Inmunologia

Segundo curso Régimen semestral

Objetivos generales: comprender los mecanismos de sensibilidad y de hipersensibilidad del ser humano, asi como las respuestas inmunologicas ante las enfermedades infecciosas.

Objetivos específicos

1. analizar los conceptos y procesos inmunológicos básicos e interrelación con la inmunidad natural y adquirida.

2. analizar las características morfo- fisiológicas de las células, tejidos y órganos del sistema inmunitario humano en relación a la diversidad de las respuestas inmunitarias.

3. interpretar los modelos y mecanismos propuestos por la ciencia para comprender los aspectos moleculares involucrados en las reacciones del antígeno y anticuerpo en el sistema inmunitario.

Los animales superiores son atacados por microorganismos y partículas extrañas.

poseen sistemas defensivos frente a tales patógenos; éstos tienden a distinguir lo propio de lo extraño

I n m u n o l o g í a

Ciencia biológica que estudia todos los mecanismos fisiológicos de

defensa de la integridad biológica del organismo.

consisten esencialmente en la identificación de lo extraño y su

destrucción.

La inmunología también estudia

los factores inespecíficos que

coadyuvan a los anteriores en

sus efectos finales.

HISTORIA DE LA INMUNOLOGIA

NACIMIENTO DE INMUNOLOGIA

Numerosas observaciones siglos antes por diversas civilizaciones

INVESTIGACIONES Y TRABAJOS DEJENNER

OTROS INVESTIGADORES

INVESTIGACIONES Y TRABAJOS DE PASTEUR

EJEMPLOS

Numerosas observaciones

siglos antes por diversas

civilizaciones

BIBLIA SE HACEN COMENTARIOS SOBRE LOSCASTIGOS DIVINOS,DESDE EPIDEMIAS A ENFERMEDADES COMO LA LEPRA

SE REGISTRAN ENFERMEDADES EN DOCUMENTOS EPICOS DE BABILONIA (GILGAMESH) Y DE LAS DINASTIAS ANTIGUAS DE EGIPTO.2000 A.C.

SAN COSME Y SAN DAMIAN REALIZAN CON "EXITO" UN TRASPLANTE DE UNA PIERNA AL EMPERADOR JUSTINIANO.460(?)

430 A. DE C.Chinos y Turcos

Ambos pueblos utilizan costras de personas enfermas de viruela.

Variolizacion = inoculación con el virus de la viruela no modificado, se practica antes de descubrir vacuna

Variolizacion

Se sabía que a través de la inoculación de costras variólicas procedentes de personas que padecían la viruela (variolización), la enfermedad podría ser transmitida de forma más débil a la persona sana.

400 A. DE C.

Tucïdides: Griego. autor de historia de la guerra de peloponeso.

En el cual describe que en la gran peste de Atenas, las personas que sobreviven a la peste , se les permite cuidar enfermos debido a que no podían contagiarse de nuevo.

1718LADY MARY WORTLEY

Escritora británica Esposa de embajador ingles en constantinopla.

Emplea variolizacion en su hijo y lleva la técnica a Inglaterra.

Ejemplo

INVESTIGACIONES Y TRABAJOS DE

JENNER

1798SIR EDWARD JENNER

Medico rural británico (padre de la inmunología)

Publica comparaciones entre :1) Variolizacion.2) Vacunación.

La vaccina o viruela de las vacas producía una erupción en las ubres de estos animales.

Los ordeñadores podían contagiarse

observaron que si había una epidemia de viruela, estos trabajadores enfermaban en raras ocasiones.

Los propios granjeros, conocían ya este fenómeno.

Muchos médicos lo consideraban "una superstición de la gente ignorante del campo".

Jenner pensó que el sistema podría utilizarse como medida eficaz de prevención.

Extrajo pus de una pústula de la mano de la joven Sarah Nelmes, que acababa de contraer la viruela boba al ordeñar su vaca.

El 14 de mayo de 1796 lo inoculó a un chico de ocho años llamado James Phips, el cual no había padecido la viruela, ni la padeció tampoco posteriormente, ni siquiera cuando fue inoculado por Jenner con la propia viruela humana.

La propia palabra "vacuna" hace referencia al origen vacuno de este

primer método de inmunización.

Ejemplo:

INVESTIGACIONES Y TRABAJOS DE PASTEUR

1880LOUIS PASTUER:Químico francés.

Produce los 3 primeros biológicos atenuados:

1) Colera aviar. (animales) 2) Antrax (animales)3) Rabia.(humanos)

En 1881 inició sus estudios acerca del carbunco del ganado lanar, y consiguió preparar una vacuna de bacterias desactivadas, la primera de la historia.

