Departamento de Ciencia y Tecnología - Biología - 4º Medio. Profesor: Omar Jaque. Guía N°2 Sistema Inmune

El sistema inmune participa en la defensa del organismo contra agentes infecciosos y también en la

respuesta frente a partículas extrañas. En los mamíferos, el sistema inmune está constituido por una serie de células, tejidos y órganos, los cuales están interconectados por vasos sanguíneos y linfáticos, de modo que constituyen un sistema unificado e intercomunicado dentro del cual se transportan las células que participan de él.

El sistema inmune debe reconocer y responder a los antígenos, los cuales son moléculas (usualmente

proteínas o glicoproteínas) que se encuentran en la superficie de las células, virus, hongos o bacterias. Algunos compuestos como toxinas, sustancias químicas y partículas extrañas (como una astilla) pueden ser antígenos. Las sustancias que contienen estos antígenos son reconocidas y destruidas por el sistema inmunológico, incluso si las propias células corporales contienen proteínas que son antígenos. El sistema inmune aprende a ver nuestros antígenos propios como "normales" y usualmente no reacciona contra ellos.

La mayoría de los agentes infecciosos o patógenos que afectan al ser humano son bacterias, hongos y virus.

Los organismos patógenos han desarrollado factores de virulencia con los cuales causan daño a nuestros órganos y tejidos. Los factores de virulencia más conocidos son sustancias químicas llamadas toxinas, que pueden ser de dos tipos: exotoxinas, proteínas liberadas por el microorganismo dentro del hospedero, y endotoxinas, lipopolisacáridos constitutivos de la pared celular bacteriana que se liberan cuando la célula se destruye.

Generalmente los agentes patógenos se propagan de un hospedero a otro, proceso denominado

transmisión o contagio. Existen dos tipos principales de transmisión de microorganismos: transmisión directa y transmisión indirecta. El modo de transmisión directa puede ocurrir a través de pequeñas gotitas de saliva que se desprenden al estornudar o al toser, la cual es la vía más utilizada por los agentes de enfermedades respiratorias, o por contacto íntimo entre ambos hospederos, en el caso de los microorganismo causantes de las infecciones de transmisión sexual (I.T.S.). La transmisión indirecta de microorganismo ocurre a través de seres vivos u objetos. Cuando un ser vivo participa como agente transmisor, como por ejemplo insectos o roedores, se denomina vector. Los objetos que participan de este tipo de transmisión se denominan fomites, tales como ropa o juguetes. Los alimentos reciben la denominación especial de vehículos de la enfermedad.

Bacterias

La célula bacteriana es capaz de generar una copia de sí misma a través de fisión binaria. Durante este proceso, la célula progenitora duplica su ADN y luego lo reparte equitativamente entre las células hijas, junto con todas las moléculas necesarias para vivir en forma autónoma. Las dos células hijas se separan a través de un tabique llamado septum, que corresponde a una invaginación de la membrana plasmática y de la pared celular desde los lados opuestos de la célula bacteriana progenitora. El tiempo que necesita una bacteria para completar un ciclo de crecimiento depende de factores genéticos y ambientales, tales como la cantidad de nutrientes y la temperatura, por lo que es muy variable entre los distintos tipos de bacterias, pudiendo ir desde 20 min. en Escherichia coli hasta varios días en Mycobacterium tuberculosis.

Fig. 1: Fisión binaria.

Departamento de Ciencia y Tecnología - Biología - 4º Medio. Profesor: Omar Jaque. Fases del crecimiento bacteriano En las bacterias en cultivo se puede observar un patrón de crecimiento registrando cada cierto tiempo la cantidad de organismos presentes. De esta forma se obtiene una curva de crecimiento, en la que se pueden reconocer diferentes etapas o fases.

• Fase de latencia: representa la fase de adaptación de las bacterias a un medio de cultivo.

• Fase exponencial: cuando cada una de las bacterias en cultivo se está dividiendo para formar dos células hijas.

• Fase estacionaria: ocurre cuando los nutrientes comienzan a agotarse y los productos tóxicos del metabolismo aumentan su concentración. La población bacteriana entra en un estado de equilibrio, donde la muerte y la duplicación celular son equivalentes, por lo que el número neto de células se mantiene.

