de barreras de defensa que impiden la entrada de agentes dañinos.

Estas barreras se pueden clasificar de distintas formas:

• 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.

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, que están elaboradas para un agente

concreto.

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.

Tipos de barreras frente a las enfermedades

Por su situación

Internas

Macrófagos, linfocitos

Externas

Piel, mucosas

Por el modo de acción

Específicas

Inmuno-globulinas

Inespecíficas

Lagrimas, saliva

Por el modo de aparición

Innatas

Independientes de antígenos

Adquiridas

Con antígenos

Biológicas. La flora bacteriana natural existente en nuestra piel, en intestino y aberturas naturales, impide el asentamiento y desarrollo de otras bacterias.

a. Bacterias de la flora intestinal. b. Flora vaginal y efecto bactericida del esperma.

Barreras externas

Mecánicas. a. Capa externa de la epidermis. Capa gruesa a la que se adhieren muchos

patógenos, que se expulsan con la descamación y queratinización. b. Cerumen y pelos del conducto auditivo (retención de cuerpos extraños). c. Mucosas de vías respiratorias, que retienen la entrada de cuerpos extraños.

Químicas. Determinadas secreciones, determinan la existencia de un pH ácido. a. Saliva, sudor y lágrimas. b. Jugo gástrico. El ácido clorhídrico marca un pH próximo a 2. c. Secreción ácida vaginal.

Órganos linfoides

Barreras internas

Células inmunitarias

MECANISMOS DE DEFENSA DE LOS ORGANISMOS

Según su posición Según su acción Según su modo de aparición

Externas Internas Inespecíficas Específicas Innatas Adquiridas

están en contacto con

el exterior

se localizan dentro del organismo

atacan a cualquier tipo

de agente

Dependen del cuerpo

extraño.

se originan en el

desarrollo embrionario

sólo se forman cuando aparece

un antígeno

la pielmucosas

los macrófagos o los linfocitos

como las lágrimas

como las inmunoglobul

inasformación de

inmunoglobulinas

Mecanismos de defensa orgánica

Mecanismos de defensa

Inespecíficos

Barreras primarias

Piel Mucosas

Respuesta inmunitaria inespecífica

FagocitosisComplemento

Inflamación

Específicos

Respuesta inmunitaria específica

Celular Humoral

PielBarrera mecánica

inespecífica

Leucocitos(Fagocitosis)

Sistema Inmunitario(linfocitos)

Patógeno

Antígeno: Es una molécula capaz de producir una respuesta del sistema inmune adaptativo mediante la activación de linfocitos.

Ante los antígenos, el sistema inmunitario fabrica los anticuerpos (Respuesta Inm. Humoral) o bien los destruye mediante los propios linfocitos (Respuesta Inm. Celular)

Barreras inespecíficas

Barreras inespecíficas

Barreras primarias

Piel

Mucosas

Secreciones

Flora microbiana propia

Barreras secundarias

Reacción inflamatoria

Fagocitosis

Sistema de complemento

Piel

Los epitelios funcionan como un muro debido a lo unidas que se encuentran sus células:1. externos, como la epidermis de la piel.2. internos, como los que tapizan el tubo digestivo.

La epidermis de la piel es prácticamente impenetrable por los microorganismos, gracias que es una gruesa capa de células queratinizadas, con una continua descamación de células muertas, lo que impide la fijación de microorganismos.

DEFENSAS FISICAS Y MECANICAS

• Descamación• Humedad baja• Temperatura

DEFENSAS DE LA PIEL

DEFENSAS QUIMICAS

• pH• Secreciones• Acido láctico• Lisozima• Ácidos grasos• Alcoholes• Ceras

LISOZIMA (MURAMIDASA)• Presente en múltiples secreciones (lágrima, saliva) y en gránulos citoplasmáticos del neutrófilo y monocito/macrófago.• Destruye el proteoglicano de la pared bacteriana. Actúa a nivel de la unión N-acetilglucosamina-Acido N-acetilmurámico.

Mucosas

Las mucosas, que envuelven estructuras que están abiertas al exterior, como la boca, el ano o la vagina. El mucus producido en estas zonas impide la fijación de microorganismos a sus paredes.

A menudo presentan células ciliadas que orientan las secreciones hacia el exterior.

La naturaleza química de estas secreciones y la presencia en ellas de microorganismos simbiontes también contribuyen a la defensa del organismo.