Desarrollar la vacuna contra la rabiaCuyo virus combatió con una vacuna lograda mediante inoculaciones

sucesivas en conejos, de las que obtenía extractos menos virulentos.

La efectividad de esta vacuna, su última gran aportación en el campo de la ciencia, se probó con éxito el 6 de julio de 1885 con el niño Joseph Meister, que había sido mordido por un perro rabioso y, gracias a la vacuna, no llegó a desarrollar la hidrofobia.

Este éxito espectacular tuvo una gran resonancia, así como consecuencias de orden práctico para el científico, quien hasta entonces había trabajado con medios más bien precarios.

Ejemplos

OTROS INVESTIGADORE

S

1883ILYA METCHNIKOFF:

BIOLOGO RUSSO

Observa por primera ves la fagocitosis celular y emite la teoría de defensa celular.

1886Daniel Elmer Salmon

Bacteriólogo y patólogo Estadunidense

Introduce el empleo de vacunas muertas.

1900KARL LANDSTEINER

MEDICO ANATOMOPATOOLOGO AUSTRIACO

Descubre antígenos del sistema ABO de eritrocitos humanos (facilita las trasfusiones de

sangre)

1912ALEXIS CARREL

Medico Cirujano

Abre el camino a el desarrollo de vacunas:1. Polio

2. Sarampión 3. Rubeola4. Paperas

1921 CHARLES ALBERT LEON CALMETTE

Bacteriólogo francés

Produce vacuna contra tuberculosis

1941PHILIP LEVINE

Descubre que los anticuerpos son La principal causa de la anemia hemolítica

en recién nacidos.

1971Gershon:

Describió los linfocitos T supresores.

1983 Se identifica el síndrome de inmunodeficiencia

adquirida.(SIDA)Represento un gran desarrollo en la inmunología

gracias al estudio de la patogenia del virus.

1991Donal Thomas

Estudia la inmunología del rechazo de injertos

1996Peter C. Doherty.

Recibe premio noble por sus descubrimiento sobre la especificidad

de la inmunidad celular

Premios Nóbel en Inmunología.Año Investigador (es) Trabajo

1901 Emil Adolf von Behring (1854-1917) Terapia sérica de la difteria

1908 Elie Metchnikoff (1845-1916)Paul Ehrlich (1854-1915)

Teoría celular de la inmunidad.Teoría general de la inmunidad y de la tolerancia natural a lo propio.

1913 Charles Richet (1850-1935) Anafilaxia.

1919 Jules Bordet (1870-1961) Bacteriolisis por el complemento.

1930 Karl Landsteiner (1868-1943) Grupos sanguíneos humanos.

1951 Max Theiler (1899-1972) Vacuna contra la fiebre amarilla.

Año Investigador (es) Trabajo

1957 Daniel Bovet (1907-1992) Antihistamínicos para el tratamiento de la alergia.

1960 F. Macfarlane Burnet (1899-1985)Peter B. Medawar (1915-1987)

Tolerancia inmunológica adquirida.Teoría de la selección clonal.

1972 Rodney R. Porter (1917-1985)Gerald M. Edelman (1929)

Estructura de los anticuerpos.

1977 Rosalyn Yalow (1921) Técnicas de radioinmunoensayo.

1980 Baruj Benacerraf (1920- )Jean Dasuet (1916)George Snell (1903- 1996)

Complejos principales de histocompatibilidad y su papel en la regulación de la respuesta inmune.

1984 Cesar Milstein (1927)Georges F. Köhler (1946-1995)Niels Kaj Jerne (1911-1994)

Anticuerpos monoclonales.Teoría de la selección natural de la formación de anticuerpos y Teoría de la red idiotípica.

1987 Susumu Tonegawa (1939) Generación de la diversidad de las inmunoglobulinas.

1996 Rolf Martin Zinkernagel (1944)Peter C. Doherty (1940)

Restricción de la respuesta inmunitaria por los genes del complejo principal de histocompatibilidad.

Conjunto de mecanismos de defensa de los animales frente a agentes externos extraños.

Se adquiere al nacer, y va madurando y consolidándose durante los primeros años de vida.

Respuesta inmune Acción integral de un gran número de

mecanismos heterogéneos de defensa contra sustancias y agentes extraños.

Las sustancias extrañas se les denomina como antígenos, y son los que desencadenan una serie de eventos celulares que mecanismos de defensa.