• Fase de muerte: si la fase estacionaria se prolonga en el tiempo, la mayoría de las células comienza a morir. En algunos casos, la muerte celular se manifiesta como lisis celular; en otros, las células permanecen intactas pero pierden viabilidad.

Fig. 2: Curva de crecimiento bacteriano.

Transferencia genética entre bacterias El fenómeno de transferencia genética horizontal (TGH) se define como el traspaso de material

genético entre procariontes que no son parte de una misma línea de descendencia. El término contrario es trasferencia genética vertical, que ocurre de padres a hijos. Como en los procariontes no existe la reproducción sexual, ellos habrían desarrollado este fenómeno con el fin de aumentar su variabilidad genética y por ende su adaptabilidad a diversos hábitats.

Entre los mecanismos de TGH se encuentran:

• Conjugación bacteriana: requiere de una célula donadora, que contiene un tipo especial de plásmido conjugativo, y una célula receptora que no lo posee. Muchos de los genes que controlan el proceso de conjugación se encuentran en el plásmido, por ejemplo, los que codifican para una proteína denominada pilina que forma un filamento superficial llamado pilus o pili, el cual se une a una molécula específica en la célula receptora que le sirve de anclaje. Posteriormente, el pili se retrae, acercando la célula donadora a la receptora. Finalmente, las membranas de ambas bacterias se fusionan formando un poro que permite el traspaso de material genético, que puede ser un plásmido o el ADN cromosomal.

• Transducción: el ADN se transfiere de una bacteria a otra a través de un fago o bacteriófago. Éstos son virus que infectan a bacterias. El ADN del fago se integra en un sitio del genoma bacteriano y posteriormente se escinde con un trozo de éste adyacente al sitio de inserción.

• Transformación bacteriana: implica la captación de ADN libre desde el medio externo, provocando un cambio genético en la célula receptora. Las células, para poder captar ADN desde el medio, deben estar en un estado llamado de competencia, una propiedad determinada genéticamente en la cual intervienen múltiples funciones celulares que participan en el procesamiento y transporte del ADN hacia el interior de la célula. Muchas especies bacterianas son naturalmente competentes en determinadas condiciones, sin embargo, otras especies no presentan esta actividad.

Fig. 3: Transferencia genética en bacterias.

Departamento de Ciencia y Tecnología - Biología - 4º Medio. Profesor: Omar Jaque. Existe un pequeño grupo de bacterias que han adoptado a nuestro organismo como su hábitat natural, creciendo sin causar ningún tipo de daño. A este tipo de bacterias se les conoce como la microbiota normal humana. Estos organismos colonizan determinadas zonas del cuerpo muy temprano durante el desarrollo del hospedero (desde el nacimiento) y se ubican especialmente en la piel y en el tejido mucoso que reviste las vías respiratorias altas, el tracto digestivo y las vías urinarias. Se piensa que en nuestro intestino existen al menos 400 especies bacterianas.

La microbiota normal es beneficiosa para el ser humano. Estas bacterias participan en el metabolismo de diversos compuestos, por ejemplo sintetizando vitamina K, y suelen proteger al cuerpo de los agentes infecciosos compitiendo con ellos por el especio físico y por nutrientes, y liberando sustancias tóxicas que los destruyen.

Las bacterias patógenas son específicas para el tejido y para el hospedero que infectan. Esta especificidad

se explica, primeramente, por moléculas de adhesión llamadas adhesinas que permiten que la bacteria se fije sólo a cierto tipo de tejido y en determinado hospedero. La sintomatología posterior causada por la infección bacteriana se debe a la acción específica de las toxinas que posee una bacteria patógena y que dañan predominantemente a determinados tejidos blanco. Algunas de las enfermedades bacterianas más conocidas y graves son el tétanos, la neumonía bacteriana, la meningitis bacteriana, la tuberculosis, la gastritis crónica y la úlcera gástrica.

Tabla 1: Algunas enfermedades bacterianas frecuentes en el ser humano. Los antibióticos son sustancias químicas producidas por microorganismos, principalmente por bacterias y hongos, que tienen un efecto deletéreo sobre el crecimiento de otros microorganismos. Los antibióticos se han utilizado en medicina desde inicios del siglo veinte para controlar las infecciones bacterianas. El descubrimiento de la penicilina por Alexander Fleming en 1928 es uno de los hitos más destacados en este ámbito. Fig. 4: Mecanismos de acción de algunos antibióticos.