Mucosas, secreciones y flora simbionte

Barreras secundarias

Entran en juego cuando los patógenos superan la piel o las mucosas y llegan al medio interno. En este caso hablamos de heridas infectadas. Las principales barreras secundarias son:

1. La reacción inflamatoria2. La fagocitosis3. El sistema del complemento

Para que se produzca al infección el número de bacterias tiene que aumentar mucho. El aumento de bacterias se detecta por el aumento de células defensivas (leucocitos) en sangre

Es la respuesta ante infección o daño celular• Mayor riego sanguíneo• Mayor afluencia de nutrientes y células

defensivas • Calor (liberación pirógenos)• Aumento del metabolismo • Aumento de permeabilidad vascular y líquido

intercelular• Acceso de sustancias y células a la zona

dañada • Dolor • Las citoquinas atraen a células fagocitarias:

Monocitos (que se transforman en macrófagos) y neutrófilos. Engloban los microbios y los digieren con enzimas.

Reacción inflamatoria

• Núcleo grande• Gránulos

citoplasmáticos.• Migran de la sangre

hasta los órganos y se transforman en macrófagos

• Muy abundantes en sangre

• Vida corta• Núcleo lobulado• Son atraídos por

sustancias desde zonas infectadas

• Células grandes• Gran capacidad de

fagocitosis• Forman el sistema

reticuloendotelial

FagocitosisLeucocitos (Fagocitos)

MacrófagosMonocitos Neutrófilos

Interferón.

También es un sistema de defensa inespecífico.

• Son moléculas de naturaleza proteica (glucoproteínas) segregadas por las células infectadas por virus, que captadas por las células adyacentes, las estimulan a sintetizar enzimas antivirales evitando la proliferación viral, inhibiendo la replicación del genoma vírico, inhibiendo la síntesis de proteínas o activando a las células NK para destruir a las células infectadas.

• Los interferones estimulan en las células no infectadas la producción de proteínas que inhiben la replicación de diferentes tipos de virus y activan las defensas específicas.

• Los interferones incrementan la resistencia de las células a la infección por el virus que ha provocado su secreción y por cualquier otro. Forman parte, por tanto, de la inmunidad inespecífica.

Células asesinas naturales (Natural Killer - NK).

Otro sistema de defensa inespecífico. Son células linfoides que se parecen a los linfocitos y que provocan la muerte de los microorganismos, células infectadas, células tumorales o células ajenas. No se sabe como las reconocen, pero sí que no las reconocen por un estímulo antigénico específico. Las destruyen uniéndose a ellas y fabricando "perforina" una proteína que, como su propio nombre indica, crea agujeros en la membrana de las células atacadas matándolas. Son pues células citolíticas.

Sistema de complemento

• Formado por 21 proteínas plasmáticas sintetizadas por el hígado y, localmente, por macrófagos.

• El mecanismo de actuación se realiza mediante una activación en cascada: en cada paso de la reacción se amplifica el proceso, porque cada enzima puede activar muchas moléculas, que, a su vez, son activadoras de otra reacción.

• La activación supone la rotura (proteolisis) de la proteína inactiva en varios fragmentos (dos o más), que actúan sobre la proteína siguiente.

• Existen dos mecanismos de activación del sistema del complemento, la vía alternativa y la vía clásica.

Animación del complemento

• La vía clásica fue la primera en descubrirse.

• Es un mecanismo más moderno, filogenéticamente hablando, ya que , para dispararse es necesaria la presencia del complejo Antígeno - Anticuerpo, típico de vertebrados superiores.

• Aunque la formación del complejo Antígeno - Anticuerpo, es un proceso específico, esta vía es inespecífica, ya que se activará de la misma forma, independientemente del tipo de Antígeno.

vía clásica del complemento

• La vía alternativa recibe este nombre porque se descubrió posteriormente al descubrimiento de la vía clásica.

• Se sabe que filogenéticamente es más antigua, ya que se encuentra presente en animales poco evolucionados.

• Entra en funcionamiento cuando se detectan estructuras extrañas.

vía alternativa del complemento

Barreras específicas: el sistema inmunitario

• Cuando los mecanismos de defensa inespecíficos son insuficientes para controlar la infección se activa la respuesta inmune.

• La respuesta inmunitaria se basa en la capacidad de distinguir lo propio de lo extraño, y es un proceso en el que intervienen los linfocitos.

• Sus principales características son:

• Especificidad: va dirigida específicamente a una determinada molécula antigénica

• Memoria: después de una primera respuesta a un antígeno aumenta su capacidad de respuesta futura frente al mismo antígeno.

• Diversidad: el sistema inmune es capaz de reconocer 109 tipos de moléculas.

• Autolimitación: la respuesta está programada para detenerse cuando desaparece el estímulo antigénico.

Organización del sistema inmunitario

El sistema inmunitario se encuentra en realidad disperso por todos los órganos y fluidos del cuerpo, pero sus elementos se concentran en los llamados órganos linfoides.