Inmunidad innata (natural o inespecífica): es una línea de defensa que permite controlar a mayor parte de los agentes patógenos.

Inmunidad adquirida (adaptativa o específica): suministra una respuesta específica frente a cada agente infeccioso.

Posee memoria inmunológica específica,tiende a evitar que el agente infeccioso provoque enfermedad en una segunda

infección.

el organismo posee una serie de barreras naturales que lo

protegen de la infección de los agentes patógenos, así como una protección biológica por medio de la microflora (microbiota)

natural que posee.

Barreras anatómicas y físicas

Barreras anatómicas (superficies corporales): la piel y membranas mucosas

Función del pH Función de la temperatura Sustancias antimicrobianas del

organismo

Protección de la microbiota normal

La microbiota normal del organismo evita la

colonización del hospedador por microorganismos

exógenos

Si el microorganismo o partícula extraños logran atravesar la piel y los epitelios, se pone en marcha el

sistema de inmunidad natural (inespecífica o innata), en el que

participan los siguientes elementos

Fagocitos (leucocitos del sistema retículo-endotelial, se originan en la medula ósea)

los PMN neutrófilos (de vida corta) monocitos; en los tejidos macrófagos, se diferencian a partir de los

monocitos.

Todos ellos fagocitan y destruyen los agentes infecciosos que logran

atravesar las superficies epiteliales.

Células asesinas naturales (células NK): son leucocitos que se activan por interferones inducidos en respuesta a virus. Reconocen y lisan células "enfermas", infectadas por virus o malignizadas (cancerosas).

Sistema de inmunidad natural

Endocitosis .ingestión de material soluble (macromoléculas) del fluido extracelular por medio de invaginación de pequeñas vesículas endocíticas.

La endocitosis puede ocurrir de dos maneras distintas:

A) Pinocitosis La internalización de las

macromoléculas ocurre por invaginación inespecífica de la membrana plasmática.

Debido a esa inespecificidad, la cuantía de la internalización depende de la concentración de las macromoléculas.

B) Endocitosis mediada por receptorLas macromoléculas son selectivamente

internalizadas debido a su unión a un receptor específico de la membrana.

Fagocitosis La fagocitosis es la unión del

microorganismo (o, en general, un agente particulado, insoluble) a la superficie de una célula fagocítica especializada (PMN, macrófago), por algún mecanismo inespecífico, de tipo primitivo (ameboide): emisión de pseudópodos y englobamiento,

1- Los diferentes tipos de antígeno

b- Los antígenos solublesa- Los antígenos particulados

NOCIÓN DE ANTÍGENO

2- Los determinantes antigénicosNOCIÓN DE ANTICUERPO

1- La célula productora : El plasmocito2- Estructura esquemática de un anticuerpo3- Complementariedad « parátopo – epítopo »4- Función biológica de los anticuerpos

a- Neutralización del antígenob- OpsonizaciónC- Activación del complemento por la vía clásica

Sustancia que al introducirse en el organismo induce en este una respuesta inmunitaria, provocando la formación de anticuerpos.

Sustancia segregada por los linfocitos de la sangre para combatir una infección de virus o bacterias que afecta al organismo.

Presentes en el organismo, inducen a la producción de anticuerpos (Ac)

Los antígenos solubles

Los antígenos particulados

Existen dos grandes tipos de antígenos (Ag)

Los diferentes tipos de antígenos

Los antígenos particulados generalmente son partículas infecciosas patógenas responsables de

enfermedades bacterianas, virales, parasitarias…

Ciertos antígenos corresponden a elementos celulares extraños o no al organismo: se trata de antígenos particulados

Bacterias Virus células cancerosas

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Bacilo

Coco

Los diferentes tipos de antígenos

Toxina microbiana

Efectos patógenos Bacilo

Un antígeno soluble puede ser una simple molécula tóxica, llamada TOXINA, fabricada por una bacteria patógena

Algunas toxinas conocidas : toxina tetánica, toxina botulínica, toxina colérica, toxina diftérica…

ciertos antígenos corresponden a elementos moleculares extraños al organismo : se habla de antígenos solubles

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La capacidad de un Ag para inducir la fabricación de Ac por los plasmocitos es debido a la existencia de pequeñas zonas precisas,

localizadas sobre el antígeno, llamadas DETERMINANTES ANTIGÉNICOS o EPÍTOPOS

Determinante antigénico 2

Determinante antigénico 1

Determinante antigénico 1

Determinante antigénico 2

Un antígeno, ya sea particulado o soluble, puede contener uno o más determinantes antigénicos o epítopos