Departamento de Ciencia y Tecnología - Biología - 4º Medio. Profesor: Omar Jaque. El principal modo para evaluar la efectividad de los antibióticos sobre las diversas bacterias patógenas es el antibiograma por difusión. El procedimiento consiste en colocar en el medio de cultivo bacteriano discos de papel impregnados en una concentración determinada de antibiótico. Si el antibiótico causa efecto se observa un halo de inhibición en torno al disco. Dependiendo del diámetro de la zona de inhibición se clasifican las bacterias en las categorías de resistentes, intermedias y sensibles al antibiótico.

Fig. 5: Antibiograma por difusión.

Virus Un virus es un complejo macromolecular constituido fundamentalmente por un ácido nucleico, que corresponde al genoma viral, rodeado por una cubierta proteica llamada cápside. En conjunto, el ácido nucleico y las proteínas constituyen la nucleocápside. Algunos virus poseen alrededor de la nucleocápside una estructura membranosa que recibe el nombre de manto o envoltura, constituida por una bicapa de lípidos y glicoproteínas. La estructura física completa de un virus se denomina virión.

Fig. 6: Estructura del virus de la gripe. El genoma viral está formado por un sólo tipo de ácido nucleico, ADN o ARN, el cual codifica para las enzimas virales que participan en el proceso de replicación viral y las proteínas que constituyen la cápside. Estas proteínas o capsómeros se disponen de manera regular y simétrica alrededor del ácido nucleico, formando tres tipos de cápside: icosaédrica (20 caras iguales), helicoidal o compleja.

Fig. 7: Tipos de cápside. A diferencia de las células, los virus no poseen citoplasma, ribosomas, ni organelos membranosos. Tampoco tienen la capacidad de dividirse autónomamente ni de sintetizar por si mismo sus propios componentes. Por este motivo se comportan como parásitos intracelulares estrictos, es decir, infectan células vivas para aprovechar su maquinaria metabólica. Esto les permite realizar la síntesis de sus componentes y replicarse dejando una progenie viral. Por lo tanto, cuando un virus se encuentra fuera de la célula, es metabólicamente inerte, ya que no tiene la maquinaria para realizar reacciones químicas. La mayoría de los virus poseen un rango de huésped muy estrecho, por lo que se han clasificado en tres grupos, de acuerdo a las células de los organismos que parasitan, se reconocen así: virus animales, virus vegetales y bacteriófagos, los cuales atacan a células animales, células vegetales y bacterias, respectivamente. El ciclo viral Los virus necesitan infectar a una célula para reproducirse. De ella obtienen la materia y la energía para sintetizar nuevos ácidos nucleicos y proteínas. Durante el proceso de replicación viral o ciclo viral que ocurre dentro de una célula infectada por virus, se distingue la siguiente secuencia de eventos:

Departamento de Ciencia y Tecnología - Biología - 4º Medio. Profesor: Omar Jaque. • Fijación o adsorción: unión del virus a la membrana plasmática de la

célula hospedera.

• Penetración: el virus o su material genético ingresa al citoplasma celular.

• Biosíntesis de macromoléculas o Multiplicación: replicación del genoma viral y síntesis de las proteínas virales usando la maquinaria metabólica celular.

• Ensamblaje: se asocia el material genético viral con sus proteínas estructurales conformando la nucleocápside.

• Liberación: el virus sale de la célula infectada.

Fig. 8: Fases de la replicación viral. Los fagos presentan principalmente dos formas de replicación: la vía lítica y la vía lisogénica. En el primer caso, los fagos infectan una célula bacteriana y, luego de multiplicarse dentro de ella, conducen a la ruptura (lisis) de la célula infectada liberando los fagos al medio circundante. En la vía lisogénica, el fago no destruye a la célula infectada, pero su genoma se integra dentro del ADN bacteriano, permaneciendo en un estado latente denominado profago. Durante este período, existe una mínima expresión de los genes virales, hasta que un estímulo gatilla la separación del profago y el comienzo de un ciclo lítico.