Órganos linfoides

Primarios

Médula ósea

Timo

Bolsa de Fabricio

Secundarios

Bazo

Ganglios linfáticos

Estructuras linfoepiteliales

La médula ósea está formada por islotes de células hematopoyéticas situados en el interior de los huesos. Todas las células del sistema inmune se originan a partir de las células hematopoyéticas primordiales pluripotentes (células stem) de la médula ósea. Durante la edad fetal estas funciones se realizan por el hígado, que abandona esta actividad después del nacimiento.

La médula ósea

Los precursores de todos los linfocitos se originan en la médula ósea. Si maduran en la médula, se originan los linfocitos B y bien pueden migrar hasta el timo, donde se generarán los linfocitos T

El timo

La función del timo es exclusivamente inmunológica. El timo es indispensable para la maduración de la inmunidad en todos los vertebrados.

El timo, en anatomía, es un órgano del sistema linfático, responsable de la maduración de los linfocitos T, y endocrino, ya que secreta algunas hormonas. El timo tiene su máxima actividad durante la infancia y persiste hasta la pubertad; periodo en el que sufre una involución (se atrofia) y es sustituido por tejido adiposo; no obstante siempre conserva una actividad residual.

Las células procedentes de la médula ósea, al llegar al timo se dividen y proliferan rápidamente.

La porción cortical del timo produce gran cantidad de linfocitos, que llega a ser casi los dos tercios de toda la producción linfocitaria del cuerpo humano pero, sin embargo, solo el 5% supera los 3 ó 4 días de vida.

Los que sobrevivan se convertirán en linfocitos T (timocitos)

La bolsa de Fabricio

Es una estructura linfoide asociada a la cloaca de las aves. En ella maduran las células procedentes de la médula ósea y se transforman en linfocitos T, aunque diferentes a los que se producen en el timo.

Al igual que el timo, degenera a medida que el animal llega a la madurez sexual.

Órganos linfoides secundarios: El bazo

El bazo es un órgano situado en la zona superior izquierda de la cavidad abdominal. Aunque su tamaño varía de unas personas a otras suele tener una longitud de 14 cm, una anchura de 10 cm y un grosor de 3,8 cm así como un peso de 200 g aproximadamente.

Su función principal es la destrucción de células sanguíneas rojas viejas, producir algunas nuevas y mantener una reserva de sangre. Forma parte del sistema linfático y es el centro de actividad del sistema inmune.

El bazo es sumamente importante en la inmunidad humoral y celular. Los antígenos son filtrados desde la sangre circulante y se transportan a los centros germinales del órgano, donde se sintetiza IgM. Además, el bazo es fundamental para la producción de opsoninas, que cobran importancia en la fagocitosis de las bacterias con cápsula.

Órganos linfoides secundarios: Ganglios linfáticos

Los ganglios o nodos linfáticos son unas estructuras nodulares que forman parte del sistema linfático y forman agrupaciones en forma de racimos. Son una parte importante del sistema inmunitario, ayudando al cuerpo a reconocer y combatir gérmenes, infecciones y otras sustancias extrañas.

Los nodos linfáticos actúan como filtros, al poseer una estructura interna de tejido conectivo fino, en forma de red, relleno de linfocitos que recogen y destruyen bacterias y virus, por lo que los nodos linfáticos también forman parte del sistema inmunitario. La linfa le llega a través de vasos aferentes, vacían la linfa, se filtra dentro del nodo y se forma la respuesta inmunitaria humoral o celular al entrar en contacto con los componentes activos inmunitarios. Una vez filtrada la linfa, ésta sale por el vaso linfático eferente, propaga la respuesta inmunitaria y llega a la sangre.

Órganos linfoides secundarios: Estructuras linfoepiteliales

Las estructuras linfoepiteliales, asociaciones de folículos linfáticos y epitelios de revestimiento de la cavidad interna donde se encuentran, tales como las amígdalas, las placas de Peyer (situadas en el intestino delgado) y el apéndice vermiforme del ciego.

La inflamación de estos órganos es indicio de una actividad propia de la reacción inmune, asociada normalmente a una infección.

• Sistema más funcional que anatómico• Integrado por células que se encuentran en todo el organismo tales como por

macrófagos móviles, macrófagos tisulares fijos y algunas células especializadas de la médula ósea, bazo, hígado (Kupffer), células reticulares del pulmón y ganglios linfáticos.

• Casi todas estas células se originan a partir de progenitores monocíticos.• Su misión principal consiste en destruir, por fagocitosis, partículas extrañas,

microorganismos, toxinas, etc. Tiene una gran importancia en la lucha contra las infecciones y en la eliminación de cuerpos extraños.