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Ag particulado

anticuerpos 2

anticuerpos 2

anticuerpos 1

anticuerpos 1

Un antígeno, ya sea particulado o soluble, inducirá la formación de algunos anticuerpos diferentes que posseen epítopos diferentes

El complejo « antígeno – anticuerpo » constituye el complejo immune

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Los anticuerpos (Ac) son glicoproteínas fabricadas por ciertos linfocitos B activos llamados plasmocitos

Retículo endoplasmático rugoso

Ribosoma

Núcleo

Un plasmocito es una célula que se caracteriza por un abundante R.E.R

El R.E.R es la maquinaria de síntesis de proteínas de la célula y, en el caso del plasmocito, de la síntesis de

immunoglobulinas solubles (o Ig) llamados anticuerpos (Ac)

¡Un plasmocito puede fabricar hasta 5000 moléculas idénticas de immunoglobulinas por segundo !

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Grupo glucocídico

Puentes disulfuros

Parte variable

Parte constante

Cadenas pesadas (H)

Sitio de fijación al antígeno o parátopo

Cadena liviana(L)Cadena liviana (L)

estructura (H2L2) de un Ac 1

dirigido contra un Ag 1

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Epítopo 1 del antígeno 1

El parátopo es una estructura

tridimensional, complementaria a aquélla del epítopo

El complejo « Ac – Ag » forma el complejo inmune

Ag 1 Ag 1Cliquee

aquí para agrandar

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Parte variable

Parte constante

Parátopo o Sitio de fijación al antígeno

ESTRUCTURA ESQUEMÁTICA DE UN ANTICUERPOO

Estructura de un Ac 2 dirigido contra un Ag 2

¡Una molécula de Ac puede entonces ligar

dos moléculas de antígeno !

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ESTRUCTURA ESQUEMÁTICA DE UN ANTICUERPO

Ag 2 Ag 2

Epitopo 2 del antígeno 2

La estructura del parátopo es variable. Depende de la

estructura tridimensional del epítopo

El parátopo se fija sobre el epítopo de una forma similar

al modelo llave cerradura

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ESTRUCTURA ESQUEMÁTICA DE UN ANTICUERPO

El parátopo (a + b) posee efectivamente una estructura tridimensional complementaria a aquella del epítopo

Parte variable de la cadena liviana (b)

Parte variable de la cadena pesada (a)

Epitope

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FUNCIONES BIOLOGICAS DE LOS ANTICUERPOS

Eliminación del antígeno

Los anticuerpos poseen tres grandes funciones biológicas

2- Opsonización

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1- Neutralización del antígeno

3- Activación del complemento

Sigue

FUNCIONES BIOLOGICAS DE LOS ANTICUERPOS

I- Neutralización del Ag

La unión entre los anticuerpos y el antígeno conduce a la formación de un complejo

inmune. El Ag es así neutralizado

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FUNCIONES BIOLOGICAS DE LOS ANTICUERPOS

II- La opsonización

Macrófago

Receptor de membrana

para Ig

Sigue

II- La opsonisación

FUNCIONES BIOLOGICAS DE LOS ANTICUERPOS

El macrófago ha reconocido el

complejo inmune de este último fagocito

Sigue

II- La opsonisación

FUNCIONES BIOLOGICAS DE LOS ANTICUERPOS

La opsonisación es el mecanismo por el cual un antígeno recubierto de anticuerpos se hace más « atrayente» para

algunos fagocitos como los macrófagos.

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III- La activación del complemento por la vía clásica

El complemento es un conjunto de una veintena de proteínas plasmáticas denominadas de C1 a C9

La síntesis de moléculas del complemento está asegurada no sólo por el hígado sino también

por ciertas células del sistema inmune

Estas proteínas están presentes en estado inactivo. Su activación en cascada permite, entre otras, a la

formación de un complejo de ataque membranoso (C.A.M) compuesto de un

polímero de C9

Sigue

FUNCIONES BIOLOGICAS DE LOS ANTICUERPOS

III- La activación del complemento por la vía clásica

antígeno particulado

Epítopos

Sigue

III- La activación del complemento por la vía clásica

C1q

C 9

Diversas activaciones en cascada

Sigue

El complejo inmune puede iniciar la activación del complemento que termina con la formación de C9

C 9

III- La activación del complemento por la vía clásica

C.A.M

Sigue

III- La activación del complemento por la vía clásica

Entrada masiva de agua

por osmosis

bacteria destruida

El complemento ejerce una acción citolítica sobre las células « identificadas » por los

anticuerpos

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GRACIAS !