Fig. 9: Ciclo lítico y ciclo lisogénico.

Departamento de Ciencia y Tecnología - Biología - 4º Medio. Profesor: Omar Jaque. Los virus puedes ser importantes patógenos para el ser humano. Una serie de enfermedades, tales como la gripe o influenza, el resfrío común, el sarampión, la varicela, el síndrome pulmonar, la hepatitis, el SIDA, entre otras, son caudas por virus.

Tabla 2: Algunas infecciones virales frecuentes en el ser humano.

Los grados de propagación de las enfermedades infecciosas son:

• Brote: se considera la etapa inicial de la propagación y corresponde a la aparición de 2 más casos de la enfermedad que se relacionan entre sí. Ejemplo: dos individuos contraen fiebre tifoidea por comer lechuga mal lavada, que estuvo expuesta a aguas servidas.

• Endemia: la enfermedad es habitual en un determinado lugar geográfico y se mantiene normalmente en baja frecuencia durante largos períodos. Por ejemplo: la malaria en África, el dengue en Venezuela y el mal de Chagas en Sudamérica.

• Epidemia: surgen muchos casos de individuos enfermos en poco tiempo, extendiéndose por varias regiones de una zona geográfica. Ejemplos: la influenza, el virus del Zika en Latinoamérica en el 2016 y el ébola en áfrica occidental en el 2016.

• Pandemia: es la propagación de una enfermedad infecciosa a nivel mundial. Por ejemplo, se produce una pandemia de gripe cuando surge un nuevo virus gripal que se propaga por el mundo y la mayoría de las personas no tienen inmunidad contra él, como el virus H1N1 (gripe porcina) en el 2009. Otros ejemplos son: la gripe española en entre 1918 y 1920, la peste negra en el siglo XIV, la viruela en el siglo XVIII y el VIH en la actualidad.

El síndrome de la inmunodeficiencia adquirida (SIDA) El SIDA fue reconocido como una nueva enfermedad del ser humano en el año 1981. Los primeros casos se encontraron en hombres jóvenes que desarrollaron enfermedades particularmente raras como la neumonía causada por Pneumocystis carinii, un protozoo generalmente inofensivo, y el sarcoma de Kaposi, un tipo de cáncer de piel. Además, todos estos pacientes mostraban una cantidad anormalmente baja de linfocitos T colaboradores. De esta forma, los signos y síntomas que se detectaron en estas personas fueron asociados a una anomalía adquirida por el sistema inmunitario, específicamente una progresiva y severa inmunodeficiencia, de ahí que para referirse a esta enfermedad se utilizó el nombre de síndrome de inmunodeficiencia adquirida.

En el año 1983 se identificó como agente causal de esta enfermedad al virus de la inmunodeficiencia

humana (VIH), el cual tiene tres formas de transmisión: por contacto sexual, ya que está presente en las secreciones vaginales y en el semen de las personas infectadas; parenteral (por la sangre), por ejemplo, con la utilización de una misma aguja en los usuarios de drogas intravenosas; y transmisión vertical, que es de la madre al hijo, debido a que el virus puede atravesar la placenta, o el contagio puede ser durante el parto o en el período de lactancia, ya que también se encuentra en la leche materna. En la actualidad, la infección por VIH y el SIDA constituyen una epidemia de magnitud mundial (pandemia), propagándose incluso en comunidades inicialmente poco afectadas. Se estima que a nivel mundial aproximadamente 34 millones de personas tienen VIH/SIDA, siendo el continente más afectado África con 28 millones de persona infectadas.

Departamento de Ciencia y Tecnología - Biología - 4º Medio. Profesor: Omar Jaque. El virus de la inmunodeficiencia humana El virus del SIDA pertenece a la familia Retroviridae. Es capaz de afectar severamente las defensas del organismo, ya que parasita principalmente a los linfocitos T colaboradores, produciendo su disminución e incluso la casi completa desaparición de este tipo celular fundamental para el sistema inmune, causando la muerte del paciente por complicaciones derivadas de la agresión de múltiples patógenos para los cuales ya no hay defensas. Al observar el VIH al microscopio electrónico, se distingue una cápside con forma de cono compuesta por la proteína p24. Dentro de esta cápside se encuentra el material genético del virus formado por dos hebras de ARN, asociadas a la enzima transcriptasa reversa, responsable de sintetizar el ADN que se integrará al genoma de la célula infectada, a partir del ARN viral. Junto a la transcriptasa se encuentran también copias de la enzima integrasa y proteasa. La cápside se halla recubierta por una envoltura formada por una capa proteica interna (proteína p17) y por una capa lipídica donde se insertan las glicoproteínas (gp) de envoltura: la glicoproteína 41 (gp41) y la glicoproteína 120 (gp120). Esta última contiene el sitio de unión al receptor de los linfocitos T.