Sistema retículoendotelial

Los linfocitos: células específicas del sistema inmunitario

Linfocitos

Linfocitos B

Células Plasmáticas

Células de memoria

Linfocitos T

Linfocitos T citotóxicos

Linfocitos T colaboradores

Linfocitos T supresores

Los linfocitos son células sanguíneas de la serie blanca, que se encuentran en sangre y linfa (son un 30% de los leucocitos). No tienen capacidad de fagocitosis, pero pueden abandonar la sangre y llegar a los tejidos.

Los linfocitos B

Los linfocitos B se forman en la médula ósea.

Son los responsables de la inmunidad humoral: poseen en su superficie externa anticuerpos de superficie que reaccionan con los antígenos específicos, lo que los transforma en células plasmáticas, que son las células productoras de los anticuerpos específicos contra ese antígeno. Los anticuerpos circulantes son las formas solubles de los anticuerpos de superficie.

Los linfocitos B maduros situados en la médula ósea presentan receptores específicos llamdos BCR (B Cell Rececptor).

Estos receptores son inmunoglobulinas (anticuerpos), que serán liberadas al activarse el linfocito. También aparecen proteínas reconocedoras de antígenos, conocidas con el nombre de Complejo Principal de Histocompatibilidad, o MHC (Major Histocompatibility Complex).

Cuando el MHC reconoce al antígeno específico para los BCR del linfocito B maduro activado, este linfocito B se transforma en célula plasmática, liberadora de inmunoglobulinas.

• Se forman en la médula ósea roja y maduran en el timo. • No producen anticuerpos e intervienen en la respuesta celular• Sólo reconocen fragmentos del antígeno unidos a moléculas de

histocompatibilidad (MHC) de otras células presentadoras de antígenos.

Los linfocitos T

NK (células asesinas): destruyen células cancerosas o infectadas con virus. Hoy se les separa de los linfo T y B (No T-No B)

Tipos de linfocitos T

Tc (citotóxicos): se unen a células propias infectadas por virus o células tumorales y las destruyen.

TH (colaboradores o auxiliares): interaccionan con el resto de células inmunitarias (linfo B, linfo T y fagocitos) induciendo su activación, división y diferenciación. Producen interleucinas que activan los Linfocitos Tc

TS (supresores): inducen el cese de actividad de los linfocitos B, de la fabricación de anticuerpos y de la inmunidad celular por atenuar la actividad de los TH.

La respuesta inmune

o Es el conjunto de procesos que se desencadenan en un organismo cuando un antígeno (sustancia extraña al organismo) penetra y no es reconocido por el organismo como propio.

o La respuesta generada puede ser:

Mediante anticuerpos (respuesta inmune humoral) Mediante células (respuesta inmune celular)

o En cualquier caso, la finalidad es neutralizar el antígeno e inmunizarse (volverse invulnerable) frente a él-

o Es un proceso específico (depende de cada antígeno)

Características de la respuesta inmune

Especificidad: va dirigida específicamente a una determinada molécula antigénica

Autolimitación: la respuesta está programada para detenerse cuando desaparece el estímulo antigénico.

Diversidad: el sistema inmune es capaz de reconocer 109 tipos de moléculas.

Memoria: después de una primera respuesta a un antígeno aumenta su capacidad de respuesta futura frente al mismo antígeno.

Tipos de inmunidad

Según la especificidad

Innata (inespecífica)

Adquirida (específica)

Según el número de contactos

Primaria Secundaria

Según la adquisición

Congénita Adquirida

Respuesta inmune primaria

Se produce tras el primer contacto con el antígeno. Este contacto provoca la proliferación de linfocitos y la formación de células de memoria (responsables de la memoria inmune)

Consta de tres fases:

1. Fase de latencia o reconocimiento: Duración entre una y dos semanas. El antigeno es identificado y proliferan los linfocitos

2. Fase logarítmica: Dura varios días. Aumento de la IgM (anticuerpos), diferenciación de las células plasmáticas y de memoria

3. Fase de declinación: Disminuye la concentración de anticuerpos. Indica que la infección ha sido eliminada

Respuesta inmune secundaria

Se produce cuando un antígeno accede por segunda vez al organismo. No importa cuanto tiempo hace de la primera exposición.

Fases:

Fase de latencia: Mucho más corta que en la respuesta primaria. Las células de memoria reconocen al antígeno y proliferan rapidamente.

Producción de anticuerpos: Se generan IgG de forma más rápida y con mayro intensidad. Las IgG perduran largo tiempo en la sangre.