Fig. 10: Estructura del VIH. Actualmente se conoce la existencia de dos cepas o tipos de VIH. Uno de ellos, el VIH-1, es el más extendido mundialmente y de mayor potencial patogénico. La otra cepa, el VIH-2, es menos virulento y se ha detectado en poblaciones de África oriental. Además, dentro de la cepa VIH-1 se han descubierto variantes genéticamente relacionadas que son resultado de la alta tasa de error de la actividad de la transcriptasa reversa. Las variantes del VIH-1 presentan modificaciones en sus glicoproteínas de envoltura, las cuales actúan como antígenos de superficie. Lo anterior es uno de los motivos que hacen tan difícil encontrar una vacuna contra el virus del SIDA. Ciclo de replicación del VIH El VIH infecta a las células del sistema inmune, de las cuales su principal blanco son los linfocitos T colaboradores, debido a que estos en su membrana poseen una gran cantidad de proteínas receptoras llamadas receptores CD4 que se unen a la glicoproteína gp120 presente en la envoltura del virus, lo que constituye el inicio de la infección viral.

Fig. 11: Ciclo de replicación del VIH.

Departamento de Ciencia y Tecnología - Biología - 4º Medio. Profesor: Omar Jaque. 1. Interacción del receptor CD4 del linfocito con la proteína gp120 del virus. 2. Fusión entre el linfocito y el virus e ingreso de la nucleocápside. 3. Liberación del genoma viral en el citoplasma del linfocito. 4. Inicio de la transcripción reversa: producción del ADN viral. 5. Ingreso del ADN viral de doble hebra al núcleo del linfocito. 6. Integración del ADN viral en el genoma de la célula huésped mediante la enzima integrasa viral. 7. Expresión del ADN vírico: formación del ARN viral y ARN mensajero que da origen a las proteínas de la

cápside. 8. Migración del ARNm y del ARN viral al citoplasma. 9. Síntesis de proteínas virales por los ribosomas del linfocito. 10. Formación de las nuevas partículas virales. 11. Liberación de los virus hijos que infectarán a otros linfocitos T.

Desarrollo de la infección por VIH La infección por VIH evoluciona en el tiempo en las siguientes fases:

• Fase aguda: se manifiesta luego de adquirida la infección y puede durar hasta 3 meses. Durante esta fase aumenta el número de partículas virales y disminuye la cantidad de linfocitos T colaboradores. La persona infectada puede presentar síntomas tales como fiebre, inflamación de ganglios linfáticos, dolor muscular, entre otros; o bien esta etapa puede ser completamente asintomática.

• Fase crónica: disminuyen los síntomas descritos en la fase aguda debido a que el sistema inmune ejerce cierto control sobre el virus. Los linfocitos B producen anticuerpos que ayudan a destruir las partículas virales libres y los linfocitos T citotóxicos se encargan de destruir a las células infectadas por virus. A partir de este momento las personas son portadoras de anticuerpos contra el VIH o seropositivas. En promedio, la duración de la fase crónica es de 8 a 10 años y es común que la persona infectada no presente síntomas, o estos sean menores. Sin embargo, el sistema inmune no logra derrotar la infección y, con el tiempo, la cantidad de linfocitos T colaboradores disminuye progresivamente.

• Fase de SIDA: se presenta cuando se alcanza un nivel inferior a 200 linfocitos por milímetro cúbico de sangre. El deterioro inmunológico permite la aparición de infecciones oportunistas producidas por microorganismos que en condiciones normales no provocan enfermedad y que finalmente llevan a la muerte del individuo.

Fig. 12: Fases del desarrollo de la infección por VIH.

El principal mecanismo para hacer frente al VIH ha sido el tratamiento antirretroviral (TAR), el cual consiste en el uso de medicamentos que interfieren en la reproducción del virus, suprimiendo la replicación viral y alargando el período de supervivencia de la persona infectada.

Las drogas antirretrovirales se pueden clasificar en cuatro grandes grupos: inhibidores nucleótidos de la

transcriptasa reversa, se unen a la hebra de ADN e impiden que otros nucleótidos se agreguen; inhibidores no nucleótidos de la transcriptasa reversa, actúan por unión a sitios de actividad esencial de la transcriptasa inhibiendo su función; inhibidores de la proteasa, actúan uniéndose al sitio catalítico de la enzima proteasa provocando la liberación de viriones inmaduros no infectantes, e inhibidores de la fusión.

En muchas oportunidades es necesario efectuar cambios en el tratamiento contra el VIH, por ejemplo, en los

casos en que se presenta resistencia viral derivada de las altas tasas de replicación y mutación del VIH.

Departamento de Ciencia y Tecnología - Biología - 4º Medio. Profesor: Omar Jaque. INMUNIDAD INNATA, INESPECÍFICA O NATURAL

La inmunidad innata o inespecífica constituye la primera línea de defensa contra los microorganismos

invasores, respondiendo y eliminando a la mayoría de los patógenos, incluso sin que el organismo muestre síntomas de la enfermedad. Corresponde a una respuesta inmediata frente a los organismos agresores y a un mecanismo de resistencia general a la enfermedad, debido a que incluye a todas las barreras de defensa que el organismo dispone para combatir la invasión por una gran diversidad de microorganismos, respondiendo de la misma forma a distintos tipos de patógenos. Además, no genera una memoria por exposición previa, es decir, la respuesta será siempre la misma ante un nuevo encuentro con un determinado agente infeccioso.

Entre los principales componentes de la inmunidad natural encontramos:

• Barreras físico-químicas. Son una primera línea de defensa de la respuesta inmune innata, ya que no permiten la entrada de materiales nocivos al cuerpo. Las barreras físicas son la piel y las membranas mucosas (que recubren el aparato digestivo, respiratorio, urinario y reproductor), que gracias a su estructura y cohesión forman una verdadera pared que impide la entrada de microorganismos al cuerpo. Por otro lado, la secreción de ácido clorhídrico por las glándulas gástricas destruye la mayor parte de los microorganismos que son ingeridos; el mucus atrapa microbios y partículas pequeñas; las lágrimas, la saliva y el sudor poseen la enzima lisozima; las glándulas sebáceas de la piel secretan sebo, cuyos componentes otorgan un pH ácido a la piel, que inhibe el crecimiento de hongos y bacterias.

• Proteínas circulantes. Proporcionan una segunda línea de defensa contra los microorganismos que logran penetrar la piel o las mucosas. El sistema del complemento está formado por un conjunto de proteínas plasmáticas que “complementan” la acción de los anticuerpos. El complemento puede ser activado por polisacáridos de la pared bacteriana o por anticuerpos unidos a ella. Este sistema de defensa actúa formando un complejo proteico de ataque a la membrana plasmática de microbios que produce perforaciones en la membrana del microorganismo y que puede llegar a destruirlo. Estas proteínas pueden ser activadas contra cualquier antígeno y su acción es inespecífica.

Los interferones son proteínas liberadas por células infectadas por virus, que estimulan a células vecinas para producir proteínas que interfieren o inhiben la replicación viral, volviéndose resistentes al virus. También movilizan a las células NK y macrófagos para que destruyan a células infectadas y evitar así la proliferación del virus.

• La respuesta inflamatoria. Se presenta cuando los tejidos son lesionados por bacterias, traumas, calor o cualquier otra causa. Los basófilos y mastocitos liberan sustancias químicas como histamina, que hacen que los vasos sanguíneos se dilaten permitiendo la extravasación de suero sanguíneo (plasma sin fibrinógeno) hacia los tejidos, lo que deriva en una inflamación localizada que presenta las siguientes características: dolor, edema, aumento de la temperatura, enrojecimiento y pérdida de la función. Esto ayuda a aislar la sustancia extraña del contacto con otros tejidos corporales. Las sustancias químicas también atraen a los glóbulos blancos que fagocitan a los microorganismos y células muertas o dañadas.