Respuesta primaria Respuesta secundaria

Periodo de latencia variable Periodo de latencia acortado

Producción de anticuerpos escasa Producción de anticuerpos elevada

Predominio de IgM Predominio de IgG

Duración corta Duración prolongada

Los antígenos

Son sustancias que reúnen las siguientes características:

1. son exógenas, es decir, extrañas al organismo (aunque en ocasiones pueden ser móleculas del propio organismo – autoantígenos)

2. son inmunogénicas, es decir, capaces de inducir la formación de anticuerpos en el hospedador.

3. reacciona específicamente con estos anticuerpos. 4. son de naturaleza química muy variada (proteínas, polisacáridos,

lipoproteínas, etc) y de gran peso molecular. 5. se localizan en la superficie de un agente patógeno o bien son sustancias

producidas y liberadas por éste.

Antígeno es toda sustancia capaz de desencadenar una respuesta inmune

Los antígenos

Tipos de antígenos según su origen

Heteroantígenos

Isoantígenos

Autoantígenos

Son de una especie distinta a la humana (moléculas de cápsidas o envueltas víricas, de

paredes bacterianas, toxinas…)

Pertenecen a otro individuo de la misma especie (p.ej. antígenos del sistema AB0)

Poco habituales, son del mismo individuo, pero su sistema inmunitario no las reconoce y las

considera antígenos

Los antígenos pueden ser cualquier tipo de molécula, aunque los más abundantes son los antígenos con estructura proteica.

Sólo unos pocos glúcidos inducen la formación de anticuerpos pero si se unen a proteínas si que tienen una alta capacidad antigénica (caso de los isoantigenos AB0).

En el caso de otras moléculas como ácidos nucleicos o lípidos la situación es la misma. Por si solos no suelen inducir la formación de anticuerpos, pero la unión a proteínas (p.ej., histonas) convierte al ADN o a los ribosomas en moléculas inmunogénicas.

ADN

ARN Proteínaslípido

Moléculas inmunogénicas

• Cuando el determinante antigénico es uno, solo se puede unir con una molécula de anticuerpo y hablamos de antígenos univalentes.

• También hay antígenos con varios determinantes antigénicos, y en este caso hablamos de antígenos polivalentes, se pueden unir con varías moléculas del mismo anticuerpo o varios anticuerpos distintos

No todo el antígeno se une al anticuerpo; sólo se une una pequeña parte, conocida con el nombre de determinante antigénico o epítopo.

Esta es la región inmunológicamente activa del antígeno.

La zona del anticuerpo que se une al epítopo se denomina paratopo.

En ocasiones, el antígeno puede unirse a un anticuerpo, pero sin provocar respuesta inmune. Éstos son moléculas con capacidad antigénica pero sin actividad inmunogénica.

Estas moléculas reciben el nombre de haptenos.

Si un hapteno se une a una proteína grande produce inmunogenicidad.

El sistema AB0

Es el grupo de antígenos más importante de los que sirven para

definir los grupos sanguíneos.

Los eritrocitos presentan en su superficie antígenos correspondientes a su grupo sanguíneo. Al mismo tiempo, el individuo de un determinado grupo sintetiza anticuerpos frente a los otros antígenos (los que no tienen sus eritrocitos).

Anticuerpos

Los anticuerpos o inmunoglobulinas (Ig) son moléculas de tipo glucoproteínas sintetizadas por los linfocitos como respuesta a un antígeno específico- Pueden estar unidos a las membranas de los linfocitos o circular libres por la sangre, en la linfa y en las secreciones corporales.

Cada anticuerpo está constituido por cuatro cadenas polipeptídicas iguales dos a dos:

dos cadenas pesadas (cadenas H).- mas de 400 aa

dos ligeras (cadenas L). Unos 200 aa

Estas cadenas se unen mediante puentes disulfuro, uno entre las cadenas L y H, y dos entre las cadenas H. Estas cadenas proteicas presentan radicales glucídicos.

El dominio variable es el responsable de reconocer al antígeno y unirse a él, ya que ahí se encuentra el paratopo.

El dominio constante se une a las células del sistema inmune para activarlas.

Las cadenas H y L presentan dos regiones, o dominios, diferenciados: el dominio variable, V, y el dominio constante, C.

En las cadenas H aparece una zona denominada región bisagra. Esta región posee la característica de ser muy flexible, permitiendo adquirir distintos ángulos entre las regiones V y C, y entre los brazos de la inmunoglobulina.

Tipos de inmunoglobulinas

En mamíferos puede haber millones de anticuerpos diferentes debido a la recombinación génica. Sus cadenas polipeptídicas vienen codificadas genéticamente, y los genes responsables de estas cadenas pueden combinarse aleatoriamente. Además estos genes tienen una alta tasa de mutación, lo que aumenta la variabilidad.

Todos estos anticuerpos se pueden agrupar en 5 tipos de inmunoglobulinas:

IgG, IgM, IgD, IgA e IgE.