• Células NK y células fagocíticas. Las células NK (natural killer) o asesinas naturales son un tipo de linfocitos que no producen anticuerpos, pero que tienen la capacidad de reconocer y destruir diversas células infectadas por virus y células tumorales. La destrucción de las células blanco la realizan liberando gránulos que contienen las proteínas perforina y granzima. La perforina produce poros en la membrana de la célula blanco y la granzima ingresa a la célula a través de los poros formados por la perforina e induce la muerte de la célula alterada.

Las células fagocíticas son aquellas que tiene la capacidad de ingerir microbios o cualquier tipo de molécula extraña a través del proceso de fagocitosis. Entre las células con capacidad fagocítica que participan de la inmunidad natural se encuentran los macrófagos y los neutrófilos. Los macrófagos son un tipo de leucocito que derivan de monocitos que han abandonado la sangre e ingresando a los tejidos, y que poseen capacidad fagocítica inespecífica, es decir, fagocitan todo aquello que les resulte ajeno. Los macrófagos también participan en la respuesta inmune presentando antígenos a los linfocitos T, siendo entonces la célula presentadora de antígeno.

Los neutrófilos corresponden a leucocitos granulares. Su principal función es la fagocitosis de los patógenos. Esto ocurre en su citoplasma en una estructura llamada fagolisosoma, la cual se forma por la unión de la vesícula fagocitaria que contiene al microorganismo ingerido con los lisosomas que poseen enzimas que degradan el contenido fagocitado. Etapas de la fagocitosis. 1. Unión del microbio a la membrana celular del fagocito. 2. Ingestión del microorganismo. 3. Unión de la vesícula fagocitaria a los lisosomas, con lo que se

forma el fagolisosoma, y destrucción del microbio. 4. Exocitosis de los residuos.

Fig. 13: Fagocitosis.

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INMUNIDAD ADQUIRIDA, ESPECÍFICA O ADAPTATIVA

La inmunidad adquirida o adaptativa se desarrolla en respuesta a la presencia de antígenos en el organismo, los cuales pueden ser generados por infecciones microbianas o desórdenes celulares como los tumores. Una de las principales características de este tipo de inmunidad es ser específica, es decir, tiene la capacidad de reaccionar ante un gran número de sustancia extrañas al organismo, pudiendo reconocer moléculas microbianas y no microbianas e, incluso, distinguir entre agentes microbianos estrechamente emparentados. Otra característica fundamental de la inmunidad adquirida es su capacidad de generar una memoria inmunológica que puede durar toda la vida. Esta capacidad de memoria le permite reaccionar de forma mucho más rápida y eficiente a exposiciones sucesivas frente a un mismo antígeno. Los componentes celulares de la inmunidad adquirida son los linfocitos. Estas células se encuentran en la sangre y en la linfa e intervienen tanto en la respuesta inmune humoral como en la respuesta inmune celular. Inmunidad celular (mediada por células). Este tipo de respuesta se caracteriza por la participación de los linfocitos T, los cuales poseen en su membrana receptores capaces de reconocer antígenos adosados a la superficie de otras células.

• Los linfocitos T citotóxicos (Tc o CD8) localizan células infectadas por virus siguiendo el rastro de los interferones que ellas produce y reconocen los antígenos virales de la superficie de éstas. Luego de este reconocimiento proliferan, atacan y destruyen a estas células.

• Los linfocitos T colaboradores o helper (Th o CD4) reconocen antígenos expuestos en la superficie de células presentadoras de antígenos. Luego, comienzan a proliferar y secretar interleucinas, proteínas que estimulan la activación de linfocitos T, la activación de linfocitos B y la activación de los macrófagos, aumentando su capacidad fagocítica.

• Los linfocitos T de memoria se diferencia a partir de linfocitos activados y pueden ser colaboradores o citotóxicos. Al igual que los linfocitos B de memoria, su función es reconocer el antígeno en exposiciones sucesivas, iniciando una respuesta mucho más rápida que la que se produjo por primera vez.