Se diferencian por la estructura de las cadenas H y L [existen dos tipos de cadenas L (l y k) y cinco tipos de cadenas H (a, d, e, g y m)], y el número de subunidades de que están formadas (pueden ser monómeros, dímeros o pentámeros), en sus funciones y en su localización.

Tipos de Ig

IgG IgA IgM IgD IgE

Es la más abundante (80% del total de inmunoglobulinas) y la más pequeña.

Se une rápidamente con macrófagos y neutrófilos, provocando la destrucción del microorganismo.

Activan el sistema del complemento.

Puede atravesar la barrera placentaria y se secreta en la leche materna. Por ello, es responsable de la inmunidad fetal y la del recién nacido.

Aparecen en gran cantidad en el segundo contacto con el antígeno.

Inmunoglobulina G

Corresponde al 13% del total de inmunoglobulinas. Se encuentra específicamente en secreciones serosas y mucosas, como son la leche, saliva o las lágrimas. Actúa protegiendo la superficie corporal y los conductos secretores. Genera, junto con la inmunoglobulina G, la inmunidad al recién nacido, al encontrarse en la leche.

Protegen al organismo de patógenos inhalados o ingeridos.

Inmunoglobulina A

Representa el 6% del total de Ig.

Aparece en los linfocitos B unida a su membrana plasmática. También se encuentran en sangre y otros fluidos extracelulares.

Aparece en la respuesta primaria activando el sistema del complemento y la fagocitosis

Inmunoglobulina M

Las IgM son las que caracterizan el grupo sanguíneo, produciendo la aglutinación de los eritrocitos cuando reaccionan con los antígenos de su superficie.

Aparece en muy baja concentración (1%).

Son las primeras inmunoglobulinas sintetizadas por los linfocitos B.

Su función puede estar relacionada con la activación de estas células. Su estructura es similar a la estructura de la inmunoglobulina G, aunque varía en la posición de los restos glucosídicos de las cadenas proteicas.

Inmunoglobulina D

Se encuentra en concentraciones muy bajas en el suero y secreciones al exterior (0'002%) y en mayor concentración en los tejidos.

Sin embargo, su concentración aumenta en los procesos alérgicos.

Inmunoglobulina E

Activación del sistema del complemento, que termina con la lisis del microorganismo.

Opsonización de los microorganismos. los anticuerpos se unen al antígeno, presentándolo a un macrófago para su destrucción.

Precipitación de toxinas disueltas en el plasma. Así, son fácilmente destruidas por los macrófagos.

Aglutinación de antígenos en una determinada zona, facilitando la acción de los fagocitos y los linfocitos.

Activación de linfocitos.

Funciones de las inmunoglobulinas

La principal función de los anticuerpos consiste en reconocer y unirse al antígeno, para la destrucción de éste. Para conseguir este fin, el dominio constante de la inmunoglobulina puede activar los siguientes mecanismos:

Reacción antígeno-anticuerpo

La reacción antígeno-anticuerpo (Ag-Ac) es una de las piedras angulares en la respuesta inmunitaria del cuerpo humano. El concepto se refiere a la unión específica de un anticuerpo con un antígeno para inhibir o ralentizar su toxicidad.

El acoplamiento estructural entre las macromoléculas se realiza gracias a varias fuerzas débiles que disminuyen con la distancia, como los puentes de hidrógeno, las fuerzas de Van Der Waals, las interacciones electrostáticas y las hidrofóbicas.

El reconocimiento Ag-Ac es una reacción de complementariedad, por lo que se efectúa a través de múltiples enlaces no covalentes entre una parte del antígeno y los aminoácidos del sitio de unión del anticuerpo.

La reacción se caracteriza por su especificidad, rapidez, espontaneidad y reversibilidad.

EspecificidadCapacidad del anticuerpo de unirse al antígeno que lo estimuló. La unión dada por la especificidad es muy precisa y permite distinguir entre grupos químicos con diferencias mínimas a pesar de su similitud., además permite detención de un solo ag en cuestión.

RapidezLa velocidad con que ocurre la primera etapa de la reacción Ag-Ac es del orden de milésimas de segundo, y está limitada únicamente por la difusión. La segunda etapa, que es más larga, incluye todas las manifestaciones que se presentan como consecuencia de la interacción, tales como precipitación, aglutinación, neutralización, etc.

EspontaneidadLa reacción Ag-Ac no requiere energía adicional para efectuarse.

ReversibilidadDado que la reacción se debe a fuerzas no covalentes, es reversible y, en consecuencia, se ve afectada por factores como la temperatura, la proporción de Ag-Ac, el pH y la fuerza iónica.