Inmunidad humoral (mediada por anticuerpos). La respuesta humoral está dirigida a eliminar antígenos extracelulares, así como también a evitar la diseminación de los patógenos que han infectado las células. La respuesta humoral es generada por los linfocitos B, los cuales producen moléculas proteicas llamadas anticuerpos o inmunoglobulinas, que pueden permanecer en la membrana del linfocito constituyendo el receptor del linfocito B (anticuerpos de superficie) o ser liberados hacia la sangre (anticuerpos circulantes). Los anticuerpos reconocen y se unen específicamente a un antígeno. Cuando los anticuerpos de superficie reaccionan con un antígeno, los linfocitos B se activan, lo que desencadena su proliferación y posteriormente su diferenciación en células plasmáticas y en linfocitos B de memoria. Las células plasmáticas dejan de dividirse, aumentan su tamaño y se dedican a producir anticuerpos. Los linfocitos B de memoria quedan en la circulación por un período de tiempo que puede llegar a ser años. De esta forma, la próxima vez que se encuentren con el mismo antígeno producirán una respuesta más rápida y potente que la efectuada en un primer encuentro.

Hay miles de clases diferentes de anticuerpos; cada una de ellos se combina de manera exacta con un tipo específico de antígeno y contribuye a su eliminación. Frente a la exposición a un antígeno determinado, solamente los linfocitos que tienen los receptores específicos contra ese antígeno participan en la respuesta inmune. Es decir, de todo el repertorio de linfocitos existentes sólo algunos son seleccionados y estimulados para su proliferación y maduración en respuesta a la entrada de un antígeno.

Lo anterior recibe el nombre de la teoría de la selección clonal, la cual postula que cada linfocito posee en

su membrana el receptor específico para un antígeno, el cual ha sido sintetizado incluso antes de haber sido expuesto a él.

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Fig. 14: Inmunidad celular y humoral.

La reacción alérgica

En la reacción alérgica, en una primera etapa ocurre una sensibilización, que consiste en la producción de IgE y su posterior unión al mastocito o célula cebada, por el reconocimiento del alérgeno. En una segunda etapa se produce la activación del mastocito, por el nuevo contacto con el alérgeno, con la consiguiente liberación de histamina y otros componentes (en la persona sensibilizada el alérgeno se une rápidamente a la IgE).

Fig. 15: Reacción alérgica. Inmunidad y vacunación La palabra inmunidad se refiere a la capacidad de ser resistente a una determinada enfermedad infecciosa, y que se adquiere de forma natural o artificial. La inmunidad se puede adquirir de forma natural luego de sufrir una enfermedad infecciosa. En este caso, el sistema inmune produce linfocitos específicos y anticuerpos contra los microbios causantes de la infección. Estos anticuerpos y células permanecen circulando durante un tiempo en la sangre, período en el cual el individuo se encuentra inmunizado contra esos patógenos. Cuando la inmunidad se adquiere gracias a la puesta en marcha de los mecanismos del propio organismo se dice que es activa.

Departamento de Ciencia y Tecnología - Biología - 4º Medio. Profesor: Omar Jaque. Otra forma de adquirir inmunidad natural ocurre durante la vida intrauterina, cuando el feto recibe los anticuerpos que circulan en la sangre de la madre a través de la placenta, y durante el período de lactancia, debido a que la madre transfiere anticuerpos al hijo por la leche materna. La inmunidad adquirida por la transferencia directa de anticuerpos se dice que es pasiva. La inmunidad adquirida de forma artificial es aquella que se desarrolla a través de la utilización de vacunas. Las vacunas han sido diseñadas como herramientas preventivas de una determinada infección. Generalmente para producir una determinada vacuna se utilizan microbios muertos o atenuados de la enfermedad que se desea prevenir. De esta forma en el individuo se activa la producción de anticuerpos específicos y de linfocitos T. Como es el propio sistema inmune el que genera una repuesta a los microorganismos inyectados, se trata de una inmunidad de tipo activa.

La inyección de suero que contiene anticuerpos o sueroterapia confiere también inmunidad artificial al individuo. Se usa como tratamiento para personas que padecen una enfermedad infecciosa y corresponde a un tipo de inmunidad adquirida de forma pasiva.

Fig. 16: Inmunidad adquirida.

Fig. 17: Células del Sistema Inmune.