Características de la reacción antígeno-anticuerpo

Tipos de reacción antígeno-anticuerpo

Precipitación Aglutinación Neutralización Opsonización

Precipitación

La reacción de precipitación ocurre cuando se combina un anticuerpo, por lo menos divalente, con un antígeno soluble y esto conlleva a la formación de agregados insolubles que precipitan.

En este caso el antígeno se encuentra disuelto, y al unirse los anticuerpos a los antígenos se forman unos macrocomplejos moleculares, formándose como una red tridimensional que debido a su tamaño precipita.

Antígenos polivalentes

Anticuerpos

Complejo insoluble

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 las células.

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 las células.

Neutralización

Anticuerpos situados en la membrana plasmática bloquean la acción de los antígenos presentes en la cápsida de un virus, o de una bacteria o de toxinas sueltas. Así, los antígenos no se pueden unir a las células y matarlas.

Se disminuye la capacidad infectante de estos organismos.

Opsonización

Como ya se ha visto, la unión antígeno-anticuerpo no es suficiente, para la eliminación del agente extraño contra el que luchamos, se precisa la colaboración de otros elementos (complemento, células fagocitarias y células NK). Así, el conglomerado antígeno-anticuerpo puede ser fagocitado por las células sistema retículo endotelial (S.R.E.) o por las Natural Killer. Las moléculas del complemento puede estimular, al unirse al complejo formado por antígenos y anticuerpos, la fagocitosis por parte de los macrófagos.

Respuesta Inmune Humoral

• Es la respuesta mediada por anticuerpos. • Los anticuerpos son fabricados por los linfocitos B.• El proceso de fabricación está regulado en la información genética de estas

células. Unos cuantos genes, situados en varios cromosomas (2, 14 y 22 en humanos), que pueden recombinarse y dar lugar a múltiples combinaciones, y por lo tanto a una enorme variedad de anticuerpos (mas de 100 millones de anticuerpos distintos).

• Existe una inmensa variedad de linfocitos B, cada uno de los cuales tiene en su superficie un anticuerpo diferente. Cuando un antígeno extraño penetra en el organismo acaba encontrando un linfocito que posee el anticuerpo capaz de reaccionar con él.

• Toda esta variedad de linfocitos es el resultado de un proceso que tiene lugar durante el desarrollo embrionario del organismo y que recibe el nombre de selección clonal

• En la respuesta específica humoral las células no atacan directamente a los antígenos. Son las proteínas llamadas anticuerpos, liberadas por las células plasmáticas, las que actúan contra los antígenos.

• Este tipo de respuesta se produce cuando aparecen patógenos extracelulares o toxinas bacterianas. Los linfocitos B son activados por células TH2.

• 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.

Los anticuerpos

• Los anticuerpos constituyen glucoproteínas plasmáticas globulares, llamadas inmunoglobulinas. 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.

Selección clonal http://www.lourdesluengo.es/animaciones/unidad18/seleccion_clonal.swf

Esta teoría postula que cada antígeno estimulará a aquel linfocito o grupo de linfocitos que poseen en su membrana receptores capaces de reconocer y unirse específicamente a él.

Como consecuencia se produce su proliferación y diferenciación en células con las mismas características de reconocimiento que los linfocitos originales.

Este clon producirá los anticuerpos encargados de rechazar al antígeno.

Los linfocitos que poseen receptores específicos contra moléculas propias (autoantígenos) son eliminados (sufren apoptosis) en un estado temprano del desarrollo de las células linfoides: solo sobreviven aqullos linfocitos que no han encontrado su antígeno (por que no está en el propio organismo).

Célula madre de linfocitos

D ife re n ciació n ce lu lar

Formación de clones de linfocitos B

Unión a antígenos

antígenos extraños

Formación clon específico

Formación anticuerpos

antígenos propios

Eliminación del clon

Mecanismo de la respuesta inmune humoral

1. La entrada de un antígeno en el organismo hace que en un momento u otro encuentre al linfocito que tiene en la superficie el anticuerpo correspondiente a dicho antígeno, y su posterior unión al mismo.

2. La unión con el antígeno provoca la activación, es decir, la división y diferenciación de los linfocitos B en dos clases de células:

a) Las células plasmáticas: son los linfocitos B activos; tienen el retículo endoplasmático rugoso muy desarrollado y sintetizan y segregan grandes cantidades de anticuerpos (IgM). Están situadas en los ganglios linfáticos.

b) Las células de memoria: Son linfocitos que no se transforman en células plasmáticas y permanecen en circulación, sintetizando pequeñas cantidades de anticuerpo, incluso cuando la infección ha desaparecido. Estas células permiten reaccionar con más rapidez si se produce una nueva infección con el mismo antígeno. En un segundo contacto, pueden diferenciarse otra vez en células plasmáticas (que en este caso sintetizan IgG) y nuevas células de memoria

Respuesta Inmune Celular

En este proceso intervienen los linfocitos T (Linfocitos Tc –citotóxicos- y linfocitos Th –helper, colaboradores- y los macrófagos. No se producen anticuerpos. Es muy eficaz en la lucha contra células infectadas por virus, células tumorales, parasitadas o células extrañas.

Los linfocitos T maduran en el timo y no son capaces de sintetizar anticuerpos. A cambio disponen en su superficie de unos receptores específicos capaces de reconocer fragmentos de antígenos expuestos en la superficie de los macrófagos.

Mecanismo de la respuesta inmune celular Animación respuesta inmune

Cuando un antígeno entra en el cuerpo y es detectado por los macrófagos, estos lo fagocitan (endocitosis) y gracias a los lisosomas lo degradan.

Las proteínas resultantes son expuestas en la superficie de los macrófagos gracias a las proteínas del Complejo Mayor de Histocompatibilidad (MHC)

Los linfocitos T tienen en su superficie receptores específicos (TCR) para reconocer estos complejos formados por las proteínas procesadas unidas a las proteínas del MHC

Complejo Mayor de Histocompatibilidad (MHC)

Los genes del Complejo Mayor de Histocompatibilidad se encuentran entre los de mayor polimorfismo de los vertebrados (algunos presentan mas de 200 alelos). Fabrican las proteínas MHC que sirven para presentar el antígeno.

Este polimorfismo hace que dos individuos distintos no puedan tener las mismas proteínas MHC.

Las proteínas del MHC se identificaron inicialmente como los principales antígenos en los trasplantes.

Estas proteínas se agrupan en dos clases:• Proteínas de clase I• Proteínas de clase II

Proteínas de clase I (CMH-I):

Glicoproteínas de membrana que aparecen en casi todas las células nucleadas y sirven para presentar antígenos peptídicos de células propias alteradas por infecciones víricas o cancerosas (antígenos endógenos) a los linfocitos T citotóxicos (TC o TCD8).

Proteínas de clase II (CMH-II):

Glicoproteínas de membrana que sólo se expresan en células presentadoras de antígeno (macrófagos, células dendríticas, linfocitos B) y sirven para presentar antígenos peptídicos exógenos a linfocitos T colaboradores (TH o TCD4).

Proteínas de clase I (CMH-I):

Los antígenos proceden de una célula infectada

Proteínas de clase II (CMH-II):

Antígenos procedentes del procesamiento de la bacteria

Linfocito T Ag-MHC

LinfocitoTc

Celulas de

memoria

Linfocitosupresor

LinfocitoTh

Una vez el linfocito reconoce el antígeno unido al MHC, de activa y se divide y diferencia en cuatro posibles tipos celulares:

Linfocitos T citotóxicos (Tc):

Reaccionan frente a antígenos unidos a proteínas MHC clase I. Se unen a la célula que presenta los antígenos y liberan una serie de proteínas que destruyen la célula:

Las proteínas pueden ser:

Citotoxinas

• Degradan la membrana celular

Citocinas

• Impiden la replicación de los

virus

Linfocinas

• Activan a los macrófagos e impide

la replicación vírica en células sanas (interferón)

Linfocitos T colaboradores (Th):

Reconocen los péptidos unidos a proteínas de MHC clase II presentes en la superficie de macrófagos u otras células presentadoras de antígenos que previamente habían procesado el antígeno capturado (antígeno exógeno).

Al activarse estos linfocitos Th, liberan linfocinas que a su vez activan y promueven la proliferación de linfocitos Tc y de linfocitos B que se transformarán en células plasmáticas que desencadenan la respuesta humoral contribuyendo con sus anticuerpos a eliminar la infección

Linfocitos T supresores:

Inhiben la acción de los linfocitos Th y detienen la respuesta inmune

Células T de memoria:

Son linfocitos T activados que permanecen en el tejido linfático como células de memoria. En el caso de una segunda infección se dividen rápida

Células NK (Natural Killer):

• Son otro tipo de linfocitos pero no pertenecen a los linfocitos T ni a los linfocitos B.

• Las células NK son componentes importantes en la defensa inmunitaria no específica.

• Comparten un progenitor común con los linfocitos T. • Se originan en la médula ósea y son grandes y granulares. • No destruyen los microorganismos patógenos directamente, su función está

más relacionada con la destrucción de células infectadas o que puedan ser cancerígenas.

• No son células fagocíticas. Destruyen las otras células a través del ataque a su membrana plasmática causando difusión de iones y agua para el interior de la célula aumentando su volumen interno hasta un punto de ruptura en el cual ocurre la lisis.